邊緣存儲技術是指錄制視頻并存儲在攝像頭或直連存儲設備中，而不是通過網絡存儲到集中式記錄設施中。這項技術迅速得到了認可，并在IP視頻監控應用中得到了廣泛的采用。

　　通過在IP攝像頭中使用邊緣存儲，視頻監控解決方案開發人員能夠更加靈活地進行系統設計，并獲得更多成本優勢。而系統集成商利用基于本地 microSD 卡的存儲，可以針對IP網絡負載/可用容量、記錄冗余和移動訪問來優化設計。

　　商業/工業視頻監控是一種獨特的全天候錄制應用，如果使用消費級/零售microSD卡很有可能不夠可靠;因此，選擇為行業領先的攝像頭制造商設計并優化了固件的高品質microSD卡，對于實現可靠、穩健且對維護要求不高的系統設計來說至關重要。

　　本簡介將指導視頻監控專業人員選擇適用于其設計方 案的邊緣存儲解決方案，幫助其實現邊緣存儲的優勢。

邊緣存儲的工作原理

　　如今，大多數 IP 視頻監控攝像頭都有內置的microSD卡插槽以支持邊緣存儲。機載存儲可實現直接視頻錄制，并提供遠程應用(例如網絡視頻錄像機 [NVR]、帶視頻管理軟件 [VMS] 的中央監控系統、移動設備等)，即可以通過網絡檢索存儲卡中存儲的視頻。

　　以下是使用了邊緣存儲解決方案(microSD卡)的企業級部署的典型系統拓撲。

圖1 邊緣存儲解決方案的典型企業級部署

? ? ? ?早期部署的新興應用涵蓋 IP 視頻監控的三個主要用例：記錄冗余、網絡負載優化和錄制系統更換。

記錄冗余　　
　　需具備高可信度的企業級應用(例如銀行、政府和城市監控系統)利用邊緣存儲來降低數據丟失的風險。如果主網絡中的存儲發生問題(包括網絡可靠性問題)，邊緣存儲可以保留已錄制視頻的備用副本。microSD 卡中錄制的視頻可以同步到后端系統 (NVR/VMS)，從而提高整個系統的可靠性。

網絡負載優化

　　在某些情況下，由于帶寬有限或不一致(例如有些位置采用無線連接、有些位置使用共享的基礎設施、有些位置覆蓋大型空間)，視頻流的傳輸質量會受到不利影響。針對這些情況，可以利用邊緣存儲來緩存視頻，直到網絡狀況改善到適合回傳信息。此外，還可以利用邊緣存儲來優化帶寬和視頻質量，也即在邊緣本地錄制高質量的視頻，而在遠程查看標準質量的視頻。甚至可以在網絡帶寬不受限制時，將錄制的高質量視頻同步到后端系統 (NVR/VMS)。

　　邊緣存儲可以幫助優化網絡負載，從拓撲/設計 角度提供更多的靈活性并降低總體擁有成本。例如，大多數企業級部署目前都會在既有的企 業局域網(LAN) 上覆蓋一個監控網絡。LAN 上辦公高峰時段的 IT 流量可能會與監控攝像頭所需的帶寬發生沖突。但通過使用邊緣存儲，系統設計人員可以在不影響監控系統成效的情況下，減少辦公高峰時段LA上的監控流量負載。這使網絡設計具備更大的靈活性，也能夠節約成本。

圖2 IP視頻監控中的企業備份存儲

　　過去，網絡負載優化是通過基于低密度 SLC 閃存技術的microSD 卡(4GB 和 8GB)來實現，因為 SLC 更加耐用;然而，新一代基于MLC 的IP 視頻監控專用microSD 卡(32GB 和 64GB)在降低成本和增加緩存方面更加有利。

圖3 IP視頻監控中的網絡負載優化

圖4 IP視頻監控中的錄制系統更換

中小企業的錄制系統更換

　　大多數 IP 視頻監控系統仍然依靠后端錄制解決方案(NVR/云)進行數據存儲。但在一些中小企業 (SMB)IP 攝像頭部署中，可以去掉中央 NVR 而只使用邊緣存儲，只需利用合適的監控專用 microSD 卡并采用很多 IP 攝像頭都具備的先進視頻壓縮技術即可。用戶仍可以通過智能手機、PC 或平板電腦，觀看視頻直播或視頻存檔，以此監控其資產。

　　在這種用例中，邊緣存儲可優化現場部署的設備規模(NVR 系統)、降低存儲成本(不需要額外的云存儲訂閱費用，也不需要帶硬盤的 NVR)，并降低隱私問題的不確定性(在本地 microSD 卡中記錄私人數據)。

IP 視頻監控中邊緣存儲面臨的挑戰

　　目前市場上的絕大多數 microSD 卡都是消費級產品，它們用于數碼相機 (DSC)、汽車行車記錄儀或家用攝像機中，而不是為 IP 視頻監控攝像頭中的商業和工業邊緣存儲設計的。因此，許多系統集成商和安裝者認為邊緣存儲“不可靠”。大多數用戶都不了解， 邊緣錄制中使用的 microSD 卡的壽命和質量可能千差萬別，具體取決于所選卡的質量。選擇質量不佳的microSD 卡可能會導致在部署完成后的幾個月內就發生代價不菲的現場故障。

　　市場上的存儲卡主要有以下幾點區別：

　　? 卡中使用的 NAND 閃存技術；

　　? 針對全天候視頻錄制進行的固件優化完善到了什么程度；

　　? 存儲卡中的 NAND 經過了怎樣的測試和篩選，意在提高產品的整體可靠性。

　　 從耐用性的角度看，IP 攝像頭中的邊緣錄制是最重的存儲工作負載之一，會快速耗盡消費級的消費級microSD 卡(結束其使用壽命)。之后除非換卡，否則就不能再存儲內容。

? ? ? ?目前一個常見的錯誤是在視頻監控部署中使用消費級microSD 卡。圖 5 是一個示例，顯示了在一個典型的視頻監控系統中，一張 64GB 的消費級存儲卡在比特率持續達到 8 Mb/s 的情況下如何快速耗盡了使用壽命。

? ? ? ?如果使用消費級 microSD 卡在一天中持續錄制 12 個小時甚至更長時間，那么消費級存儲卡很有可能在部署后幾個月內發生故障。

圖5 典型的消費級microSD卡的使用壽命取決于每天的錄制時間

邊緣存儲設備的錄制性能

　　提供穩定的錄制性能是對邊緣存儲設備的另一個要求。對于需要全天候持續錄制的應用，必須調整固件以支持最低限度的穩態性能，確保記錄下所有幀。

　　和前文所提相同，目前一個常見的錯誤是使用消費級microSD 卡，但這種卡的固件并未針對全天候錄制需求進行優化，因此會丟幀。圖 6 顯示了典型的消費級microSD 卡的幀捕捉性能，其配置和使用情況是：8Mb/s(恒定比特率)，30 FPS，連續錄制一分鐘視頻剪輯。

　　幀捕捉率低于每分鐘 1800 幀意味著丟幀。在許多情況下，幀捕捉率下降了 20-30% 后，會導致大量數據丟失。

圖6 典型消費級 microSD 卡的幀捕捉率(每分鐘)

適用于邊緣存儲應用的美光工業卡

　　憑借閃存技術方面的專業知識和監控應用知識，美光科技開發了一種監控專用的工業級存儲卡，用于 IP 視頻監控應用中的邊緣存儲。這種卡具備以下優勢：

　　? 高耐用性

　　專為視頻錄制而設計，能夠支持 3 年或者更長時間的高品質全天候持續視頻錄制。

　　64GB：3 年，8 Mb/s 全天候持續錄制；

　　32GB：3 年，4 Mb/s 全天候持續錄制。

圖7 IP 視頻監控應用中美光工業卡和典型消費級 microSD 卡的表現對比

　　如圖 7 所示，與典型的消費級卡相比，美光工業卡(64GB，8 Mb/s 流速)在現場全天候持續錄制方面有著顯著的使用壽命優勢。

　　? 卓越的錄制性能

　　美光工業卡包含經過優化的固件，可提供穩定性能， 實現全天候高質量視頻錄制，同時最大程度減少丟幀.

圖8 IP視頻監控應用中美光工業卡的幀捕捉率

視頻錄制配置：8 Mb/s(恒定比特率)，30 FPS，連續錄制一分鐘視頻剪輯

　　? 工業級質量

　　美光工業卡為視頻監控提供可靠、優質的microSD 卡， 平均無故障時間 (MTTF) 為 200 萬小時，即年度故障率 (AFR) 為 0.44%;這意味著其可靠性是當今 NVR 中所用的監控硬盤的兩倍。

　　之所以能夠提供這種級別的可靠性和品質，是因為美光科技會根據視頻監控應用的要求來設計、制造和篩選，并對卡中的固件進行調整。

　　? 可監控運行狀況的智能工具

　　美光工業卡為 IP 攝像頭集成提供運行狀況監控功能， 可以報告卡的使用情況和剩余使用壽命。系統可以將此功能集成到軟件中，以便在需要更換時提醒最終用戶。從總體擁有成本的角度衡量，此功能降低了系統停機時間和維護成本。

總結

　　邊緣存儲是一項令人激動的新技術。大多數IP 監控攝像頭支持microSD 卡插槽，因此無需更改系統或設計，即可集成邊緣存儲。

　　系統集成商獲得成功的關鍵是要選擇專為IP 監控攝像頭應用構建的存儲卡，而不是因為便宜或易得而隨意選擇 microSD 卡。通過在很多部署用例中提供記錄冗余、優化網絡負載和降低總體擁有成本，專為IP 視頻監控攝像頭設計的 microSD 卡可帶來更多價值并提升系統性能。

　　監控行業已經迎來閃存存儲技術，而美光科技是你可以信賴的存儲解決方案提供商。