Att låta lagringen ske direkt i en nätverkskamera gör det möjligt för utvecklare av videoövervakningslösningar att öka flexibiliteten och kostnadsfördelarna i systemdesignen. Genom att utnyttja lagring på lokala microSD-kort kan systemintegratörer optimera för IP-nätverksbelastning/tillgänglig kapacitet, inspelningsredundans och mobilåtkomst.

Kommersiell/industriell videoövervakning är en unik inspelningsapplikation som pågår dygnet runt och där lättillgängliga mikroSD-kort från konsument- eller detaljhandel troligtvis inte är tillräckligt pålitliga. Att välja ett högkvalitativt microSD-kort som är konstruerat och firmware-optimerat för branschledande kameratillverkare är avgörande för att säkerställa en pålitlig och robust design som kräver lite underhåll.

Här följer en genomgång som syftar till att guida personer som arbetar med videoövervakning att välja rätt lagringslösningar ”at the edge” i sina system så att de verkligen kan dra nytta av fördelarna som det innebär.

Hur fungerar edge-lagring?

I dag stödjer de flesta nätverkskameror lagringslösningar ”at the edge” med en inbyggd plats för microSD-kort. Den inbyggda lagringen möjliggör direkt videoinspelning och tillhandahåller fjärranslutna applikationer – till exempel en NVR, ett centralt övervakningssystem med VMS eller mobila enheter – och möjligheten att hämta videomaterial på minneskortet genom nätverket.

Typisk systemtopologi för videoövervakning i företag som använder bildlagring i kameran via microSDkort.

Exempel på edge-lagring för nätverkvideoövervakning

• Man kan säga att att det finns tre primära exempel på nyttan med med lagring direkt i kameran: 
• inspelningsredundans
• optimering av nätverksbelastning
• och vid byte av inspelningssystem
  

Inspelningsredundans

I högförsäkrade ”enterprise”-applikationer (till exempel för bank, statsförvaltning och ”city surveillance”) används lagring ”at the edge” för att minska risken för dataförlust. Edge-lagring sparar en andra kopia av inspelad video om det skulle uppstå problem med den primära nätverksbaserade lagringen, inklusive problem med nätverkssäkerhet. Den inspelade videon på microSD-kortet kan synkroniseras till backend-system (NVR/VMS) för att förbättra det övergripande systemets tillförlitlighet.

Optimering av nätverksbelastning

I vissa situationer blir kvaliteten på överföringen av videoströmmar sämre på grund av begränsad eller ombytlig bandbredd (till exempel när det görs trådlöst, på platser med delad infrastruktur eller där det är mycket trafik). Då kan edge-lagring ”cacha” eller buffra video till dess att det är optimalt för nätverket att backa upp information. Dessutom kan edge-lagring utnyttjas för att optimera bandbredd och videokvalitet, med videoklipp av högre kvalitet inspelade lokalt ”at the edge”, medan video med standardkvalitet ses på distans. Det kan även synkronisera inspelad högkvalitativ video till backend-systemet (NVR/VMS) när nätverkets bandbredd inte är begränsad.

Edge-lagring kan hjälpa till att optimera nätverksbelastningen, ge mer flexibilitet ur ett topologiskt/designperspektiv och minska ”total cost of ownership”. Till exempel lägger de flesta större installationer videoövervakningsnätverket över ett befintligt LAN-nätverk. Vid de tidpunkter med mest datatrafik på ett kontors LAN-nätverk kan det störa den tilldelning av bandbredd som behövs för säkerhetskamerorna. Genom att i stället använda edge-lagring kan systemdesigners minska trafikbelastningen från videoövervakning på LAN under kritiska tidpunkter utan att behöva kompromissa med videoövervakningssystemets effektivitet. Det ger större flexibilitet och kostnadsbesparingar i nätverksdesignen.

Historiskt sett har optimering av nätverksbelastning gjorts med hjälp av SLC-flashteknik med lägre densitet i microSD-kortet (4GB och 8GB) på grund av SLC:s bättre uthållighetskapacitet. Men nästa generations MLC-baserade microSD-kort som görs specifikt för nätverksvideo (32 GB och 64 GB) kommer att vara mer fördelaktiga både sett till kostnad och ökad kapacitet att lagra bildmaterial.

Byte av inspelningssystem i vertikaler för små- och mellanstora företag

De flesta IP-videoövervakningssystemen är fortfarande beroende av backup-inspelningslösningar (NVR/cloud) för datalagring. Men i vissa installationer med nätverksvideo för små- och mellanstora företag är det möjligt att eliminera behovet av en central NVR och endast använda edge-lagring genom att utnyttja lämpliga videoövervakningsspecifika microSD-kort och använda den avancerade videokomprimeringsteknik som finns i många nätverkskameror. En användare kan fortfarande fjärrövervaka sina tillgångar – genom videostreaming live eller i inspelade arkiv med sin smartphone eller dator.

Edge-lagring i det här fallet optimerar volymen av utplacerade enheter (NVR-system), minskar lagringskostnaden (ingen extra abonnentavgift för molnlagring/NVR med hårddiskar) och minskar osäkerheten om integritetshänsyn (inspelning av privata data på det lokala microSD-kortet).

Utmaningar för edge-lagring inom nätverksvideo

Den stora majoriteten av microSD-kort som finns på marknaden i dag är avsedda för konsumentanvändning i digitala stillbildskameror, kameror som sätts på instrumentbrädor i bilar, eller kameror som används i hemmet. De är inte designade för kommersiell och industriell edge-lagring för nätverkskameror. Därför anser många systemintegratörer och installatörer att edge-lagring är opålitligt. De flesta användare förstår inte att livslängden och kvaliteten på microSD-kortet som används vid edge-inspelning kan variera avsevärt beroende på det valda kortets kvalitet. Att välja fel microSD-kort kan resultera i dyra kostnader redan månader efter installationen.

De största skillnaderna mellan minneskort på marknaden är:

• NAND flash-tekniken som används i kortet.

• Hur bra firmware är optimerad för videoövervakning dygnet runt.

• Hur NAND är testat och screenat för att förbättra produktens tillförlitlighet

Edge-inspelning i en nätverkskamera är en av de tyngsta arbetsbelastningarna för minnet sett ur ett uthållighetsperspektiv och ett microSD-kort ämnat för konsumentmarknaden kan snabbt slitas ut och då är fortsatt lagring inte möjlig förrän kortet byts ut.

Ett vanligt misstag i dag är just användandet av konsument-microSD-kort i installationer för videoövervakning. Figur 5 är ett exempel som framhäver hur snabbt ett 64 GB-kort slits ut i ett typiskt videoövervakningssystem med en kontinuerlig bithastighet på 8 Mb/s.

Om du spelar in video på ett konsument-microSD-kort i 12 eller fler timmar om dagen, kommer minneskortet sannolikt att få problem inom några månader.

Inspelningsprestanda vid edge-lagring

Att enheten tillhandahåller stabil inspelningsprestanda är ett annat krav för enheter med edge-lagring. För en applikation som behöver kontinuerlig inspelning dygnet runt måste firmware finjusteras för att stödja en lägstanivå vad gäller prestanda för att garantera att alla bildrutor spelas in.

Återigen, ett vanligt misstag i dag är att microSD-kort för detaljhandeln används och dess firmware är inte optimerad för inspelning dygnet runt. Som ett resultat av det tappar man bildrutor. Figur 6 visar prestandan för ett typiskt microSD-kort från detaljhandeln vad gäller att fånga upp bildrutor när det konfigureras som 8 Mb/s, konstant bit rate, 30 bilder per sekund, kontinuerligt inspelning av en minut långt videoklipp.

”Frame capture rate” under 1800 per minut indikerar på saknade bildrutor. I många fall har ”frame capture rate” sjunkit 20-30 procent, vilket skulle resultera i signifikant dataförlust.

Microns kort för applikationer med edge-lagring

Micron har med hjälp av expertis inom flashteknik och videoövervakningsapplikationer utvecklat ett kort specifikt för användning vid edge-lagring i applikationer för nätverksvideo. Detta kort erbjuder:

Stor uthållighet

Microns kort är designade för videoinspelning och klarar minst 3 år av högkvalitativ kontinuerlig videoinspelning dygnet runt:

• 64GB: 3 år @ 8 Mb/s inspelning dygnet runt

• 32GB: 3 år @ 4 Mb/s inspelning dygnet runt

Micron’s Industrial Card for Edge Storage Applications

Leveraging expertise in flash technology and surveillance application knowledge, Micron has developed a surveillance-specific industrial card for edge storage usage in IP video surveillance applications. This card offers:

High Endurance

Designed for video recording, Micron’s industrial card is able to support 3 years or more of highquality continuous 24/7 video recording:

• 64GB: 3 years @ 8 Mb/s 24/7 continuous recording
• 32GB: 3 years @ 4 Mb/s 24/7 continuous recording

Som visas i Figur 7, ger Microns kort (64 GB vid 8 Mb/s i strömningshastighet) betydligt längre livslängd jämfört med kort som säljs i detaljhandeln vid kontinuerlig inspelning dygnet runt.

Enastående inspelningsprestanda

Microns kort innehåller optimerad firmware för att ge stabil prestanda för högkvalitativ videoinspelning dygnet runt med minimala ”frame drops”.

Industriell kvalitet

Microns kort är ett pålitligt microSD-kort med högre kvalitet anpassat för videoövervakning och med 2 miljoner timmar ”mean time to failure” (MTTF) eller en årlig “failure rate” på 0,44 procent, vilket är dubbelt så tillförlitligt som övervaknings-hårddiskar som används i NVR:er i dag.

Micron uppnår denna nivå av tillförlitlighet och kvalitet genom att designa, tillverka, kontrollera och justera firmware i kortet för att uppfylla behoven som finns i applikationer för videoövervakning.

Smart verktyg för hälsoövervakning

Microns kort erbjuder en hälsokontrollfunktion för nätverkskameraintegration som rapporterar kortanvändning och kvarvarande livslängd. System kan integrera denna funktion med sin mjukvara för att varna slutanvändare om byte är nödvändigt.

Med denna funktion reduceras systemets nertid samt underhållskostnader sett ur ett TCO-perspektiv (TCO=Total Cost of Ownership)..

Slutsats

Edge-lagring är en ny och spännande teknik. De flesta nätverkskameror har plats för microSD-kort, vilket gör det möjligt att integrera edge-lagring utan att behöva göra system- eller designändringar.

Nyckeln till framgång för systemintegratörer är att välja ett kort som är designat särskilt för applikationer med nätverkskameror i stället för att välja ett microSD-kort eftersom det är lätt att hitta eller är billigare. Att välja ett microSD-kort som är speciellt utformat för nätverkskameror kan bidra med större värde och förbättra systemets prestanda genom att det ger inspelningsredundans, optimerar nätverksbelastningen och minskar ”total cost of ownership”.

Flashlagring kommer till branschen för videoövervakning och Micron är minnes- och lagringslösningen du kan lita på.

Microns Industrial Quotient

Industrial Quotient (IQ) handlar om att göra intelligenta val för din industriella produktdesign som inte bara hjälper dig att uppfylla funktionella produktkrav utan också säkerställa långsiktig pålitlighet och kvalitet i dina val i ett brett sortiment av robusta/industriella fall – samtidigt som hanteringen av produktens livscykel hålls enkel.

Micron är övertygad om att IQ spelar roll för våra kunders framgång inom Industrial Internet of Things (IIoT).