爱达讯安防工程师：ANR将主宰NVR的市场与发展

　　作者简介：谭振业，毕业于香港理工大学市场信息科技系，获二级甲等荣誉学士，曾任科艺(香港)网络技术维护人员，曾负责多个专业安防项目，有丰富的安防测试、产品维护、系统集成等经验，现供职于英国爱达讯, 任安防技术部顾问工程师及市场部总监。

　　现今中国安防市场上的存储产品，DVR产品一直占据着市场统治地位，基本上取代了昔日的VCR成为了主导。这是否意味着DVR技术已告成熟？这是否代表了数字存储已经发展到极至？不，事实却不然。DVR确实打破了安防存储市场数字化的缺口，可是DVR仅仅只是安防数字化的一个开端。

　　DVR VS NVR

　　DVR的技术发展原由是为了解决VCR的存储及读取问题，其设计理念是结合视频压缩和硬盘存储技术而衍生出来的VCR替代品，整个系统的设计，从视频的捕捉、传输皆使用模疑信号，只有模拟信号到达视频压缩卡后，才实现模拟转数字的过程，然后以数字信号进行存储。换言之DVR仅仅把存储部份数字化，整个系统还是以模拟为主。如此看来，我们能把这个系统称上为完整的数字化吗？

　　由于DVR的数字化存储系统在设计上有着致命性的缺陷，故此在安防应用上有着不少的缺点，简述如下：

　　1. 模拟及数码摄像设备兼容限制：市面上大多数的DVR设备，只能适用于模拟摄像机，不能兼容新式的数码摄像机，如网络摄像机。

　　2. 硬盘容量限制：一般DVR的设计有着容量及空间的限制，只能支持一定数量的硬盘及容量。如果需要连接大量的摄像机及长时间录像，那便需要数部DVR。

　　3. 视频输入的限制：一般而言DVR最多只能支持16路的视频输入，当需要更多的视频时，DVR的数量也需要适量地增加。

　　4. 地域界限的限制：基于模拟信号的设计，所有摄像机需要直接跟DVR连接，如果摄像机跟DVR距离甚远，布线费用会十分昂贵。

　　网络存储技术的出现，带领安防业进入另一个数字化阶段，它的设计、连接以及储存的方法跟DVR有着本质上的分别，从而真正实现安防数字化。NVR的设计跟传统的仿真视频不同，捕捉到的视频是直接透过以太网传到NVR中(如Web camera)。使用以太网实现数字化传输能大大降低布线的费用，同时解除了DVR所存在的地域及视频输入等限制。

　　NVR有效地运用了网络摄像机的特色，亦能处理DVR整理过的视频，能有效地透过网络来控制及管理不同区域的视频。NVR事实上是一部管理大量数字数据的服务器，透过精密的软件把数字化的视频整合及链接，使之系统化后再集中进行存储。NVR使用严密的排程管理，把视频的存储根据时间、地点、事件按着不同的设定录入，同时建立起导览及备份的准则。

　　NVR的主要优点是价格及灵活性上远比DVR优性，结合上IP SAN或NAS的存储技术，存储容量能够很容易达到上千兆，以至万兆。NVR能够突破DVR的硬盘容量限制，把视频数据无限地连接到服务器中，但，NVR只是属于处理数据的中介媒体，实际的存储工作均是由后台服务器完成的，用户只需直接连接到后台服务器便能存取数据。由此可见，网络连接以及稳定性成了NVR的决定性因素。

　　ANR将主宰NVR的市场与发展

　　目前市场上的NVR还是处于起步的阶段，数据的传输和管理完全是依赖着网络无间断的服务，可是即使再完善的网络系统也会有连接不了的时候，最常见的原因有三：

　　1. 硬件失效：网络连接牵涉不同的硬件，网线、路由器、集线器等，只要其中一项失效时，网络便会失效或不稳定。

　　2. 人为错误；在网络更新及维护时，常存在着众多的技术问题，小至网线的错配，大至网络位置的更新也会导政网络失效。

　　3. 网络挤塞：过大的网络流量会导致网络不稳，这会大大影响NVR的视频传输。

　　当网络失效或不稳定时，NVR的功用就受到很大的考验。在网络失效时，视频的传输受到了限制，那是否意味着视频的数据会散失了？我们不能了解在网络失效时监视的环境情况，以后也不能翻查当时的影像。事实上，早期的NVR存在着这种致命性的缺点，往往网络的稳定性决定了NVR的存在价值，可是随着科技的成熟，一种结合本地存储和网络存储的技术(ANR - Automatic Network Replenishment　Technology)解决了网络失效时的问题。ANR在中国的安防市场应用暂时有限，而且业界讨论也不是太多，可是就笔者而言，ANR等相类似的技术将会成为NVR成功的最关键因素。基本上，ANR能分为三个部份：

　　第一步：侦测网络状况

　　ANR最基础的应用是在网络失效时，能记录下失效前传输的讯号，并使用独立的存储系统作缓冲，以待网络连结恢复后把缓冲的记录转回到后台服务器存储。要有效的侦测网络状况，在NVR和IP Camera或视频服务器两端安装有一个相向的网络检测组件。当网络失效时，在NVR和IP Camera两端各自会建立相关的日志，以便作为网络服效时供管理员作备忘之用。日志能有效的确定网络的失效的日期、时间，以方便管理员追查。

　　第二步：双重录像原则

　　当网络失效或不稳定时，双重录像原则将会生效，NVR和IP Camera或视频服务器两端将会把视像的数据单独存储在缓冲区中，故此IP Camera或视频服务器需要配备独立的存储设备，以便把数字化的视频透过ring buffer技术暂时存储到IP Camera或视频服务器。至于用作ring buffer的存储媒体可以是多样化的，如硬盘机、U盘、闪存、记忆卡，甚至是内存也能成为视频数据的缓冲储存设备，可是值得留意的是存储媒体的容量及存储的方式，选取了不适合的媒体可能会导致视频数据的不完整。

　　选取合适的媒体容量大小跟预期的网络失效及影像质数成正比的，换言之，如果网络极度不稳定的话，一个大容量的存储媒体是必要的；而高质量的视频数据亦要求大容量的媒体配合作为缓冲。一般而言，存储媒体的容量应该大于预期网络失效的缓冲数据2倍以上。

　　第三步：自动修复数据

　　ANR技术的最后一个步为修复NVR上缺失的数据。当网络联机恢复正常后，NVR和IP Camera或视频服务器两端会对比各自建立的日志，检查对比在网络失效时的视频数据数据，然后自动的修复NVR中错误或散失的数据，其原理是把IP Camera或视频服务器端的缓冲数据准确无误地录入NVR中，在录入后自动的把缓冲数据删除以腾取空间。

　　在修复数据的同时，缓冲媒体充当着重要的角色，在修复数据的同时，IP Camera或视频服务器亦会把实时的视频数据传送到NVR中，这时如果修复的数据传送占用了大量的带宽而令实时视频数据不能有效的传送，缓冲媒体就能发挥功效，把实时数据暂存，以待稍后传输，故此在选择存储媒体的容量时有需要考虑网络的连接速度。

　　NVR将取代DVR

　　ANR的使用有助解决NVR网络失效时的所遇到的视频数据消失的问题，透过IP Camera或视频服务器的缓冲存储，减低了数据流失及NVR存储错误的机会，可以想象的是结合了本地存储及远程数据修复的NVR系统将会成为安防存储市场的主导，而现在大行其导的DVR将会逐渐的淘汰，NVR将会取代DVR，成为DVR的终结者，原因有以下几点：

　　1. 数字化的存储趋势：安防的存储由VCR的模拟转至DVR，其主要原因是成本化的优势，可惜DVR的设计没有善用存储发展的原则，很多基本上的技术，如Raid、数据压缩也是停留在最基本的技术层面，NVR的出现进一步把安防存储的成本大幅地降低，根据经济原则，成本优势能有效地把DVR打倒。

　　2. 真正的数码系统：NVR能有效地减少模拟、数码转换所带来信号丢失现像。在DVR的系统中，摄像机的视频构成是经由CCD成象器件造成仿真信号，再过A/D转换器把信号转换成数码送到DSP中进行视频优化，然后再转换成摸拟信号透过同轴电缆传送到视频压缩卡中，而图片的构成是由一条条线组成的，在视频压缩卡转换成数字数据的过程中，如果影像的构成过于复杂，影像会变得朦胧。可是在NVR的系统中，所有视频的输入也是数字化，这能大大减低了转换时信号丢失的现像，能降低视频失真的程度。

　　3. 视频的安全性：传统的DVR系统是依赖同轴电缆连接，视频的传输是不能运用加密、认证等技术，视频的传输是不能确保安全性。任何一人亦能很容易盗取或更换视频的输入，这个安全漏洞对DVR来说潜在着隐忧。使用NVR系统，摄像机的视频能够加密传送，只有指定授权的用户能够存取相关数据，亦能在视像讯号上加上水印、时间、地点等信息。

　　4. NVR的灵活性：NVR是通过双绞线的网络进行连接，相对使用同轴电缆的传输系统，其布线成本相对较为低廉；另外NVR系统能管理不同地区的多摄像机，打破了地域及管理的限制，用户亦能在不同地点管理多区域的摄像机，灵活性十分之大。

　　综合而言，NVR的出现为安防数字系统带来新的冲击，未来的发展将会由网络化、数字化的安防设备取代一直以来以模拟摄像为主导的市场，随着中国网络市场的发展成熟以及安防数字化的趋势，NVR将会快速的发展，在市场上占有更为广阔的市场空间。