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浅析“超高清”推广下视频储存的困境还要多久

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  监控,安防系统中应用最多的设备之一,从早年间在香港电影中被称为“闭路电视”到当下向智能化、集成化、无线化、高清晰化、个性化、互动化方向发展的智能监控。可以说监控设备已经走进了千家万户,并广为人知。

  “进击”的高清化

  2019年3月初,工业和信息化部联合国家广播电视总局、中央广播电视总台印发《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》的通知(下称《行动计划》),明确指出发展目标,将按照“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线,大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用。到2022年,在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域实现超高清视频的规模化应用。

  具体来看,超高分辨率可以捕捉更多细节,满足更复杂场所监控需求。据了解,4K常见分辨率有3840*2160像素和4096*2160像素两种规格,是1080P分辨率的4倍。垂直分辨率越高,人眼能辨识的细节与层次就越多,且图像放大后仍能清晰呈现,有效解决需要超高清画面且光线复杂场景的监控需求。

  但问题也随之而来,技术变革背后,对前端、传输、存储、智能分析、平台、显示等各环节均提出了更高的要求。想要实现真正的超高清化,必须从视频源的采集、视频信号的编码压缩、视频信号的传输、视频的浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清,才能实现超高清技术的价值。

  “难顶”的传统储存模式

  自VCR和录像带问世以来,视频存储一直是一个挑战。存储图像是任何视频系统的核心需求,尤其是那些专注于视频的法证和调查方面的视频记录。

  恰逢AI崛起,视频越来越多地被认为是支持各种视频分析与AI应用的“基础”,依此而言,当下视频存储的稳定性就显得尤为重要。

  从视频储存模式来看,当下安防行业主流的储存模式依旧是依靠硬盘储存,但这有一个致命的问题,由于高清化的进程加大了存储的负担,这就对容量提出了需求。

  

  浅析“超高清”推广下视频储存的困境还要多久

  在目前机械硬盘的设计中,要想进一步扩大容量,只有两种方案:一种就是在硬盘中塞进更多的碟片,另一种就是使用采用了新的热辅助磁记录和SMR技术。大多数厂商开始采用了SMR技术,硬盘容量的确是靠叠瓦式磁记录的方案做上去了,但是品质和速度却纷纷翻车。从去年开始,采用SMR技术的硬盘不停出现问题,性能和可靠性大幅下降,甚至惹上了官司,这也让希捷、西数等厂商不得不考虑放弃SMR这一技术。

  那么剩下的一种扩容方案就是增加硬盘中的碟片了。目前的机械硬盘中,单碟容量最大是2TB,塞入的碟片越多,就意味着硬盘的容量越大,同时这种看似暴力的方案,对性能和可靠性的影响远远不像SMR那样大,只不过功耗和发热不可避免要提升。

  目前机械硬盘旗舰产品的标准,普遍以18TB为底线,而机械硬盘厂商们还打算更进一步,在努力突破物理的限制,希望能进一步提升单碟容量的上限,厂商们希望单碟能进一步提升到2.4TB的容量,这样在2022年,当24TB的硬盘投入商用时,只需要10个碟片就能搞定。

  不过拼命增加碟片数量,对于硬盘来说本身也有较大的负担,一个碟片出了问题,整个硬盘和数据都要报废,这对硬盘的可靠性和安全性都提出了更高的要求。

  在企业级应用时,为了规避这一风险,传统存储都是通过磁盘之间做raid组来 实现容错。Raid是将多块物理磁盘虚拟成一块逻辑 磁盘的一种技术,监控领域应用比较多的是raid5模式,可以实现1块raid组中一块硬盘发生损坏,坏盘中的数据能自动恢复到raid组中,初步具备了容错性。但raid方式只是将容错的基本单位停留在了硬盘上,如果服务器节点故障,仍然会造成单点数据丢失。

  突如其来的云储存

  由于数据丢失的固有问题,在云计算盛行时,人们有意的“掰出了一个分支”,云储存应运而生。

  云存储相对传统存储主方式要有两个优势。第一,实现了负载均衡,由软件来统一调盘。防止局部读写速度异常。第二,云存储具有极大的容灾性,通过构建复数的存储池,来实现当一个存储池坏掉时,另一个存储池仍然能够让数据不丢失,业务不中断。

  云储存的出现一度让IT企业看到了对传统储存企业在市场份额上弯道超车的可能,直到遇上了安防行业。

  应用中的窘境

  云储存虽好,但在安防行业的应用中,对个人用户而言,依旧有不小的问题。

  首当其冲的就是成本问题,云储存作为一项需要付费的增值服务,在业内的收费中,普遍在300元以上/年。这对于个人用户来说,往往是难以承担的,尤其是在机械硬盘价格越来越低的当下,总会给人一种“划不来”的既视感。

  另外则是对于带宽的要求,以H.264压缩技术来看,能够将1路4K@25fps的图像传输保证在15Mbps以内就已经很理想了。但是这样的带宽需求,由于供应商供应的民用宽带上行与下行不一致(俗称非对称宽带),就导致此标准在国内对于大众用户来说,要求较高。

  最后是当下的家用智能监控设备多以WIFI作为凭依,这就会产生另一个问题,俗称“网卡”(民用非对称宽带上行过快会影响下载速度),在这种情况下,你要怎么选?是不用还是花大价钱安装商用的对称宽带,亦或是采用硬盘储存?

  而对于企业用户来说,云储存的本质是虚拟服务器,本质上依旧逃不开储存方式的樊笼,对于企业来说只不过是风险大小的区别,这就为技术的大面积普及埋下的祸根。

  5G会是解决之道么?

  已知当5G到来时,其提供的速度比我们当前的4G快100倍,能有效解决超高清的视频监控的传输问题。但有个比较严重的问题是,即便在在5G商用一年后的今天,其资费对于民众来说,依旧是“可望不可及”的天价。

  在2020中国国际信息通信展上,国家信息化专家组咨询委员会委员、中国通信协会副理事长邬贺铨称:“5G要达到4G同样的用户规模,估计要8年甚至会更长一些。”

  同时按照近年来4G资费的价格跳水幅度来看,通过5G助力云储存服务于家用智能监控,至少还需要5年。不过依照硬盘厂商近年来技术飞速进步的情况来看,短期内我们或许会以一种两者间最有效组合(云存储与传统储存方式混合使用)来度过5G商用平民化之前的“黑暗时刻”。

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