無(wú)線視頻監(jiān)控面臨的問(wèn)題及解決方案

為了建立起基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、大規(guī)模、低成本、可運(yùn)營(yíng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，推動(dòng)視頻監(jiān)控相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速形成，引領(lǐng)無(wú)線視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

· 端到端QoS保障：相比有線網(wǎng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬窄、抖動(dòng)大、遲延長(zhǎng)，端到端圖像質(zhì)量難保障，業(yè)務(wù)質(zhì)量較難滿足用戶需求;

· NAT穿越：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與用戶局域網(wǎng)之間往往存在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的NAT穿越問(wèn)題。

解決方案

1、端到端QoS保障

針對(duì)端到端QoS保障出現(xiàn)的問(wèn)題，一般可以采取以下解決方案：

· 無(wú)線視頻監(jiān)控終端產(chǎn)品研發(fā)：為提高網(wǎng)絡(luò)上行速率，研發(fā)融合具備更大上行速率網(wǎng)絡(luò)模塊的新穎監(jiān)控產(chǎn)品;

· 自適應(yīng)編碼優(yōu)化：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)狀況，通過(guò)對(duì)分辨率、幀率、圖像質(zhì)量等圖像編碼參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)輸出碼流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)整，降低丟包率;

· 自適應(yīng)傳輸優(yōu)化：針對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)，優(yōu)化傳輸模塊算法，優(yōu)化冗余傳輸及丟包重傳機(jī)制，降低丟包對(duì)視頻質(zhì)量的影響。

相比3G網(wǎng)絡(luò)，WiFi具備提供大流量、高速率無(wú)線數(shù)據(jù)接入方面明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，微波傳輸一般針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)帶寬設(shè)計(jì)，目前，WiFi和微波傳輸暫時(shí)不存在實(shí)際使用中網(wǎng)絡(luò)上行速率的瓶頸。在3G網(wǎng)絡(luò)，特別是在TD-SCDMA制式下，研發(fā)融合具備更大上行速率網(wǎng)絡(luò)模塊的無(wú)線視頻監(jiān)控終端產(chǎn)品，具備現(xiàn)實(shí)的意義。如采用下一章的多流技術(shù)或通過(guò)以下多種方式將HSUPA芯片集成到視頻采集設(shè)備中，包括：

· B2B接口;

· mini PCI-E接口，如下圖所示;

· 郵票孔(36管腳)接口;

· USB接口;

(1) 自適應(yīng)編碼優(yōu)化處理流程。

· 媒體服務(wù)器向編碼器動(dòng)態(tài)反饋接收到的碼率，編碼器根據(jù)鏈路情況動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出的碼流;

· 編碼器對(duì)輸出流量進(jìn)行完全整形，減少突發(fā);

· 媒體服務(wù)器對(duì)接收的報(bào)文進(jìn)行亂序重整，減少抖動(dòng);

· 客戶端向媒體服務(wù)器動(dòng)態(tài)反饋接收到的碼率，媒體服務(wù)器根據(jù)鏈路情況進(jìn)行擁塞避免;

· 媒體服務(wù)器對(duì)輸出流量進(jìn)行整形，減少突發(fā);

· 客戶端對(duì)接收的報(bào)文進(jìn)行亂序重整，減少抖動(dòng)。

(2)自適應(yīng)傳輸優(yōu)化。

報(bào)文組丟失數(shù)據(jù)可通過(guò)RS算法恢復(fù)時(shí)，則直接恢復(fù);報(bào)文組丟失數(shù)據(jù)無(wú)法通過(guò)RS恢復(fù)時(shí)，則通過(guò)Selective ARQ機(jī)制請(qǐng)求發(fā)送端重傳，主要針對(duì)UDP傳輸模式，TCP自帶重傳機(jī)制。

2、NAT穿越

用戶NAT種類多樣、配置復(fù)雜，如何解決NAT穿越問(wèn)題，保障視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的順利使用，是無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施時(shí)需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題，解決NAT穿越問(wèn)題的主要方案包括：

方案1：服務(wù)器中轉(zhuǎn)信令與媒體

方案描述：服務(wù)器中轉(zhuǎn)方案中，監(jiān)控前端攝像機(jī)與客戶端設(shè)備分別與監(jiān)控平臺(tái)建立連接，由平臺(tái)對(duì)視頻流進(jìn)行調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)。

(1)優(yōu)點(diǎn)

· 可以解決前端以及客戶端的任何NAT的類型;

· 可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)組播、廣播等應(yīng)用場(chǎng)景。

(2)缺點(diǎn)

· 服務(wù)器中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)流不能滿足部分客戶的需求;

· 服務(wù)器中轉(zhuǎn)帶來(lái)遲延增加，體驗(yàn)降低。

方案2：客戶端與前端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)媒體傳輸方案

方案描述：旨在解決市場(chǎng)需求中客戶端與前端直接建立媒體通道的要求，設(shè)立NAT中轉(zhuǎn)服務(wù)器，通過(guò)它令客戶端、前端了解自身網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀態(tài)，以便于雙方建立媒體鏈接。

(1)優(yōu)點(diǎn)

· 無(wú)需平臺(tái)中轉(zhuǎn)，避免數(shù)據(jù)泄漏等業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn);

· 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)媒體傳輸，傳輸遲延縮短。

(2)缺點(diǎn)

· 無(wú)法穿越對(duì)稱型NAT。

常見(jiàn)無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)NAT穿越主要解決方案：

無(wú)線視頻監(jiān)控傳輸優(yōu)化

隨著3G技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了更高的需求，普通的3G峰值速率已經(jīng)不能滿足用戶對(duì)于無(wú)線帶寬的需求，尤其TD-SCDMA技術(shù)，由于載波帶寬的限制，在2：4的時(shí)隙配比下，網(wǎng)絡(luò)僅能提供上行256kbps、下行1.68Mbps的峰值速率，即使引入HSUPA技術(shù)，也僅能提供上行560kbps的峰值速率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足TD-SCDMA業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

針對(duì)TD-SCDMA帶寬不足的問(wèn)題，目前業(yè)界尚無(wú)很好的解決辦法，主要的嘗試包括如下。

· 推出用于視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的雙卡終端：期望兩張SIM卡同時(shí)為一個(gè)用戶服務(wù)。該解決方案的缺陷在于：缺乏與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的溝通機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可能將該終端的兩張SIM卡分配于同一載波上，如此則不會(huì)帶來(lái)容量的提升;

· 雙載波捆綁技術(shù)：由于芯片技術(shù)尚不成熟，短期內(nèi)無(wú)法引入。

方案設(shè)計(jì)

無(wú)線視頻監(jiān)控終端側(cè)通過(guò)數(shù)據(jù)的整合、分解模塊，將發(fā)送的數(shù)據(jù)分解為多個(gè)數(shù)據(jù)流，網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用多流調(diào)度機(jī)制，并且不同數(shù)據(jù)流采用不同載波承載，網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收信號(hào)后將分解的多流數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。