2017-03-03
NVR—网络摄像机的后端力量
随着网络摄像机的不断高速发展，特别是高清网络摄像机越来越受到人们的重视，在市场份额中已经占据了比较重要的地位。监控系统的市场需求对NVR也提出了新的要求，IP摄像机促进了与IP摄像机配套使用的NVR市场需求量的上升。同时，基于芯片厂商对 NVR产品形态的关注以及智慧城市建设的需求，后端NVR将呈爆发式增长的形势。本文将会对NVR的特点和发展前景做具体阐述。
一、两种主流架构NVR的技术特点
目前，市场上出现了纯网络化的NVR、混合式NVR、NVR管理软件等产品，单从架构上 来看，目前市场上的NVR产品类型主要包括嵌入式NVR、X86架构式NVR两种。
随着视频编码技术的不断成熟、网络带宽的不断提升，未来视频服务器发展趋势主 要表现在以下几个方面：
1.嵌入式NVR
嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式CPU为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及 电源等必要的辅助接口组成，嵌入式系统一般使用Linux系统，硬件配置非常精简，除了微 处理器和基本的外围电路以外，其余的电路都可根据需要和成本进行裁剪、定制。
基于嵌入式系统的NVR将软件固化在Flash或ROM中，不可修改，基本没有系统文件被 破坏的可能性，也不会遭到病毒程序的攻击，稳定性、可靠性很高。大多数嵌入式NVR采用单板结构，结构比较紧凑，功耗低。嵌入式NVR的应用软件与硬件融于一体，类似于PC中 BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实 时和多任务的应用。
2.X86架构式NVR
X86架构式NVR运用“服务器+NVR监控软件”的模式，采用通用Windows操作系统和 X86硬件平台，技术成熟，稳定性较高，且多数X86架构式NVR厂家提供N+1冗余技术，其修 复工作很简单，发生故障后，用户可以利用通用备件，如CPU、内存、电源、板卡、硬盘等 快速地进行更换，以实现成本最小化；X86架构式NVR可提供强大的功能支持，Windows操作 平台上可以调用系统自带的一些功能和利用非常成熟的可视化编程工具来快速开发软件， 这也大大节省了开发成本和开发周期。另外，X86架构式NVR因为其硬件的接口通用、开放 、标准化，后期容易写入协议，更新驱动，升级软件，因此兼容性较高，表现出良好的扩 展性。
上述两种架构的NVR都可同时实现高清网络摄像机接入、管理、实时高清显示、高清 录像存储、检索回放等基本功能和扩展应用功能，但各自也存在着某些不足，例如嵌入式 NVR采用嵌入式架构，与其他硬件模块的兼容性需要着重考虑。不过，随着NVR接入技术的 不断完善，ONVIF接入标准的推广，这个问题得到了越来越好的解决，现在绝大部分厂家的 NVR都可接入大部分主流厂家的IPC。软件方面的缺点主要体现在嵌入式软件的存储空间一 般较小，市场上大部分NVR都为16盘位或以下。虽然这方面X86架构式NVR更胜一筹，但它的 的尺寸（所占用空间）很大、功耗大，所付出的成本也相对较高。
在应用方面，X86架构式NVR可适用于大、中、小型规模的监控系统或多级管理监控 系统建设，容易满足用户的个性化定制需求；而嵌入式NVR较X86架构式NVR，其系统稳定性 、可靠性更优，同时产品更易于标准化，主要适用于中小型监控系统建设，因为中小型监 控系统存在对后端功能要求较低、系统建造成本预算较低等特点，通过“软件硬件化”的 技术手段能够更好的满足小型项目市场需求。
为适应不同场合的应用，两种架构的NVR笔者所在的企业均有生产。嵌入式NVR包括 XTE-NVS1004、XTE-NVS1008、XTE-NVS1016、XTE-NVS1024等系列，采用ARM架构，可分别管 理4路、8路、16路、24路720P高清网络视频，设备小巧，功耗低，均支持高清摄像机的管 理、存储及解码显示，性价比高，是小型视频监控的最佳选择；X86架构式NVR包括XTE- NVS2016、XTE-NVS2032、XTE-NVS2064、XTE-NVS20128等型号的高清网络视频管理服务器系 列，可分别同时接入、管理4路1080P、9路1080P、16路1080P和32路1080P高清录像，适用 于大中型网络视频监控项目。
多码流的应用让用户可以根据不同网络环境，灵活选择视频服务器的视频输出分辨 率。
从产品的应用来看，网络摄像机和视频服务器的着眼点在于远端监控，如道路交通 、无人值守的变电站、油田生产管理、电信机房监控等领域，这些领域的监控点分散，距 离较远布线困难，如果要建立一个全新的系统，则可以直接选用网络摄像机，如果系统已 有传统的监控前端，则可以采用视频服务器作为有效的补充；如果监控的范围是在小区域 内，无需远端监控，则可以采用DVR更为实际。
二、NVR视频编解码技术要求
目前，市场上的NVR仍以H.264的编码压缩格式为主，GB/T28181-2011《安全防范视 频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》、GB/T28059-2011《公路网图像信息管 理系统平台互联技术规范》等国家标准都推荐H.264编码压缩格式，其自身具备很高的数据 压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-4的1.5-2倍，大大节省用户 的下载时间和数据流量收费，在网络传输过程中所需要的带宽更少，更节省后端的数据存 储空间，因此H.264在近几年的视频编码领域占据着举足轻重的地位。
然而，人们对视频应用的高清晰度、高帧率、高压缩率的追求是永无止境的，H.265 压缩标准应运而生，其视频压缩效率比H.64提升30%-50%，且支持更高清晰度的4K（4096× 2160）和8K（8192×4320）超高清视频，更能满足未来安防行业网络化、高清化、智能化 的发展趋势。毋庸置疑，未来随着H.265的应用，NVR产品的编码格式也将以此为主。
三、NVR存储技术对比
NVR采取高度集成化的芯片技术，拥有先进的数字化录像、存储和重放功能，是网络 化、高清化、分布式存储的必然选择。NVR系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，通 过NVR设备上的网络接口，以IP包的形式在网络上传输，在DVR的基础上，实现了系统的网 络化。NVR基于大系统联网设计，业务可实现“数据中心”化，通过外部存储接口连接，主 要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存储协定扩展
如今，NVR有着更强大的管理功能和存储功能，前期的NVR与DVR一样只支持8个盘位 ，很难满足高清存储需要，目前大部分NVR厂家都生产16盘位或更多盘位的NVR，而且可支 持IP-SAN存储扩展，提升海量存储空间，满足海量高清存储需求。另外，前期的NVR只能接 4路1080P高清和32Mbps的转发性能，而目前的NVR采用X86架构，可接入32路甚至64路1080P 高清，监控视频数据可通过RAID技术在可靠性上得到保证。
同时，前端摄像机的不断细分也导致NVR市场的细分，作为网络摄像机的后端配套产品，NVR需要设定不同的功能来满足市场需求。并且针对不同的客户群体和客户要求进行定制化。特别是在现今平安城市、电子联网等项目的发展，市场上对高清NVR的需求量越来越大，集中访问、实时监控、录像存储、远程访问等功能都具有很强的拓展性。未来的安防产业将会针对多样化的市场使高清NVR的普及和运用更加直接和广泛。
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