無(wú)線(xiàn)視頻監控面臨的問(wèn)題及解決方案

為了建立起基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、規范標準、大規模、低成本、可運營(yíng)的視頻監控系統，推動(dòng)視頻監控相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速形成，引領(lǐng)無(wú)線(xiàn)視頻監控產(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(xiàn)網(wǎng)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶寬窄、抖動(dòng)大、遲延長(cháng)，端到端圖像質(zhì)量難保障，業(yè)務(wù)質(zhì)量較難滿(mǎn)足用戶(hù)需求;

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

解決方案

1、端到端QoS保障

針對端到端QoS保障出現的問(wèn)題，一般可以采取以下解決方案：

· 無(wú)線(xiàn)視頻監控終端產(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 )模塊的新穎監控產(chǎn)品;

· 自適應編碼優(yōu)化：根據網(wǎng)絡(luò )抖動(dòng)狀況，通過(guò)對分辨率、幀率、圖像質(zhì)量等圖像編碼參數進(jìn)行優(yōu)化，對輸出碼流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )自適應調整，降低丟包率;

· 自適應傳輸優(yōu)化：針對無(wú)線(xiàn)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制，降低丟包對視頻質(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(xiàn)數據接入方面明顯的技術(shù)優(yōu)勢，微波傳輸一般針對項目進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)帶寬設計，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(xiàn)視頻監控終端產(chǎn)品，具備現實(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，編碼器根據鏈路情況動(dòng)態(tài)調整輸出的碼流;

· 編碼器對輸出流量進(jìn)行完全整形，減少突發(fā);

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

· 客戶(hù)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)器根據鏈路情況進(jìn)行擁塞避免;

· 媒體服務(wù)器對輸出流量進(jìn)行整形，減少突發(fā);

· 客戶(hù)端對接收的報文進(jìn)行亂序重整，減少抖動(dòng)。

(2)自適應傳輸優(yōu)化。

報文組丟失數據可通過(guò)RS算法恢復時(shí)，則直接恢復;報文組丟失數據無(wú)法通過(guò)RS恢復時(shí)，則通過(guò)Selective ARQ機制請求發(fā)送端重傳，主要針對UDP傳輸模式，TCP自帶重傳機制。

2、NAT穿越

用戶(hù)NAT種類(lèi)多樣、配置復雜，如何解決NAT穿越問(wèn)題，保障視頻監控業(yè)務(wù)的順利使用，是無(wú)線(xiàn)視頻監控系統實(shí)施時(shí)需要認真考慮的問(wèn)題，解決NAT穿越問(wèn)題的主要方案包括：

方案1：服務(wù)器中轉信令與媒體

方案描述：服務(wù)器中轉方案中，監控前端攝像機與客戶(hù)端設備分別與監控平臺建立連接，由平臺對視頻流進(jìn)行調度轉發(fā)。

(1)優(yōu)點(diǎn)

· 可以解決前端以及客戶(hù)端的任何NAT的類(lèi)型;

· 可以簡(jiǎn)單實(shí)現組播、廣播等應用場(chǎng)景。

(2)缺點(diǎn)

· 服務(wù)器中轉業(yè)務(wù)流不能滿(mǎn)足部分客戶(hù)的需求;

· 服務(wù)器中轉帶來(lái)遲延增加，體驗降低。

方案2：客戶(hù)端與前端點(diǎn)對點(diǎn)媒體傳輸方案

方案描述：旨在解決市場(chǎng)需求中客戶(hù)端與前端直接建立媒體通道的要求，設立NAT中轉服務(wù)器，通過(guò)它令客戶(hù)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)需平臺中轉，避免數據泄漏等業(yè)務(wù)風(fēng)險;

· 點(diǎn)對點(diǎn)媒體傳輸，傳輸遲延縮短。

(2)缺點(diǎn)

· 無(wú)法穿越對稱(chēng)型NAT。

常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)視頻監控系統NAT穿越主要解決方案：

無(wú)線(xiàn)視頻監控傳輸優(yōu)化

隨著(zhù)3G技術(shù)的發(fā)展，數據業(yè)務(wù)對網(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(mǎn)足用戶(hù)對于無(wú)線(xiàn)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，遠遠不能滿(mǎn)足TD-SCDMA業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

針對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(hù)服務(wù)。該解決方案的缺陷在于：缺乏與網(wǎng)絡(luò )側的溝通機制，網(wǎng)絡(luò )側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，短期內無(wú)法引入。

方案設計

無(wú)線(xiàn)視頻監控終端側通過(guò)數據的整合、分解模塊，將發(fā)送的數據分解為多個(gè)數據流，網(wǎng)絡(luò )側采用多流調度機制，并且不同數據流采用不同載波承載，網(wǎng)絡(luò )側接收信號后將分解的多流數據進(jìn)行整合。