Pobierz
najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Znaczenie pamięci masowej w systemach zabezpieczeń

Printer Friendly and PDF



Coraz większa ilość rejestrowanego materiału wizyjnego, rosnąca liczba i możliwości kamer oraz nowe techniki analizy treści obrazu umożliwiające śledzenie osób lub pojazdów wymagają szybkiego dostępu do zarchiwizowanych danych. W odpowiedzi na te wymagania firma WD stworzyła serię dysków twardych przeznaczonych na rynek zabezpieczeń technicznych. Według producenta sprawdzą się one o wiele lepiej niż zwykłe dyski komputerowe, a nawet dyski AV.

W większości systemów zabezpieczeń niezawodność działania dysku twardego ma kluczowe znaczenie – jeżeli ten element ulegnie awarii, cały system nie będzie funkcjonował poprawnie. Oczywiście uszkodzony dysk można wymienić w ramach gwarancji, ale to nie przywróci utraconych danych.

W handlu detalicznym komputerowe dyski twarde o pojemności 1 TB kosztują 220 zł, a dyski o pojemności 2 TB około 320 zł. Za nowe wyspecjalizowane napędy trzeba zapłacić o około 60 zł więcej od standardowych modeli przeznaczonych do pracy w komputerach, ale za to poziom bezpieczeństwa zarejestrowanych danych jest nieporównywalnie wyższy. To szczególnie interesująca propozycja dla osób tworzących niedrogie systemy dozoru wizyjnego, w których koszt instalacji rozbudowanej nagrywarki z kilkoma dyskami w układzie RAID jest wyższy od zakupu pojedynczego wyspecjalizowanego dysku o wysokiej niezawodności. Jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że jedna czwarta rejestratorów dostępnych na rynku ma jeden lub dwa miejsca na dyski twarde, a kolejna ćwiartka ma zaledwie cztery miejsca, koszt wymiany dysków na specjalistyczne stanowi zaledwie niewielką część kosztów całego systemu. Ogromna ilość danych generowanych przez kamery HD to kolejny, nie mniej ważny powód do wymiany starszych dysków na nowe, lepiej przystosowane modele.

Każda kamera z matrycą o rozdzielczości 1,3 megapikseli (720p) wytwarza obraz o czterokrotnie większej liczbie pikseli w porównaniu z kamerą o rozdzielczości VGA. Zdawałoby się, że możliwość rejestracji danych na lokalnej karcie SD rozwiązuje problem przesyłania danych przez sieć, ale należy również wziąć pod uwagę korzyści, jakie zapewnia możliwość scentralizowanej rejestracji obrazu na dysku twardym umieszczonym w bezpiecznym miejscu.

Jedynie około 30–40% stosowanych obecnie w Europie rejestratorów wizyjnych zapisuje obrazy o rozdzielczości HD. Nawet jeśli różnica w cenie urządzeń rejestrujących obrazy w formacie 720p i urządzeń rejestrujących obrazy w formacie 1080p maleje, te pierwsze wciąż cieszą się większą popularnością, głównie ze względu na fakt, że materiały wizyjne o wyższej rozdzielczości zajmują więcej przestrzeni dyskowej, a ich przesłanie wymaga wykorzystania sieci o większej przepustowości. W odczuciu większości projektantów i instalatorów wizyjnych systemów dozorowych właśnie ta przepustowość jest największym kłopotem, mimo rosnącej popularności sieci lokalnych.

Wkrótce we wszystkich systemach dozorowych obrazy będą rejestrowane w trybie 720p. Popularyzacja kamer z matrycami o rozdzielczościach 3 i 5 megapikseli, które wytwarzają obrazy w trybie 1080p, podwoi objętość danych przesyłanych przez sieć i zapisywanych na bezlitośnie eksploatowanym dysku twardym.

Napęd stworzony z myślą o systemach monitoringu

W ostatnich latach poczyniono znaczące postępy w dziedzinie gęstości zapisu danych na dyskach twardych. Producenci usprawnili powłokę magnetyczną, dopracowali konstrukcję głowic, a także zwiększyli dokładność serwomechanizmów kontrolujących ustawienie głowic. Wprowadzono także usprawnienia w układach pamięci podręcznej, kontrolerach dysków twardych oraz interfejsach dyskowych.

Fot. 1. Dysk twardy do systemów monitoringu – WD Purple

 

Kilka lat temu dyski WD Caviar miały pojemność 400 GB rozproszoną na czterech talerzach i kosztowały 780 zł. Dzisiaj dyski WD Purple o pojemności 4 TB kosztują 700 zł, czyli w ciągu 8 lat pojemność dysków wzrosła dziesięciokrotnie.
Zwiększenie gęstości zapisu danych zapewnia same korzyści, ponieważ większa gęstość upakowania informacji oznacza mniejsze opóźnienia i większą wydajność w procesie zapisu i odczytu danych. Zmniejszenie liczby talerzy zmniejsza również koszty produkcji. To dlatego  napęd o pojemności 1 TB z pojedynczym talerzem jest tak tani.

Warto zauważyć, że od końca 2011 roku gęstość zapisu danych nie uległa zwiększeniu i do tej pory nie przekroczyła 1 TB na talerz. Zamiast tego zaczęto kłaść nacisk na optymalizację dysków przeznaczonych do konkretnych zastosowań. Firma WD zapoczątkowała ten trend od wprowadzenia serii dysków, które były oznakowane za pomocą kolorów. Seria czarna (Black) to modele o wysokiej wydajności, cechujące się wysoką prędkością obrotową talerzy, dużą objętością pamięci podręcznej, zastosowaniem dwóch kontrolerów. Seria zielona (Green) jest przyjazna środowisku (talerze obracają się wolniej, mechanizm pracuje ciszej). Jest też seria niebieska (Blue), która stanowi rozwiązanie pośrednie między modelami Black i Green.

Wprowadzenie w 2013 roku dysków WD Red przeznaczonych do pracy w systemach NAS było intrygującym posunięciem. Dyski Red działają podobnie do modeli Green, ale zmodyfikowano zastosowane w nich oprogramowanie układowe. Dysk twardy z serii Red potrafi sprawdzać, czy nie występują na nim błędy, i w razie potrzeby realizuje proces odzyskiwania informacji. Jeśli będzie to konieczne, napęd oznaczy dany sektor jako uszkodzony i przeniesie dane na inny. Funkcja ta nosi nazwę TLER (Time Limited Error Recovery) i zapewnia wymierne korzyści w systemach operacyjnych Linux stosowanych w urządzeniach NAS różnych producentów, na przykład firm QNAP czy Synology. Innymi słowy – dzięki zmodyfikowanemu oprogramowaniu układowemu dyski Red lepiej funkcjonują w systemach NAS.

W 2014 roku firma WD wprowadziła na rynek dyski Purple przeznaczone do pracy w wizyjnych systemach dozorowych

Mówiąc ogólnie, dyski twarde przeznaczone do przechowywania materiału wizyjnego są zwykłymi dyskami, z których usunięto funkcję korekcji błędów. Mogą one funkcjonować w każdym rejestratorze. W niektórych przypadkach producenci rejestratorów poświęcają zbyt mało czasu na zaprojektowanie systemów, które współpracują z każdym dyskiem twardym, więc awarie nie zawsze są winą producentów dysków twardych. To skomplikowana sprawa i użytkownicy nie zawsze posiadają wszystkie potrzebne im informacje. Nic więc dziwnego, że czasami rejestratory zostają wyposażone w nieprawidłowe dyski, a tańsze urządzenia nie mogą obsłużyć dużych przestrzeni pamięci.

Napędy AV pracujące w domowych rejestratorach są silnie obciążone, gdyż nagrywają dwa strumienie wizyjne w trybie 720p, jednocześnie odtwarzając trzeci strumień. Prawdopodobnie w tle realizowane jest także indeksowanie, a wypadkowe obciążenie dysku jest przewidywalne. Najważniejsze wymagania dotyczące dysków AV to duża pojemność, niska cena i bardzo niski poziom hałasu, aby domowy rejestrator mógł pracować bezgłośnie. Z kolei napęd przeznaczony do pracy w wizyjnym systemie dozorowym może jednocześnie obsłużyć strumienie wizyjne generowane przez trzydzieści dwie kamery o rozdzielczości HD. Większe obciążenia wymagają zastosowania dysków serwerowych i modeli przeznaczonych dla przedsiębiorstw.

Rys 1. Rosnące wymagania systemów monitoringu dotyczące pamięci masowej (badania IDC na zlecenie WD)

 

Dyski rejestrują wiele strumieni danych, a stosunek operacji zapisu do operacji odczytu wynosi mniej więcej 9:1.

Do wizyjnego systemu dozorowego mogą być podłączone zarówno kamery obserwujące  puste place czy parkingi (w połączeniu z funkcją wykrywania ruchu), jak i kamery obserwujące wnętrza kasyn bądź stacji kolejowych, gdzie nieustannie przewijają się setki ludzi.

Niższe zużycie prądu skutkuje mniejszą emisją ciepła, co z kolei wydłuża żywotność dysku. Dysk WD Purple pobiera 5,1 W mocy, podczas gdy dysk Seagate Surveillance o 47% więcej, czyli 7,5 W.

Rozwiązanie problemu obciążenia jest zawarte w oprogramowaniu układowym. Oprogramowanie układowe dla dysków WD Purple nosi nazwę AllFrame i współpracuje z pamięcią podręczną o pojemności 64 MB, dzięki czemu dysk może obsłużyć wiele strumieni danych jednocześnie. AllFrame monitoruje obciążenie dysku i kontroluje liczbę rejestrowanych strumieni. Sprawdza też, jaką przepływność ma każdy z tych strumieni, po czym zapisuje dane na powierzchni dysku. W takiej sytuacji podczas zapisu bloków 1, 2, 3 i 4, a następnie bloków 5, 6, 7 i 8 położenie głowic ulega skokowym zmianom. Po kolejnym skoku głowice zapisują bloki 9, 10, 11 i 12.

Dysk jest dość hałaśliwy ze względu na konieczność częstego przemieszczania się głowic, ale nie ma to wpływu na żywotność mechanizmu. Żywotność napędu jest mierzona wyłącznie w ilości wykonywanych operacji odczytu i zapisu. Innymi słowy – nowe napędy przeznaczone do pracy w wizyjnych systemach dozorowych to konstrukcje, które zostały poddane modyfikacjom, dzięki czemu są idealnie przystosowane do konkretnego zadania wyjątkowo niewielkim kosztem.

Leo Waldock

Przedstawiciel firmy:
Norbert Koziar
e-mail: norbert.koziar@wdc.com
www.wdc.com

 

Zabezpieczenia 2/2015

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony