Storage at the heart of enterprise HD surveillance systems

Los sistemas de videovigilancia juegan actualmente un papel fundamental en la sociedad, ya que se encuentran en la calle, en el transporte, en oficinas, hotels, etc. tal y como analiza Rainer W. Why?, responsable de la División de Productos de Almacenamiento de Toshiba Electronics Europe.

La experiencia de la mayoría de la gente con este tipo de sistemas de CCTV (closed circuit television) se limita a las imágenes granuladas que aparecen en las noticias o se imprimen en los periódicos junto a la información sobre una investigación.

However, el avance de la industria durante la última década en torno a la tecnología IP y a las cámaras HD de alta definición ha dado como resultado que los sistemas de vigilancia brinden imágenes de mucho mayor calidad que resultan más útiles para, entre otros usos, identificar a agresores, víctimas, y sus respectivas situaciones.

Estos sistemas son críticos para ayudar al mantenimiento de la seguridad pública y la protección de la propiedad, como ya han demostrado diversos estudios. Se prevé que la inversión mundial en estas soluciones crezca desde los 22.000 millones de dólares de 2018 to some 46.000 millones de dólares en 2027.

Recordar lo que pasó

Aunque los elementos de un sistema de vigilancia son numerosos, uno crítico es su solución de almacenamiento. Los días de los racks de VCRs (grabadoras de vídeo casete) que almacenaban señales analógicas de CCTV han quedado atrás.

Las soluciones actuales de IP digital se basan en almacenamiento HDD (hard drives) junto a servidores hardware para recopilar las señales de vídeo digital y almacenar el vídeo comprimido que reciben. Y aunque son muchos los proveedores de almacenamiento que ofrecen discos duros adaptados a las necesidades de vigilancia, en la práctica solo se enfocan en implementaciones que optimicen los costes.

Un DVR o NVR de carácter comercial, disponible en el mercado con una sola unidad de disco, puede simplemente ubicarse en la trastienda de un establecimiento comercial o en la oficina del personal de seguridad.

En estas situaciones, es poca la consideración por las condiciones ambientales (temperature, humidity, etc.) que requiere el almacenamiento en plato giratorio y también la cantidad de cámaras IP en uso, por lo que la generación de datos será probablemente bastante limitada.

La calidad de las imágenes recopiladas por un sistema de vigilancia es clave en la resolución de delitos. Gracias a la reducción de su precio y a su facilidad de instalación, las cámaras HD son cada vez más la solución preferida. However, su uso genera una carga de red significativa debido a la cantidad de datos, además de imponer unas altas exigencias en la implementación del servidor utilizado para recopilarlos, analizarlos y almacenarlos.

Es cierto que las técnicas de compresión han mejorado significativamente a lo largo de los años, pero incluso los códecs más modernos actuales, como H.264, siguen generando cantidades importantes de datos. También hay que tener en cuenta que los datos generados no son un flujo constante, vienen en oleadas.

Estas técnicas de codificación capturan en un momento definido en el tiempo un fotograma completo, conocido como fotograma I. Este irá seguido de una serie de fotogramas P que solo almacenan la diferencia en la imagen entre él y el fotograma I anterior.

As a result, la grabación de eventos en un pasillo de hotel, donde normalmente hay poco tráfico, supone la generación de una pequeña cantidad de datos. However, If the fire alarm goes off and guests fill the hallway while exiting, the amount of data generated increases significantly due to the large difference between frames P and the I.

For a standard HD camera of 2 megapixels, assuming 6 IPS (images per second), this results in data generation of between 3 y 23 Mbps. It quickly becomes clear that, with a significant number of cameras or the move to higher camera resolutions, surveillance is truly a challenging problem of big data.

Efficient surveillance solutions

Enterprise IP CCTV solutions require full server technology, con soluciones de almacenamiento que vayan más allá del ancho de banda y la capacidad de almacenamiento de los discos duros que habitualmente se comercializan como ‘unidad de vigilancia’.

Un proveedor de soluciones como Secure Logiq afronta este desafío con servidores de vigilancia dedicados y personalizados para cada cliente. En estos sistemas, los HDD son el componente más importante y, debido a las demandas de sus clientes y a su compromiso con la calidad, utilizan HDD de nivel empresarial.

En su búsqueda de desplegar una solución óptima de almacenamiento disponible, Secure Logiq seleccionó la serie MG de discos duros de capacidad empresarial de Toshiba. Estos dispositivos están diseñados para un uso nearline and are aimed at business-critical workloads that require performance 24/365 with high reliability.

They are rated for an annual workload of 550 TB and an MTTF (mean time to failure) minimum of 1.400.000 hours. For the MG series, Toshiba offers a five-year warranty from the date of purchase.

If an MG series unit fails within the warranty period, it is replaced with a new HDD and not with a recertified product. Maintaining high levels of service like this is crucial for the success of companies such as Segure Logiq.

Choosing between SATA and SAS

Surveillance solutions that implement DAS (direct attached storage) are well supported by drives such as the SATA models of the MG series. Combinados con varias tarjetas RAID para lograr altos niveles de resiliencia, minimizando a la vez el tiempo de reconstrucción en caso de fallo de un disco, los HDD SATA proporcionan un ancho de banda más que suficiente junto con el rendimiento de lectura/escritura aleatoria necesario.

Este es el enfoque adoptado con servidores HD como la serie HPS-4U-XL de Secure Logiq, que proporciona hasta 1.344 TB de almacenamiento en una configuración 3xRAID6, perfectamente configurados dentro de un bastidor de 4U y capaces de manejar más de 4.000 Mbps de tráfico IP.

En el nivel más alto del espectro de productos, las unidades SAS de la serie MG ofrecen mejoras de rendimiento, tales como ganancias en el tiempo de búsqueda y el rendimiento lectura/escritura, which should offset the additional acquisition costs. These solutions find their place in SAN implementations (storage area network) and systems that can make use of JBOD.

Staying ahead

Since HDD form factors and interfaces are standardized in the industry, companies like Secure Logiq benefit from having a range of HDD suppliers offering a basic product. While it is true that this helps ensure price competition, this alone is not the winner in the surveillance market.

The added value that Toshiba offers Secure Logiq and that helps it differentiate itself in its market segment is based on less tangible aspects such as the business relationship. La forma en que este fabricante gestiona sus canales de venta ha ayudado a garantizar que los discos duros estén disponibles en las cantidades necesarias y a un precio que funciona.

In turn, esto permite a Secure Logiq entregar nuevos sistemas dentro del periodo de tiempo prometido y asegura que, si un componente del almacenamiento falla, pueda reemplazarse rápidamente.

Las instalaciones internas de pruebas de Secure Logiq para el desarrollo de sistemas de vigilancia son un requisito previo para asegurar los niveles de rendimiento que exige el mercado empresarial de vigilancia.

Esto se logra mediante el uso de una herramienta propia, Logiqal Benchmark, que permite configurar sistemas de vigilancia IP virtuales para probar el hardware junto con los diversos VMS (video management software) available. However, A storage provider who also understands the technical challenges and has experimentation laboratories is a huge help for the customer.

Toshiba operates its own Tech Lab for storage technology, which allows its team of engineers to configure, build and test storage approaches for proof-of-concept trials, as well as guide customers toward the optimal storage solution.

The results are compiled in the so-called Lab Report, which provides information on configuration options, the various advantages and the unavoidable trade-offs each entails. The IP surveillance and HDD storage markets are highly competitive. As a result, It is the intangible aspects of the business relationship that make the difference.

Rainer W. Why?

Head of the Storage Products Division of Toshiba Electronics Europe