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NVRs ‘Ecológicos’ – Abordando os custos ocultos do armazenamento de vídeo IP.


A maioria dos modelos financeiros usados para calcular os custos de armazenamento em sistemas de CFTV-IP se baseia no número de câmeras, na resolução de vídeo, na taxa de quadros, na taxa de bits de compactação do vídeo e no período de arquivo. Os custos ocultos do armazenamento de vídeo IP são amplamente ignorados. Agora, com o lançamento nos novos NVRs 'ecológicos' independentes, esses custos ocultos podem ser reduzidos de forma significativa, alterando tanto o modelo financeiro como o modo como os designers de sistema implementam o armazenamento. Quais são os custos ocultos de armazenamento de vídeo IP? Com a necessidade crescente de gravar vídeos de alta qualidade em velocidade máxima de projeção, em alguns casos por mais de 90 dias, e com o advento do uso do vídeo em alta definição (HD) nas principais plataformas de aplicativos de vigilância, não é surpresa que o elemento de armazenamento de uma grande solução de CFTV-IP pode dominar o custo geral do sistema.  Ao considerar o custo de armazenamento de um grande sistema de vídeo IP, diversos fatores adicionais,
que afetam tanto os custos de capital como os de operação, precisam ser considerados, incluindo:

- Custos de capital da infraestrutura de fornecimento de energia
- Custos de capital da infraestrutura de ar condicionado
- Custos de capital de espaço em rack
- Custos de operação para fornecer energia para os gravadores
- Custos de operação para fornecer energia para o sistema de ar condicionado
- Suporte e manutenção
- Espaço geral do equipamento

Com uma solução típica do sistema de armazenamento “NVR centralizado”, que consiste em servidores PC instalados em um rack com unidades de armazenamento conectado aos mesmos, esses custos ocultos podem ser significativos. Em várias organizações, os custos de energia se tornaram o custo operacional que cresce com mais rapidez, resultando em um Custo Total de Propriedade (TCO) mais elevado. O consumo de energia do equipamento de CFTV não é normalmente considerado na fase de projeto de um sistema, assim como também não se considera o custo operacional de energia bem gerenciado. Com frequência, a conta de energia elétrica da organização não é vinculada à operação de segurança – ocultando ainda mais os custos da solução de vigilância.
NVRs 'ecológicos'
Como exemplo da nova linha de NVRs 'ecológicos', está a linha NVR-AS 3000 da IndigoVision. Essas são unidades independentes robustas que incorporam um mecanismo de processamento baseados em Linux e discos que foram classificados para um uso contínuo em vigilância. Os discos podem ser fixos na unidade ou em unidades removíveis intercambiáveis. Os NVRs podem ser configurados para possuírem discos RAID 0, RAID 1 ou RAID 5, conexões de rede redundantes e fontes de alimentação internas com conectores de energia redundantes. No entanto, é o seu baixo consumo de energia, seu porte pequeno e sua tolerância a altas temperaturas que permitem que essa nova linha de NVRs faça uma diferença significativa nos custos ocultos de armazenamento. Por exemplo, um único NVR-AS 3000 pode gravar vídeo H.264 de 64 câmeras continuamente a 4SIF, na velocidade máxima de projeção, ao mesmo tempo em que reproduz 20 transmissões de câmera, consumindo uma média de apenas 50W de energia. Comparada a uma solução tradicional de gravação de servidor com matrizes de disco conectadas, essas unidades são bastante eficientes, pois foram projetadas para uma única tarefa dedicada – a gravação e reprodução contínuas de vídeos. Seu pequeno porte e sua baixa emissão de calor permitem que elas sejam empilhadas verticalmente uma em cima da outra em um rack de 19 pol., necessitando de muito menos espaço. O baixo consumo de energia causa menos calor, o que significa uma menor necessidade de ar condicionado, reduzindo ainda mais os custos de operação. Com menos ar condicionado e menos espaço de rack, o espaço geral ocupado pelo equipamento é menor. O sistema de gravação de vídeo pode, portanto, ser instalado em ambientes menores com requisitos menores. Os sistemas de vídeo IP que implantam sistemas de armazenamento de servidor PC centralizados normalmente obterão os PCs e unidades de armazenamento conectadas de diferentes fornecedores. No evento de um problema ou uma falha, o integrador do sistema precisará lidar não apenas com o fornecedor do sistema de vídeo IP, mas também com os fornecedores de armazenamento. Essa abordagem de vários fornecedores pode levar a sobrecargas de manutenção e suporte, já que não existe um ponto único de contato. O uso de uma solução de armazenamento NVR na qual todos os equipamentos são disponibilizados por um único fornecedor é, portanto, claramente um benefício.
Comparando os custos
Em um sistema RAID 5, o consumo de energia normal de um servidor de armazenamento de vídeo e da
unidade de disco RAID conectada seria de 900W, ao passo que as unidades NVR 'ecológicas' independentes mais atuais consomem cerca de 50W. Expressando esses valores em Watts por Terabyte, o designer do sistema poderá entender melhor as diferenças entre as soluções:

- Solução de servidor de armazenamento comum: 40 W/TB
- NVR 'ecológica' independente NVR: 17 W/TB

Isso representa impressionantes 78% de economia no consumo de energia, além de menos equipamentos de ar condicionado e custos de energia. Os requisitos de armazenamento para o arquivamento de um sistema de 500 câmeras de vídeo contínuo a 4SIF 25/30fps por 30 dias seria de, normalmente, 300 TB. Com custos de energia a US$ 0,10 KW/h, isso representa um custo operacional anual de:

- Solução comum de servidor: US$ 10.512,00
- NVR 'ecológico' independente: US$ 2.365,00 
E isso não leva em consideração o consumo de energia extra do sistema de ar condicionado!
Compactação de vídeo
Ao escolher um sistema de vídeo IP, é óbvio que o custo e o desempenho da solução de armazenamento são muito importantes. Ao implantar NVRs 'ecológicos' independentes, muitas dessas questões relacionadas a custos e desempenho poderão ser abordadas. No entanto, o fator mais significativo que afeta a diferença de custo entre as soluções de vigilância de vídeo IP de diferentes fornecedores ainda é a qualidade da compactação de vídeo - e isso frequentemente se resume à eficiência com a qual os padrões de compactação MPEG-4 ou H.264 são implementados. Essa questão se torna ainda mais importante quando consideramos vídeos com alta definição (HD) megapixel. As taxas de dados de câmeras de diferentes fabricantes podem variar de forma significativa, mesmo quando comparamos câmeras implementando o H.264. A tabela abaixo detalha as taxas de dados típicas para uma única câmera de um megapixel monitorando um local com relativa baixa movimentação como a entrada de um edifício:  Assim que dimensionamos esses valores em um sistema com diversas centenas de câmeras, fica clara a dimensão do problema e o grande aumento de custos se a melhor tecnologia de compactação não for escolhida.
Arquitetura
A natureza distribuída dos sistemas de vídeo IP permite que os NVRs fiquem localizados em qualquer ponto da rede. Isso não apenas possibilita uma configuração mais tolerante a falhas, ou seja, a remoção do possível ponto único de falha do armazenamento centralizado, mas também pode reduzir os custos ao eliminar a necessidade de uma sala com equipamentos de ar condicionado que gera um alto custo. NVRs individuais e independentes podem ser instalados localmente ou em uma mesa em um ambiente normal. Colocar o armazenamento nas extremidades da rede também reduz as exigências de largura de banda, reduzindo ainda mais os custos. Análise do conteúdo do vídeo - Redução da quantidade de vídeo  Não há porque gravar vídeo de uma câmera na velocidade máxima de quadros se não há nada a ser registrado no local. Ao usar aplicativos como o ACF (Velocidade de Quadros Controlada por Atividade), exclusivo da IndigoVision, a quantidade de vídeo e armazenamento poderá ser reduzida de forma significativa. Quando uma cena está inativa, o vídeo pode ser transmitido em uma velocidade de quadros muito menor. Assim que o software de análise de movimento detectar movimento, o vídeo será transmitido na velocidade máxima de projeção. Análises de conteúdo do vídeo similares como cerca virtual, podem detectar um objeto cruzando uma linha e ativar um alarme. Esse alarme pode iniciar uma gravação, possivelmente selecionando uma transmissão de velocidade de projeção mais alta dessa câmera específica.
Segurança de dados
Outro custo oculto está associado à segurança de dados e ao custo da perda de vídeo. Com tantos dados valiosos sendo gravados, é importante considerar a segurança e a confiabilidade do NVR. A maioria das soluções de armazenamento NVR implantará matrizes de disco RAID. Uma RAID (Matriz Redundante de Unidades Independentes) é um termo global para esquemas de armazenamento de dados de computador que dividem e/ou replicam dados entre diversas unidades de disco rígido. Há diferentes níveis de RAID, oferecendo diferentes níveis de proteção. Em uma configuração RAID 5 de 4 discos, por exemplo, os dados são divididos entre 3 discos, e o 4º disco armazena os dados de recuperação (paridade). Se um dos discos falhar, não haverá perda de dados e o sistema de gravação poderá continuar a operar sem interrupções. Os NVR´s dedicados aprimoram a segurança. Essas unidades de hardware robustas possuem fontes de alimentação e conexões de rede redundantes, configurações RAID e unidades intercambiáveis em operação (hot swap). Uma estratégia de backup NVR também pode ser configurada para adicionar redundância ao sistema. Por exemplo, se uma falha em dado NVR for detectada pelo software do sistema, as gravações poderão ser alternadas automaticamente para um outro NVR de backup ou distribuídas entre outros NVR´s no sistema. Como discos em uma matriz RAID, NVR´s completos podem ser espelhados, com o mesmo vídeo sendo gravado em dois NVR´s simultaneamente, oferecendo o mais alto nível de segurança. 

Resumo
Muitas organizações possuem políticas ambientais bastante concentradas e tendem a implantar soluções eficientes em energia onde possível. A solução de armazenamento NVR 'ecológica' atende às exigências ambientais e também reduz os custos de operação. Isso, em conjunto com as outras vantagens dos NVR´s dedicados tolerantes a falhas, significa que uma mudança dos grandes racks de servidor baseados em PC para gravação em vídeo é inevitável.

Sobre o autor:
Oliver Vellacott fundou a IndigoVision em 1994. Antes, ele foi gerente de produtos com experiência em câmeras inteligentes. Oliver estudou piano na Escola de Música Guildhall antes de se formar em Engenharia de Softwares no Imperial College London e obter seu PhD em Engenharia Elétrica na Universidade de Edinburgh.
Dr. Oliver Vellacott, CEO,
IndigoVision Group plc,
Charles Darwin House
The Edinburgh Technopole
Edinburgh, UK, EH26 0PY
Tel: +44 131 475 7200
Fax: +44 131 475 7201
www.indigovision.com


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