Архивы для современного видеонаблюдения

Роман Стрельцов Генеральный директор ООО Навиком

В последние годы с невероятной скоростью меняется представление о том, какое видеонаблюдение можно считать качественным. Хочу такое, -- говорит заказчик, увидев плоды прогресса, достигнутого в средствах видеонаблюдения. И это не прихоть. Все знают, что не слишком много толку от системы безопасности, в которой не получается разглядеть лицо нарушителя и можно пропустить нечто важное из-за низкой частоты кадров.

Хорошее качество видеоизображения сегодня стало нормой. Заказчики почувствовали вкус к полноценному видеонаблюдению. Они ставят перед разработчиками и инсталляторами такие задачи, которые еще вчера казались экзотикой.

Повысилось разрешение изображения. Мало кого теперь устраивает черно-белая картинка, всем нужна цветная. Темп ввода 6-8 кадров -- это уже не очень много. А для особо важных задач, которые часто возникают, скажем, в финансовой сфере или в высокотехнологичном производстве, требуется Real Time -- 25 к/с.

И тут возникает один неизбежный вопрос: где все это хранить? Причем и требования к срокам хранения видеоинформации не отстают от общей тенденции к ужесточению. Многие заказчики хотят иметь у себя видеоархив за месяц и более. Нередко это сопровождается и аудиозаписью, которая тоже занимает место в архиве. Словом, счет здесь давно пошел на терабайты.

Итак, где и как хранить? Компания ООО Навиком дала российскому рынку свой ответ на этот вопрос.

Раньше задача хранения объемной видеозаписи решалась весьма прозаично -- установкой в ПК множества жестких дисков. Этот способ создания большого архива был простым, но ненадежным. Наличие большого количества жестких дисков в одном компьютере порождало целый букет проблем, связанных с его перегревом, с питанием, со сбоями в операционной системе и т.д. А потом повышение емкости жестких дисков и вовсе перестало поспевать за ростом запросов потребителей.

Так выглядит терабайтное хранилище видеоинформации с корзинами для горячей замены

Настало время, когда наши заказчики предъявили к условиям хранения видеоархивов столь высокие требования, что их уже нельзя было удовлетворить прежним способом. Среди этих заказчиков были аэропорты, крупные промышленные предприятия, финансовые учреждения. Суть их просьбы сводилась к необходимости обеспечить запись высокого разрешения с большим темпом с сохранением данных как минимум месяц.

Словом, предстояло как-то организовать терабайтные библиотеки видеоизображения, то есть хранилища.

Качественное проведение этой работы требует от выполняющей ее компании высокой технической культуры, наличия грамотных специалистов и отлаженных организационных процедур, позволяющих концентрировать ресурсы и вовремя направлять их на решение одной интеллектуальной задачи. Дело создания большого современного видеоархива находится на стыке видеонаблюдения, информационных технологий, электротехники и других отраслей.

Компания ООО Навиком продемонстрировала отменное соответствие всем этим критериям и прекрасно справилась со своей задачей. В основе полученного ею решения -- создание распределенных сетевых систем видеозаписи и мониторинга с удаленными хранилищами повышенной надежности. Для передачи данных при этом используются широкополосные цифровые каналы связи на базе технологии Ethernet. На физическом уровне при построении этих каналов применяется оптоволокно или медный кабель. Такие системы дают возможность абсолютно корректно решать задачу надежного хранения видеоданных от месяца и выше.

Ключевую роль в подходе, разработанном компанией ООО Навиком, играет разграничение функций между видеосервером и хранилищем. Видеосервер выполняет оцифровку и сжатие сигнала, затем отдает поток в сеть. Он полностью освобожден от всех действий по распределению данных между отдельными дисками, а также от любой работы по оптимизации архива и по резервированию в нем. Все это делает контроллер хранилища -- устройство, которое производит ввод-вывод информации в дисковых массивах. Такое распределение ролей позволяет избежать перехода видеосервера в критические режимы функционирования, что, в свою очередь, положительно влияет на надежность и стабильность работы всей системы в целом.

В случае необходимости на видеосервере может также вестись локальный видеоархив, который нужен для оперативной работы.

Удаленность сетевого хранилища означает, что все оборудование дискового массива выносится в серверную комнату -- отдельное место, специально оборудованное для этого. Видеосерверы, сколько бы их ни было в системе и где бы они ни находились, соединяются с архивом по цифровым широкополосным каналам связи -- по локальным и глобальным сетям. Сделать так позволяет именно тот высокий уровень развития сетевых технологий, который мы наблюдаем в наши дни, и который характеризуется доселе небывалыми скоростями передачи данных.

Для этого сама локальная сеть строится на оптоволокне, которое обеспечивает более высокую скорость трафика. А в случае сложной планировки объекта, распределенных систем и больших объемов передаваемых данных оптоволокно выступает зачастую как единственный возможный вариант. Если же объем данных, которые будут передаваться в сети или в какой-то ее части, не слишком велик, то можно не прокладывать оптоволокно, а обойтись витой парой.

Важным преимуществом сетевого хранилища от компании ООО Навиком является возможность использовать локальную сеть, которая уже есть у заказчика. Однако при построении особо ресурсоемких систем видеонаблюдения требуется все-таки прокладывать отдельную сеть.

Локальную сеть для обеспечения работы хранилища специалисты ООО Навиком строят на основе протокола Ethernet. Это -- самый удобный вариант вследствие его высокой унифицированности. Вопросы интеграции оборудования решаются при этом в большинстве случаев автоматически, а сетевые телекамеры и видеосерверы могут, в случае необходимости, подключаться в систему напрямую, а не через персональный компьютер.

Сконфигурировав такую систему, обслуживающий персонал затем вмешивается в ее работу только по необходимости. Это может быть штатное проведение оператором какого-то просмотра либо устранение сбоя. О появлении сбоев система сама автоматически сообщает оператору.

Отдельного упоминания заслуживает универсальность IP-оборудования, наличие множества специалистов в этой сфере. Важным преимуществом сетевого видеонаблюдения является также возможность удалять на большое расстояние отдельные ее элементы -- телекамеры, видеосерверы, рабочие места операторов -- без введения дополнительного оборудования.

Новым словом в сетевом видеонаблюдении являются двухпотоковые телекамеры, выпуск которых освоил ряд производителей. Их назначение также состоит в оптимизации трафика и качества видеоизображения.

Такая телекамера может давать на выход одновременно два потока -- один и тот же сигнал, сжатый по разным алгоритмам. Изображение более высокого качества, сжатое кодеком Motion JPEG, может оставаться в широкополосном сегменте сети, в котором находится телекамера, а изображение формата MPEG-4, имеющее более низкое качество, -- передаваться по узким каналам, в том числе по Интернету, в центральный архив.

Перед нами -- типовая серверная стойка системы видеонаблюдения. Сверху вниз: терабайтное хранилище, три видеосервера, коммутатор Ethernet

Наряду с развитием сетевых технологий следует отметить и еще один фактор, который способствовал успеху компании ООО Навиком в ее работе над сетевыми хранилищами. Это радикальное удешевление устройств хранения и самих жестких дисков.

Информация, получаемая в системе видеонаблюдения, имеет очень большой объем, но относительно невысокую ценность. Именно эта ее особенность определяет принципы хранения видеоархивов. В первую очередь, это означает, что создание терабайтных хранилищ -- одно из ключевых направлений в развитии видеонаблюдения. И еще это означает, что жестким дискам здесь нет альтернативы. Так вот именно сейчас, в последние годы и месяцы производители предложили нам действительно недорогие и надежные дисковые массивы.

В своих решениях ООО Навиком использует дисковые массивы типа RAID 5-го и 6-го уровня. Применение технологии RAID обеспечивает сохранность видеоархивов на физическом уровне. В случае выхода из строя одного (RAID 5) или двух (RAID 6) дисков вся информация в массиве сохраняется.

Еще один тонкий момент в организации терабайтных хранилищ -- выбор операционной системы для видеосервера (речь здесь не идет о той ОС, которая управляет работой самого дискового массива). Для многих будет открытием, что ОС Microsoft Windows XP не может иметь дело с файлом, объем которого превышает 2 терабайта. В системах от компании ООО Навиком видеосервер, который отсылает данные на терабайтный архив, работает под ОС Microsoft Windows Server 2003.

Это серверная операционная система, она имеет повышенную надежность, не содержит дополнительного ПО, которое могло бы отвлекать тех, кто с нею работает. Все в этой операционной системе очень лаконично, удобно. Linux компания ООО Навиком в поставляемых ею системах видеонаблюдения не применяет, поскольку вместе с этой ОС она дарила бы заказчику большую кадровую проблему -- дефицит специалистов по ОС Linux у нас крайне велик.

Размещение всего видеоархива в отдельном месте позволяет организовать защиту хранящейся в нем информации по последнему слову техники. Удаленный видеоархив несложно заключить в специальное помещение, в котором реализуется весь комплекс необходимых мер по его обустройству.

Помимо упомянутой выше защиты данных от физических сбоев в работе жестких дисков, необходим также контроль доступа в помещение, где содержится видеоархив. Дополнительный смысл приобретает учет всех действий персонала, обслуживающего хранилище. Для этого в операционной системе, управляющей дисковыми массивами, ведется журнал событий, а комната, в которой расположен видеоархив, оснащается видеонаблюдением.

Поскольку видеоархив сосредоточен в одном помещении, здесь можно обеспечить все условия для его нормальной работы. В числе этих условий -- поддержание температуры и влажности воздуха, влаго- и пылезащищенность аппаратуры, бесперебойное электропитание, наличие пожарной сигнализации. Несмотря на кажущуюся рутинность этих процедур, они имеют принципиальное значение.

Правильный температурный режим и влажность в помещении обеспечиваются за счет кондиционирования и вентиляции. Для питания аппаратуры в хранилище применяют не только источники бесперебойного питания, но и, в случае необходимости, дизель-генераторы.

Именно концентрация видеоархива в одном месте позволяет обеспечить все требуемые условия его содержания. Если бы архив велся возле каждого видеосервера, создание таких условий было бы очень дорогостоящим, нерациональным с точки зрения планировки и дизайна помещений, а во многих случаях и вообще невозможным.

При реализации первых же проектов с применением удаленных хранилищ специалисты ООО Навиком получили убедительное подтверждение правильности избранного ими подхода.

Один из таких проектов был выполнен в большом складском комплексе, где надо было обеспечить хранение архива в течение месяца. Система видеонаблюдения уже стояла там, но ее поставщик не реализовал требуемые условия архивации. Он установил индустриальные видеосерверы в 19-дюймовых стойках, а в них -- массивы жестких дисков объемом 2 терабайта. При этом на каждый видеосервер подавалось цветное изображение с 32 телекамер с разрешением 720х576 со скоростью 8 кадров в секунду с минимальным сжатием. В таких условиях задача ведения архива за месяц была невыполнима.

Заказчик обратился в компанию ООО Навиком, и она предложила ему свое решение, включающее выделенную локальную сеть и удаленное хранилище. Не слишком высокие требования к пропускной способности сети позволили обойтись без прокладки оптоволокна. Каждый видеосервер пишет небольшой локальный оперативный архив, а основной поток -- 32 канала с каждого видеосервера по отдельной локальной сети -- подается в хранилище.

Цель была достигнута: информация хранится один месяц, нагрузка с видеосерверов снята, а в отдельных точках ведутся локальные архивы, которые нужны службе безопасности для оперативной работы.

К внедрению удаленных хранилищ ООО Навиком подходит гибко и творчески. Примером может служить один из объектов, который сейчас реализует компания, -- высотное офисное здание. На каждом этаже здесь нужно установить несколько телекамер. В случае создания единого центра обработки и мониторинга (например, на первом или последнем этаже) пришлось бы проложить в вертикальном направлении, с этажа на этаж, пугающе большое количество аналоговых видеокабелей.

В качестве выхода из этой ситуации решено было организовать 5-6 центров сбора информации -- один на 3-4 этажа. В каждом центре будет установлен видеосервер, на который сходятся аналоговые кабели. В центрах будет производиться оцифровка и обработка видеоизображения. Эти центры свяжут оптоволокном с единой серверной, в которой будет установлено хранилище и организовано охлаждение, бесперебойное питание и обслуживание дисковых массивов.

Еще один пример гибкого подхода ООО Навиком к своей работе -- проект, выполненный на мясокомбинате и реализуемый сейчас на других объектах. Каждый такой объект представляет собой группу зданий, разбросанных по определенной территории. В этом случае распределенную систему видеонаблюдения ООО Навиком строит на четырехканальных видеосерверах Axis, объединенных через IP-сеть. Каждый видеосервер выполняет оцифровку видеосигнала, затем сжимает его и передает дальше в сеть. Видеоархив на видеосервере вообще не ведется. Через сеть с пропускной способностью 100 Мбит/с все видеоизображение собирается в единое хранилище. Использование видеосерверов Axis позволяет сделать такую систему надежной, стабильной и успешно работающей.

Есть в арсенале ООО Навиком и проект, выполненный вообще без кабеля. У заказчика этого проекта имелся промышленный объект, состоящий из удаленных на большие расстояния отдельных построек. К тому же телекамеры необходимо было разместить под открытым небом.

Компания ООО Навиком подошла к этой работе в духе времени -- установила беспроводные телекамеры D-Link в термокожухах с внешними антеннами. Видеоизображение с них сводится в единый центр, в котором размещен видеосервер с массивом хранения. Здесь установлено ПО Интеллект, которое принимает видеоизображение и ведет его запись. Наличие большого видеоархива не входило в число необходимых функций этой системы, поэтому все видеоизображение записывается на встроенный в видеосервер дисковый массив объемом 2 терабайта.

В результате создана распределенная беспроводная система, работающая в жестких, уличных условиях. Сейчас решено увеличить срок хранения данных в системе до одного месяца. Будет установлено дополнительное хранилище, на которое перенаправят весь видеотрафик.

* * *

Приведенные выше примеры показывают, что решение по созданию терабайтных хранилищ, разработанное компанией ООО Навиком, становится еще более мощным средством в руках тех, кто творчески и квалифицированно подходит к его внедрению.

Это решение будет хорошо работать и тогда, когда требования к скорости передачи данных или разрешению видеоизображения вновь возрастут. Оно устремлено в будущее и при этом вполне доступно сегодняшнему потребителю.