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無線視頻監(jiān)控面臨的問題及解決方案

來源:太平洋安防網(wǎng)        編輯:QQ123    2021-06-11 10:46:57     加入收藏

 面臨的問題  為了建立起基于無線網(wǎng)絡(luò)、規(guī)范標準、大規(guī)模、低成本、可運營的視頻監(jiān)控系統(tǒng),推動視頻監(jiān)控相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速形成

  面臨的問題

  為了建立起基于無線網(wǎng)絡(luò)、規(guī)范標準、大規(guī)模、低成本、可運營的視頻監(jiān)控系統(tǒng),推動視頻監(jiān)控相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速形成,引領(lǐng)無線視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需要解決以下關(guān)鍵技術(shù)問題:

  · 端到端QoS保障:相比有線網(wǎng),無線網(wǎng)絡(luò)帶寬窄、抖動大、遲延長,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穿越問題。

  解決方案

  1、端到端QoS保障

  針對端到端QoS保障出現(xiàn)的問題,一般可以采取以下解決方案:

  · 無線視頻監(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)抖動狀況,通過對分辨率、幀率、圖像質(zhì)量等圖像編碼參數(shù)進行優(yōu)化,對輸出碼流進行網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)整,降低丟包率;

  · 自適應(yīng)傳輸優(yōu)化:針對無線網(wǎng)絡(luò)抖動,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、高速率無線數(shù)據(jù)接入方面明顯的技術(shù)優(yōu)勢,微波傳輸一般針對項目進行點對點帶寬設(shè)計,目前,WiFi和微波傳輸暫時不存在實際使用中網(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)模塊的無線視頻監(jiān)控終端產(chǎn)品,具備現(xiàn)實的意義。如采用下一章的多流技術(shù)或通過以下多種方式將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)器向編碼器動態(tài)反饋接收到的碼率,編碼器根據(jù)鏈路情況動態(tài)調(diào)整輸出的碼流;

  · 編碼器對輸出流量進行完全整形,減少突發(fā);

  · 媒體服務(wù)器對接收的報文進行亂序重整,減少抖動;

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

  · 媒體服務(wù)器對輸出流量進行整形,減少突發(fā);

  · 客戶端對接收的報文進行亂序重整,減少抖動。

  (2)自適應(yīng)傳輸優(yōu)化。

  報文組丟失數(shù)據(jù)可通過RS算法恢復時,則直接恢復;報文組丟失數(shù)據(jù)無法通過RS恢復時,則通過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。[nextpage]

  2、NAT穿越

  用戶NAT種類多樣、配置復雜,如何解決NAT穿越問題,保障視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的順利使用,是無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施時需要認真考慮的問題,解決NAT穿越問題的主要方案包括:

  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)控前端攝像機與客戶端設(shè)備分別與監(jiān)控平臺建立連接,由平臺對視頻流進行調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)。

  (1)優(yōu)點

  · 可以解決前端以及客戶端的任何NAT的類型;

  · 可以簡單實現(xiàn)組播、廣播等應(yīng)用場景。

  (2)缺點

  · 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)帶來遲延增加,體驗降低。

  方案2:客戶端與前端點對點媒體傳輸方案

  方案描述:旨在解決市場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

  · 無需平臺中轉(zhuǎn),避免數(shù)據(jù)泄漏等業(yè)務(wù)風險;

  · 點對點媒體傳輸,傳輸遲延縮短。

  (2)缺點

  · 無法穿越對稱型NAT。

  常見無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)NAT穿越主要解決方案如表1所示:

  無線視頻監(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)不能滿足用戶對于無線帶寬的需求,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,遠遠不能滿足TD-SCDMA業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

  針對TD-SCDMA帶寬不足的問題,目前業(yè)界尚無很好的解決辦法,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卡同時為一個用戶服務(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,如此則不會帶來容量的提升;

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

  方案設(shè)計

  無線視頻監(jiān)控終端側(cè)通過數(shù)據(jù)的整合、分解模塊,將發(fā)送的數(shù)據(jù)分解為多個數(shù)據(jù)流,網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用多流調(diào)度機制,并且不同數(shù)據(jù)流采用不同載波承載,網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收信號后將分解的多流數(shù)據(jù)進行整合。

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