地鐵電視監(jiān)控圖像集中存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　MPEG-2格式數(shù)字視頻信號(hào)由通信傳輸網(wǎng)設(shè)備送入中心以太網(wǎng)交換機(jī)。中心交換機(jī)將數(shù)字視頻信號(hào)提供給視頻解碼器、中心調(diào)度員視頻監(jiān)控終端。視頻解碼器將還原出的模擬視頻信號(hào)送入顯示大屏。以太網(wǎng)交換機(jī)到傳輸系統(tǒng)占用帶寬64×6Mbps=384Mbps，交換機(jī)接口4個(gè)Gigabit以太網(wǎng)端口，滿足需要。

　　中央存儲(chǔ)的視頻流。以太網(wǎng)交換機(jī)到視頻服務(wù)器和光纖SAN交換機(jī)占用帶寬64×2Mbps=128Mbps，SAN交換機(jī)接視頻服務(wù)器，SAN交換機(jī)光口接中心光纖SAN交換機(jī)，同時(shí)SAN光纖存儲(chǔ)網(wǎng)均采用4GB光纖通道，完全滿足存儲(chǔ)的需要。

　　錄像回放視頻流。從光纖SAN存儲(chǔ)設(shè)備開始，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)以單播的方式到一個(gè)合法用戶使用的控制終端的打開窗口。

　　由于編碼器產(chǎn)生的視頻流碼率為2Mbps，因此計(jì)算網(wǎng)絡(luò)視頻錄像服務(wù)器的處理性能按2Mbps計(jì)算。

　　視頻管理服務(wù)器（含錄像管理）按照接入64路視頻計(jì)算。錄像回放比例按照7：3，那么錄像需求帶寬的公式如下：

　　MEPG-4錄像帶寬（MB）=攝像機(jī)數(shù)×2Mbps÷8

　　總帶寬要求（MB）＝錄像帶寬÷0.7

　　計(jì)算方法：

　　視頻管理服務(wù)器錄像帶寬（MB）=64×2Mbps÷8=128Mbps÷8=16MBps

　　視頻管理服務(wù)器回放帶寬（MB）=錄像帶寬（MB）÷0.7×0.3=6.86MBps

　　1Byte=8bit

　　同時(shí)SAN光纖存儲(chǔ)網(wǎng)均采用4GB光纖通道，完全滿足存儲(chǔ)的需要。

　　3、存儲(chǔ)量計(jì)算公式

　　每路數(shù)字視頻流在4CIF@25IPS 的情況下峰值帶寬按照MEPG-4編碼方式碼率2Mbps，每種類型攝像機(jī)存儲(chǔ)量的計(jì)算公式如下：

　　攝像機(jī)總存儲(chǔ)量（TB）=攝像機(jī)數(shù)×視頻帶寬（bps碼流）×錄像時(shí)間÷{8（b變B）×1000（B變K）×1000（K變M）×1000（M變G）×1000（G變T）}

　　錄像時(shí)間=3600(秒)×每天需存儲(chǔ)小時(shí)數(shù)×需存儲(chǔ)天數(shù)

　　在此需要明確一些基本的流量和存儲(chǔ)量的轉(zhuǎn)換問題，通常：

　　視頻流量的1Kbps=1024bps，1Mbps=1024Kbps，1Gbps=1024Mbps，1Tbps=1024Gbps；

　　存儲(chǔ)容量的 1KB=1000Byte，1MB=1000KB，1GB=1000MB，1TB=1000GB；

　　而只有1Byte=8bit是視頻流量和存儲(chǔ)容量的最基本而且統(tǒng)一的單位。因此，兩種進(jìn)制之間均需要換算到Byte 之后才能進(jìn)行流量和容量的換算。

　　從數(shù)據(jù)安全角度考慮，在每次寫入512字節(jié)時(shí)會(huì)加入8字節(jié)的校驗(yàn)碼，以此保證數(shù)據(jù)的完整性。在地鐵監(jiān)控項(xiàng)目中，由于采用相對(duì)集中的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)，因此視頻數(shù)據(jù)量非常龐大，所以8字節(jié)的校驗(yàn)碼占用硬盤空間也不是可以忽視存儲(chǔ)量，這些問題也成為存儲(chǔ)容量規(guī)劃時(shí)必須考慮的一個(gè)因素，選擇的磁盤類型均為1TB SATA磁盤，所以1TB SATA磁盤的存儲(chǔ)可用存儲(chǔ)視頻圖像容量經(jīng)計(jì)算為917GB。

　　在地鐵監(jiān)控項(xiàng)目采用RAID5(9+1)的數(shù)據(jù)保護(hù)方式是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案性，9塊1TB硬盤需1塊1TB硬盤鏡像備份，而RAID5(9+1)的實(shí)際可用空間約等于917GB×9=8253GB。

　　以1110路攝像機(jī)為例，每路數(shù)字視頻流在4CIF@25IPS按照MEPG-4編碼方式碼率2Mbps，存儲(chǔ)7天，計(jì)算集中存儲(chǔ)磁盤陣列所需1TB硬盤個(gè)數(shù)：

　　攝像機(jī)總存儲(chǔ)量（TB）=1110路×2×1024×1024（bps碼流）×3600(秒)×24小時(shí)×7天÷（8×1000×1000×1000×1000）=176TB

　　硬盤備份176÷9=20TB, 176TB+20TB=196TB

　　8字節(jié)的校驗(yàn)碼占用硬盤空間：1000-917=83GB，196×83÷1000=16 TB

　　磁盤陣列所以需1TB硬盤：196+16=212塊

　　結(jié)束語

　　地鐵電視監(jiān)控系統(tǒng)很快會(huì)進(jìn)入高清時(shí)代，高清百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)監(jiān)控的圖像更加清晰和細(xì)膩，對(duì)地鐵車站監(jiān)控，既要求攝像機(jī)能大范圍的控制人流的動(dòng)向，又要求在錄像回放中能夠識(shí)別人物的臉部特征，監(jiān)控圖像需大量存儲(chǔ)空間，F(xiàn)C SAN和IP SAN是高清監(jiān)控基礎(chǔ)，它的高擴(kuò)展性、高可靠性、低維護(hù)成本是今后地鐵電視監(jiān)控的選擇。