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Informations techniques Optimisation de la fiabilité et des performances des systèmes de vidéosurveillance

Dans le cadre d'une collaboration avec des clients à la recherche de disques durs offrant davantage de fiabilité et de performances, Seagate a pu identifier trois points essentiels à développer pour répondre à leurs exigences : la sensibilisation, des pratiques de conception améliorées, et la création de disques spécialement conçus pour la vidéosurveillance et dotés de fonctions associées.

En tant que principal fournisseur mondial de disques durs, Seagate a conscience que chaque client et application de stockage a ses propres spécificités. Parfois, les exigences propres à certaines applications utilisant des disques durs sont évidentes. Ainsi, les besoins en stockage pour une application de base de données d'entreprise n'ont rien à voir avec ceux d'un baladeur MP3.

Et pourtant, les deux systèmes utilisent des disques durs pour stocker leurs données et, bien que les échelles ne soient pas comparables, ils font en grande partie appel aux mêmes technologies. Pour d'autres applications de stockage en revanche, les différences sont beaucoup plus subtiles, bien que ces applications comportent encore des caractéristiques propres qui sont indispensables pour atteindre les objectifs fixés en termes de fiabilité, de performances et de valeur.

Le marché en pleine croissance des disques durs destinés à la vidéosurveillance fait partie de cette dernière catégorie. Dans ce secteur, l'utilisation des disques durs se développe de manière exponentielle, preuve que le stockage sur disques durs présente une flexibilité et des performances bien supérieures aux anciens systèmes à cassettes. Selon une étude de la société IHS, le marché international des équipements de vidéosurveillance s'élevait à 12,6 milliards de dollars en 2012 et il devrait enregistrer une croissance annuelle moyenne de 12,8 % dans les cinq prochaines années pour atteindre 23,2 milliards de dollars en 2017. Et en termes de chiffre d'affaires, le poids du marché des équipements de vidéosurveillance en réseau devrait dépasser celui des équipements de vidéosurveillance analogiques à l'horizon 2014.1

Alors que les disques durs sont de plus en plus employés dans les systèmes de vidéosurveillance, d'importantes améliorations sont encore à réaliser en matière d'interopérabilité des systèmes, et notamment de fiabilité. En effet, nombre de clients ayant opté pour un système de vidéosurveillance numérique et un stockage sur disque se félicitent de la souplesse, des performances et de la capacité accrues de leur système, mais ils regrettent le nombre étonnamment élevé de défaillances qu'ils rencontrent. De plus, ils aimeraient disposer de meilleures performances pour profiter des hautes résolutions actuelles et des fonctionnalités d'analyse vidéo intelligente.

Dans le cadre d'une collaboration avec des clients à la recherche de disques durs offrant davantage de fiabilité et de performances, Seagate a pu identifier trois points essentiels à développer pour répondre à leurs exigences : la sensibilisation, des pratiques de conception améliorées et la création de disques spécialement conçus pour la vidéosurveillance et dotées de fonctions associées.

Quel impact l'environnement a-t-il sur la fiabilité des systèmes de vidéosurveillance numériques ?

À titre d'exemple, le graphique ci-dessous montre une estimation du taux de défaillances annuel (AFR) du disque dur Seagate Surveillance HDD en fonction de la température interne du boîtier et de la durée de fonctionnement :

Comme l'indique le graphique, le taux de défaillances croît de façon significative lorsque la température du boîtier augmente. Il est nécessaire de sensibiliser les fabricants, les intégrateurs de système, les installateurs et même les utilisateurs sur les conditions de fonctionnement de leur équipement de vidéosurveillance afin de limiter les dommages causés par un environnement inapproprié.

Où puis-je me renseigner pour connaître les conditions de fonctionnement adaptées à mon système de surveillance numérique ?

Seagate met à la disposition de ses partenaires et de ses clients une variété d'outils pédagogiques expliquant les avantages des disques durs et leurs points faibles, et proposant des conseils d'utilisation. Une bibliothèque d'articles techniques très instructifs est disponible sur le site de Seagate, à l'adresse suivante :

Outre l'environnement de fonctionnement, quels sont les autres facteurs pouvant avoir un impact sur la fiabilité des systèmes numériques de surveillance ?

La conception du châssis ou du boîtier est un facteur clé d'optimisation de la fiabilité. Les systèmes électroniques doivent être protégés dans des boîtiers spécialement conçus pour permettre une gestion de la température et une réduction des vibrations appropriées. Étant donné l'importance des disques durs dans les systèmes de surveillance numériques, Seagate a mis en place des services d'ingénierie dédiés à la satisfaction des clients afin de mettre les compétences techniques de ses ingénieurs spécialisés à la disposition de ses clients et les aider à choisir le meilleur boîtier possible en termes de gestion des températures et des vibrations ou chocs.

Que fait Seagate pour améliorer la fiabilité des disques durs utilisés dans la vidéosurveillance numérique ?

Optimiser les produits dans les divers segments du marché du stockage fait partie des engagements de Seagate. Et pour mieux comprendre les besoins spécifiques d'un segment, Seagate a noué un dialogue actif et ciblé avec ses clients et partenaires.
De cette philosophie est né le disque Surveillance HDD, le premier disque spécialement conçu et optimisé pour le marché de la vidéosurveillance.
Le disque Surveillance HDD représente un investissement considérable pour Seagate en termes de ressources d'ingénierie et de support pour un marché en croissance. Une telle volonté ne peut que déboucher sur de nouvelles connaissances et avancées tant dans le domaine technologique qu'au niveau des fonctionnalités, des performances et de la fiabilité qui seraient impossibles autrement et dans un délai aussi court.

En quoi le disque Surveillance HDD est-il différent des autres produits Seagate ?

Les fabricants de composants informatiques conçoivent et commercialisent leurs produits pour une utilisation ou un segment spécifique. Du processeur au disque dur, ils créent leurs produits pour des plates-formes telles que les ordinateurs de bureau, les PC portables, les serveurs et d'autres appareils électroniques grand public. Toutefois, Seagate a constaté que le magnétoscope numérique ne faisait pas partie de ces plates-formes. Les clients du secteur de la surveillance n'ont pas d'autre choix que de chercher le disque le mieux adapté à leur solution. Les disques Surveillance HDD ont été spécialement conçus pour répondre aux besoins du marché des magnétoscopes numériques de surveillance. Vous trouverez ci-dessous un comparatif de plusieurs disques durs Seagate destinés à différentes niches du marché.

Ce tableau compare des disques durs, et indique leurs caractéristiques spécifiques à l'exécution d'une tâche donnée et les fonctionnalités associées.

Quelles caractéristiques propres à la surveillance dois-je rechercher ?

Avec le disque Surveillance HDD, Seagate a mis l'accent sur la fiabilité et les performances accrues en matière de flux vidéo par la gestion de la consommation, le contrôle thermique et la lecture/écriture optimisée des données.
Si la plupart des magnétoscopes numériques de vidéosurveillance sont implémentés sur une plate-forme PC, certains en revanche sont intégrés dans des systèmes employant des composants optimisés à cet effet, tels que des alimentations plus petites et efficaces permettant de réduire le coût du système et de mieux contrôler la température. Le disque Surveillance HDD suit ce modèle de conception, car il offre une consommation énergétique exceptionnellement basse, pour la rotation comme pour l'accès aux données. Cette conception ne dégrade aucunement les performances et permet d'utiliser des alimentations plus économiques générant moins de chaleur, ainsi que des ventilateurs plus efficaces réduisant le coût total du magnétoscope numérique, pour une fiabilité et une durée de vie accrues du disque dur associé.

Existe-t-il d'autres moyens de réduire la chaleur générée par les systèmes de surveillance ?

Généralement, les systèmes numériques de vidéosurveillance sont conçus pour stocker une quantité donnée de vidéos d'archives en ligne. Les besoins d'archivage peuvent varier du tout au tout, de quelques jours de vidéo seulement à plusieurs mois. De ces besoins dépend le nombre de disques durs à intégrer dans le système numérique de vidéosurveillance.
Un système numérique de vidéosurveillance a pour fonction première l'enregistrement de la vidéo. Une fois enregistrées dans le système, les images sont rarement visionnées, voire jamais avant d'être remplacées par d'autres images. Pour répondre à ce mode d'utilisation, la plupart des systèmes possèdent suffisamment d'espace de stockage pour satisfaire les besoins d'archivage de l'utilisateur, en enregistrant au fur et à mesure sur les différents disques et en remplaçant les données obsolètes une fois le délai d'expiration des archives atteint.
La conséquence directe de ce procédé est qu'un ou plusieurs disques sont en continuelle rotation au maximum de leurs performances, et ce même s'ils ne sont pas réellement utilisés par le système. Le disque Surveillance HDD a la particularité de prendre en charge des fonctions de mise en veille en l'absence d'utilisation active du disque, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie et de générer moins de chaleur tandis que la durée de vie du disque s'en trouve allongée.
Afin de répondre à des exigences de capacité, certains professionnels de la sécurité choisissent d'utiliser, dans leurs systèmes de vidéosurveillance, des disques pour PC de bureau d'entrée de gamme, dotés de capacités moyennes. Leur objectif est de limiter les coûts de stockage ; malheureusement, ces efforts ne s'avèrent guère avantageux.
Le déploiement de disques pour PC de bureau aux capacités limitées impose des restrictions et des risques de taille aux systèmes de vidéosurveillance, rendant ainsi toute économie parfaitement illusoire.
Ne présentant aucune fonctionnalité spécifique de gestion de l'alimentation, les disques pour PC de bureau peuvent subir des pannes causées par les dégagements de chaleur caractéristiques des cycles de fonctionnement intensifs et des mises sous tension permanentes – deux particularités propres à la vidéosurveillance.
De même, il est nécessaire d'intégrer davantage de disques de moyenne capacité pour répondre aux besoins de ces systèmes, ce qui multiplie malheureusement les risques de panne. Les disques supplémentaires prennent plus de place que nécessaire, consomment davantage d'électricité et produisent davantage de chaleur ; ce dernier point étant l'un des principaux facteurs limitant la durée de vie des disques et la fiabilité du système de surveillance.

En quoi est-ce important d'optimiser les performances des opérations de lecture/écriture ?

Les solutions de stockage pour la vidéosurveillance doivent intégrer des disques performants conçus pour traiter les flux vidéo et gérer des cycles d'écriture intensifs. L'optimisation des opérations de lecture ou d'écriture des flux vidéo repose sur l'exécution fiable et prévisible des commandes, au moment voulu. Les systèmes de surveillance actuels présentent souvent des avancées en matière d'analyse vidéo intelligente et d'enregistrement d'images en haute définition. Pour gérer de grandes quantités de données vidéo et les métadonnées associées dans une solution de surveillance intelligente ou haute résolution, on utilise généralement une base de données relationnelle ou un système de données traditionnel similaire. Il est absolument capital que les opérations de lecture et d'écriture de ces systèmes offrent les niveaux de performances, de détection et de correction des erreurs les plus élevés pour garantir l'intégrité des données.
L'une des caractéristiques les plus importantes du disque dur Surveillance HDD est la prise en charge du jeu de commandes ATA-7. ATA-7 désigne une extension du jeu de commandes ATA permettant de contrôler les disques durs. Le composant de transmission de cette norme permet d'adapter les opérations de lecture/écriture du disque Surveillance HDD soit à la vidéo, soit aux données. Grâce aux commandes ATA-7, ces deux exigences sont satisfaites.2En outre, les performances du firmware d'accès et d'écriture en mémoire cache du disque Surveillance HDD ont été optimisées pour l'écriture. C'est un atout de taille pour les applications de vidéosurveillance, car l'écriture de données représente jusqu'à 95 % des tâches du disque dur. L'optimisation des performances et de la durée de vie du disque dur repose en grande partie sur l'amélioration de cette fonctionnalité.

En quoi l'interface du disque est-elle importante ? Et pourquoi le secteur de la vidéosurveillance abandonne-t-il l'interface PATA traditionnelle au profit de l'interface SATA ?

La taille en constante augmentation des fichiers de vidéosurveillance a rendu nécessaire la mise en œuvre de capacités de stockage supérieures. Ces données peuvent en effet remplir rapidement les systèmes de stockage les plus volumineux. Cependant, la capacité impressionnante d'un disque dur ne fait pas tout. Le transfert de fichiers volumineux requiert des disques d'un débit exceptionnel, ainsi que des fonctions de correction des erreurs efficaces pour garantir l'intégrité des données lors de la transmission. L'interface SATA tire parti des percées de la technologie d'intégration à très grande échelle (VLSI) et des émetteurs-récepteurs série haut débit, permettant aux disques durs SATA de disposer d'une combinaison inégalée d'avantages offrant performances, flexibilité, intégrité des données et fiabilité.
Les périphériques de stockage SATA ont été largement adoptés dans le monde de l'informatique, des OEM aux constructeurs/intégrateurs de systèmes et jusqu'aux utilisateurs finaux. Le volume énorme de ventes a permis de baisser les prix à des niveaux abordables. Ajoutez à cela les nombreux avantages incontestables de la technologie SATA et vous comprendrez aisément pourquoi les disques durs SATA sont devenus la norme pour de nombreux fabricants, constructeurs/intégrateurs et installateurs de systèmes de surveillance.

Le disque Surveillance HDD en bref
Le disque Surveillance HDD offre des fonctions inédites qui constituent pour les utilisateurs d'applications de vidéosurveillance un premier pas sur le chemin de la fiabilité. Il faut donc s'attendre à ce que la stratégie éprouvée de Seagate, qui vise à améliorer sans cesse des catégories de produits appartenant à des segments de stockage bien précis, donne dans les années à venir des résultats encore plus spectaculaires.

1 Source : IHS, Le marché mondial des équipements de vidéosurveillance - Édition de mai 2013.
2 Le manuel du disque Surveillance HDD (anciennement SV35 Series®) fournit des conseils spécifiques et des instructions pour mettre en œuvre les fonctionnalités du disque, notamment les commandes ATA-7.

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