地铁电视监控图像集中存储网络设计

　　MPEG-2格式数字视频信号由通信传输网设备送入中心以太网交换机。中心交换机将数字视频信号提供给视频解码器、中心调度员视频监控终端。视频解码器将还原出的模拟视频信号送入显示大屏。以太网交换机到传输系统占用带宽64×6Mbps=384Mbps，交换机接口4个Gigabit以太网端口，满足需要。

　　中央存储的视频流。以太网交换机到视频服务器和光纤SAN交换机占用带宽64×2Mbps=128Mbps，SAN交换机接视频服务器，SAN交换机光口接中心光纤SAN交换机，同时SAN光纤存储网均采用4GB光纤通道，完全满足存储的需要。

　　录像回放视频流。从光纤SAN存储设备开始，经过网络以单播的方式到一个合法用户使用的控制终端的打开窗口。

　　由于编码器产生的视频流码率为2Mbps，因此计算网络视频录像服务器的处理性能按2Mbps计算。

　　视频管理服务器（含录像管理）按照接入64路视频计算。录像回放比例按照7：3，那么录像需求带宽的公式如下：

　　MEPG-4录像带宽（MB）=摄像机数×2Mbps÷8

　　总带宽要求（MB）＝录像带宽÷0.7

　　计算方法：

　　视频管理服务器录像带宽（MB）=64×2Mbps÷8=128Mbps÷8=16MBps

　　视频管理服务器回放带宽（MB）=录像带宽（MB）÷0.7×0.3=6.86MBps

　　1Byte=8bit

　　同时SAN光纤存储网均采用4GB光纤通道，完全满足存储的需要。

　　3、存储量计算公式

　　每路数字视频流在4CIF@25IPS 的情况下峰值带宽按照MEPG-4编码方式码率2Mbps，每种类型摄像机存储量的计算公式如下：

　　摄像机总存储量（TB）=摄像机数×视频带宽（bps码流）×录像时间÷{8（b变B）×1000（B变K）×1000（K变M）×1000（M变G）×1000（G变T）}

　　录像时间=3600(秒)×每天需存储小时数×需存储天数

　　在此需要明确一些基本的流量和存储量的转换问题，通常：

　　视频流量的1Kbps=1024bps，1Mbps=1024Kbps，1Gbps=1024Mbps，1Tbps=1024Gbps；

　　存储容量的 1KB=1000Byte，1MB=1000KB，1GB=1000MB，1TB=1000GB；

　　而只有1Byte=8bit是视频流量和存储容量的最基本而且统一的单位。因此，两种进制之间均需要换算到Byte 之后才能进行流量和容量的换算。

　　从数据安全角度考虑，在每次写入512字节时会加入8字节的校验码，以此保证数据的完整性。在地铁监控项目中，由于采用相对集中的SAN存储系统，因此视频数据量非常庞大，所以8字节的校验码占用硬盘空间也不是可以忽视存储量，这些问题也成为存储容量规划时必须考虑的一个因素，选择的磁盘类型均为1TB SATA磁盘，所以1TB SATA磁盘的存储可用存储视频图像容量经计算为917GB。

　　在地铁监控项目采用RAID5(9+1)的数据保护方式是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案性，9块1TB硬盘需1块1TB硬盘镜像备份，而RAID5(9+1)的实际可用空间约等于917GB×9=8253GB。

　　以1110路摄像机为例，每路数字视频流在4CIF@25IPS按照MEPG-4编码方式码率2Mbps，存储7天，计算集中存储磁盘阵列所需1TB硬盘个数：

　　摄像机总存储量（TB）=1110路×2×1024×1024（bps码流）×3600(秒)×24小时×7天÷（8×1000×1000×1000×1000）=176TB

　　硬盘备份176÷9=20TB, 176TB+20TB=196TB

　　8字节的校验码占用硬盘空间：1000-917=83GB，196×83÷1000=16 TB

　　磁盘阵列所以需1TB硬盘：196+16=212块

　　结束语

　　地铁电视监控系统很快会进入高清时代，高清百万像素网络摄像机监控的图像更加清晰和细腻，对地铁车站监控，既要求摄像机能大范围的控制人流的动向，又要求在录像回放中能够识别人物的脸部特征，监控图像需大量存储空间，FC SAN和IP SAN是高清监控基础，它的高扩展性、高可靠性、低维护成本是今后地铁电视监控的选择。