地鐵電視監控圖像集中存儲網絡設計

　　MPEG-2格式數字視頻信號由通信傳輸網設備送入中心以太網交換機。中心交換機將數字視頻信號提供給視頻解碼器、中心調度員視頻監控終端。視頻解碼器將還原出的模擬視頻信號送入顯示大屏。以太網交換機到傳輸系統占用帶寬64×6Mbps=384Mbps，交換機接口4個Gigabit以太網端口，滿足需要。

　　中央存儲的視頻流。以太網交換機到視頻服務器和光纖SAN交換機占用帶寬64×2Mbps=128Mbps，SAN交換機接視頻服務器，SAN交換機光口接中心光纖SAN交換機，同時SAN光纖存儲網均采用4GB光纖通道，完全滿足存儲的需要。

　　錄像回放視頻流。從光纖SAN存儲設備開始，經過網絡以單播的方式到一個合法用戶使用的控制終端的打開窗口。

　　由于編碼器產生的視頻流碼率為2Mbps，因此計算網絡視頻錄像服務器的處理性能按2Mbps計算。

　　視頻管理服務器（含錄像管理）按照接入64路視頻計算。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）=攝像機數×2Mbps÷8

　　總帶寬要求（MB）＝錄像帶寬÷0.7

　　計算方法：

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

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

　　1Byte=8bit

　　同時SAN光纖存儲網均采用4GB光纖通道，完全滿足存儲的需要。

　　3、存儲量計算公式

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

　　攝像機總存儲量（TB）=攝像機數×視頻帶寬（bps碼流）×錄像時間÷{8（b變B）×1000（B變K）×1000（K變M）×1000（M變G）×1000（G變T）}

　　錄像時間=3600(秒)×每天需存儲小時數×需存儲天數

　　在此需要明確一些基本的流量和存儲量的轉換問題，通常：

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

　　存儲容量的 1KB=1000Byte，1MB=1000KB，1GB=1000MB，1TB=1000GB；

　　而只有1Byte=8bit是視頻流量和存儲容量的最基本而且統一的單位。因此，兩種進制之間均需要換算到Byte 之后才能進行流量和容量的換算。

　　從數據安全角度考慮，在每次寫入512字節時會加入8字節的校驗碼，以此保證數據的完整性。在地鐵監控項目中，由于采用相對集中的SAN存儲系統，因此視頻數據量非常龐大，所以8字節的校驗碼占用硬盤空間也不是可以忽視存儲量，這些問題也成為存儲容量規劃時必須考慮的一個因素，選擇的磁盤類型均為1TB SATA磁盤，所以1TB SATA磁盤的存儲可用存儲視頻圖像容量經計算為917GB。

　　在地鐵監控項目采用RAID5(9+1)的數據保護方式是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案性，9塊1TB硬盤需1塊1TB硬盤鏡像備份，而RAID5(9+1)的實際可用空間約等于917GB×9=8253GB。

　　以1110路攝像機為例，每路數字視頻流在4CIF@25IPS按照MEPG-4編碼方式碼率2Mbps，存儲7天，計算集中存儲磁盤陣列所需1TB硬盤個數：

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

　　硬盤備份176÷9=20TB, 176TB+20TB=196TB

　　8字節的校驗碼占用硬盤空間：1000-917=83GB，196×83÷1000=16 TB

　　磁盤陣列所以需1TB硬盤：196+16=212塊

　　結束語

　　地鐵電視監控系統很快會進入高清時代，高清百萬像素網絡攝像機監控的圖像更加清晰和細膩，對地鐵車站監控，既要求攝像機能大范圍的控制人流的動向，又要求在錄像回放中能夠識別人物的臉部特征，監控圖像需大量存儲空間，FC SAN和IP SAN是高清監控基礎，它的高擴展性、高可靠性、低維護成本是今后地鐵電視監控的選擇。