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IP視訊監控NVR技術發展

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NVR網路架構例

前言:NVR(Network Video Recorders),是一個以網際網路協定(Internet Protocol)為基礎的網路設備,由於NVR的相關運作全部基於IP架構,因此,它可以透過區域網路或網際網路進行遠端管理,在架構安全監控系統方面具備相當強的靈活性,而NVR的基本功能以同時遠端存取並記錄IP攝影機所拍攝的視訊串流,而NVR的易於使用、方便安裝的特性,則受到安控產業的青睞…

本文:
在安全監控產業中,NVR的應用相當普遍,一般情況下,NVR的設置兼具相當程度的靈活特性,例如監控視訊的同步錄製與重播功能,與豐富的遠端控制功能,甚至於新一代的NVR則採行更友善的人機互動介面(User Interface)提供相關控制與設定功能需求,而目前智慧型NVR則朝向整合智慧型監控畫面動態感應與PTZ攝影機(Pan/Tilt/Zoom Camera)連動控制…等加值應用功能。

NVR對IP攝影機的相容度與控制機制支援性,仍待提出更完善的相容設計。

新一代NVR已採取整合數位主動偵測物體移動應用機制,強化安控系統的應用價值。CRIM

NVR系統可透過PC遠端連線調閱、管理監控影片。

數位化NVR 可有效提升安控網路應用價值

雖然在一般應用場合中,多數人會把NVR與DVR(Digital video recorder)混為一談,甚至是當作近似的產品架構進行討論,其實,觀察其應用條件與特點,就能分辨其關鍵差異。在視訊記錄與重播監控視訊的功能方面,NVR與DVR有許多近似之處,DVR的視訊來源多半為CCTV類比式攝影機所輸出,透過DVR本身的類比/數位視訊介面進行類比-數位視訊轉換與錄製,其間過程DVR的關鍵工作在於轉換與記錄視訊。

圖標題:NVR網路架構

至於 NVR則是一個完完全全的數位化監控系統,NVR透過網路環境接收圖像/視訊串流等…數位資料,而內嵌的作業系統則即時將視訊串流採數位化格式記錄到硬碟數位儲存媒體中,期間所有資料均採數位化系統進行。至於混合了NVR的DVR設備,可同時與數位或類比攝影機相連接,並透過數位格式將監控影像記錄於硬碟。

NVR可輕鬆整合IP-Camera

部分DVR為僅支援簡易的網路遠端存取功能,功能較無法擴充與管理,反觀NVR的設備,雖多半沒有專用鍵盤與顯示器,但其所有操作過程都可在遠端PC平台,透過網際網路或區域網路遠端連線方式進行設備連接、控制與設定管理,與功能目標為單純的記錄用途DVR設備,開發複雜度與整合應用模式都不同。

一般NVR設備,為了提供有效的服務品質,多數是針對固定連接設備上限的IP-Camera所設計,因此,NVR在系統的可擴充性,也會因支援攝影機路數而受限。

但相較於採監控PC伺服器的解決方案來看,NVR採嵌入式系統進行架構,自然在系統維運穩定性繼承Linux或嵌入式系統的絕佳優勢,穩定性與系統維運成本表現更佳,即便支援的路數受限,但若使用者的應用場合若剛好在NVR限制之內,則可用簡單的架構與低廉的設備成本,打造不輸給專用伺服器的監控架構,甚至於,當一組NVR支援攝影機的路數受限,則可改採多部的架構方式,達到安全監控系統所需的系統服務能量。

NVR相較PC監控伺服器更具應用彈性

而PC伺服器型雖然可以透過軟體架構所有NVR應用需求,但專用軟體所費不貲,而系統調校與架構成本自然較高,甚至於將監控系統核心監控資料全部置放在單一PC伺服器的維運風險也相對較高,即便是PC伺服器的系統服務能量會較個別NVR更具優勢,但採多組NVR進行設置的安控系統系統架構,也不會輸給專用伺服器的架構方式,加上NVR的架構彈性大、設定簡單與內建專用系統,在彈性、成本與效益方面,只要架構設置得當,系統效益並不遜於專用型PC監控伺服器。

在目前的安控市場中,新一代的NVR硬體架構,已經朝開放式的平台系統發展。這類NVR系統平台,允許使用者在NVR上架構一般市售專業錄影或監控軟體,而多數NVR會採取支援Windows或Linux系統的策略,以增加系統未來的擴充彈性,硬體外觀則因應與資訊機房共構、整合的市場趨勢,採取一般資訊伺服主機常見的1U尺寸的機架式設計架構,讓MIS更容易將安控與資訊系統網路進行整合。

NVR朝開放架構發展

以NVR這類開放式平台架構,在目前安控系統多數轉至MIS單位負責的市場發展趨勢下,使MIS人員在部署企業用途的安控攝影機系統時,有更強的建構靈活性與系統可擴展特性,足以應付企業逐漸成長的安控需求,至於多數NVR設備可支援錄影路數最多為50路,此規格已遠遠超越傳統的NVR設備。

至於安控產業的新一代NVR設備,基於開放性系統的支援優勢,也對其連接的對專用硬體(IP-Camera)的限制越來越少,因此在系統維護費用可以維持在一個相對低的條件,而由於NVR與企業資訊系統共構的優勢下,MIS可使用一般資訊系統的維運模式,即能做到安控系統的運作維護,其可用性相當強。

儘管NVR發展前景看好,但是NVR技術面對目前的應用環境而言,仍有相當大的發展空間,現有NVR的相關技術仍有許多瓶頸等待突破,例如,不同供應商所生產的IP-Camera的功能雖然差異不大,但細部的視訊壓縮技術、傳輸方式、加密技術、控制介面…等關鍵功能,就可能出現整合限制,NVR對於連接監控端點的攝影機相容性,是NVR發展所面臨較為關鍵的問題。

頻寬限制將影響數位監控網路效益

而頻寬的部分也是NVR的服務限制瓶頸,目前網路服務商對於數位資料的網路服務仍採取較高昂的費用方式運作,而當多路IP-Camera整合NVR的安控環境,若要與資訊系統整合,也會面臨企業網路資源的應用限制,即便採取獨立的區域網路進行安控系統架構,也會因此增加安控系統的架構成本。

另外,目前多數IT產業製造商,已深入了解、掌握 Internet Protocol 技術,但卻沒有足夠的安控系統市場經驗,相對的,傳統CCTV類比監控系統製造商,尤其是DVR製造業者,即便對於一個安控系統所需的功能條件相對較為熟悉、也能能掌握市場需求,但卻對IT領域的 Internet Protocol 技術較為薄弱,不只是造成IT業者想投入NVR市場的限制,對於傳統安控設備製造業者而言,技術門檻也成為實現類比轉數位的限制,減緩NVR產品的研發進度。 隨著網際網路 Internet Protocol技術不斷發展,寬頻網路與資訊處理技術持續研發,採Web Server機制建構的嵌入式NVR遠端監控系統發展更為迅速。

目前NVR可以提供優於類比攝影機的數位視訊品質,與更具效率的高壓縮比影像存儲條件,提供較類比安控環境更穩定與更彈性的網路化服務架構,這也是NVR目前的系統核心價值,而NVR如何更穩定地進行遠端視訊管理,也成為NVR技術的關注話題。

NVR產品發展動態

觀察NVR目前的發展動態,會發現NVR已提供完整的網路監控解決方案,而典型的NVR解決方案,也許僅需要一個PC系統架構平台,與一組大容量的儲存系統奧援,即可實踐NVR的架構需求。

而對於NVR安控系統的容錯需求,NVR系統可以建構於獨立的服務單元中,採嵌入式NVR去架構整體安控應用系統所需功能,而嵌入式NVR內嵌影像管理軟體,此可應用於管理、儲存與編輯多路IP-Camera、或自傳統CCTV搭配視訊轉換數位介面傳輸而來的數位監控視訊,由於嵌入式的優勢加持,也讓NVR系統更加穩定。

以建構一個完整的數位安控系統為例,NVR伺服器可用於管理數位化的監控視訊資訊輸入與輸出,監控視訊為採數位資料方式,直接與系統連接的磁碟陣列設備進行記錄與讀寫,如果多路IP-Camera出現單一監控點故障訊息,NVR伺服器會自動提出設備故障警示,避免監控點出現安控漏洞,甚至於當NVR本身出現誤動作或故障問題時,NVR內嵌的服務監控軟體可自行重新配置視訊串流與記錄用的儲存資源,將運作硬體設備轉換改採備用設備延續監控服務,避免安控系統停擺,造成企業的安控環境出現問題與漏洞,也能有效減輕加諸MIS管理人員的維運壓力。

嵌入式NVR應具備的功能

檢視現有市場上的NVR套裝產品,會發現其功能項目也代表著相關應用的實用價值,例如,維持NVR系統儲存影像的資料安全性,就有可熱插拔的磁碟系統功能,此外,針對維運品質與穩定性的部份,就有如監控網路穩定的管理協定項目支援、內建故障診斷相關功能,與整合檔案刪除保護、防火牆保護等,確保其NVR資料完整與遠端連線的安全性。

在加值應用方面,為提供數位影像檔的來源標記、時間標記功能,在導出檔部分可整合數位浮水印機制,讓影像來源與不可修改的內容提供完整支援,而同步視訊與視訊錄製、視訊重播等基本功能,也必須在可順暢運作、檢視、擷取的條件下建構該項功能。

針對硬體的架構要求方面,NVR也多半具備內建硬碟溫度保護機制、USP不斷電系統整合等,為提供IP-Camera架構整合彈性,NVR整合乙太網供電(PoE)的功能機制也是未來架構系統的便利性關鍵。檢視相關應用必要功能可以發現,嵌入式NVR所規劃的獨立應用功能,基本上可不受PC終端設備的限制,卻能在面對NVR的硬體故障或是非法入侵調閱影片等問題時,提供系統級的保護措施。 雖然嵌入式NVR在架構上的優勢與整合上的彈性令人激賞,但嵌入式NVR當與特定監控軟體整合後,最明顯的缺點就是使用者較難因應架構需求進行軟體或硬體功能方面的微調。