1、中國電信無線視頻監(jiān)控應用介紹：中國電信推出的“眼”無線視頻監(jiān)控應用主要分為手機視頻瀏覽應用和無線視頻采集應用。手機視頻瀏覽應用通過內置監(jiān)控客戶端軟件的手機終端實現(xiàn)對監(jiān)控現(xiàn)場的遠程視頻瀏覽、云鏡控制、錄像、視頻截圖等，滿足客戶遠程視頻查看、遠程應急指揮的要求。無線視頻采集應用通過部署支持中國電信移動網(wǎng)絡接入的“眼”前端設備實現(xiàn)對現(xiàn)場圖像的實時采集，滿足客戶在移動場景、應急場景或臨時應用場景下視頻實時采集的要求。
手機視頻瀏覽應用定位于：已經(jīng)部署了監(jiān)控點，需要隨時隨地對這些監(jiān)控點進行視頻監(jiān)控的客戶應用場景。一般以手機終端作為普通監(jiān)控客戶端（PC、監(jiān)控器）的補充，使用對象一般為管理者、外勤人員等。其主要應用場景如下：
治安監(jiān)控、交通路況管理、城市服務管理、道路管理、建筑施工管理、環(huán)保污染源監(jiān)控、安監(jiān)危險源監(jiān)控等巡查執(zhí)法類場景；
加油站管理監(jiān)控、連鎖門店管理監(jiān)控、營業(yè)場所管理監(jiān)控等生產經(jīng)營類場景；
勞動密集型企業(yè)生產監(jiān)控（質量監(jiān)控）；
賣場/商鋪商情查看，如客流、物流等；
企業(yè)形象宣傳及產品展示。
無線視頻采集應用定位于：服務于監(jiān)控現(xiàn)場具有移動性、臨時性、固網(wǎng)線路難以接入等特征監(jiān)控點的接入。其主要應用場景包括：
治安巡邏車載監(jiān)控、*巡邏車載監(jiān)控、*執(zhí)法車載監(jiān)控、工商執(zhí)法車載監(jiān)控、*巡邏車載監(jiān)控、營運車輛車載監(jiān)控及調度管理等車載監(jiān)控類場景；
城市應急管理、重大事故（事件）現(xiàn)場播報等應急處置類場景；
臨時會場監(jiān)控管理、大型活動監(jiān)控管理等臨時監(jiān)控類場景；
地理位置較分散、有線網(wǎng)絡無法到達、監(jiān)控環(huán)境有線鋪設相對收入回報不平衡或鋪設困難（如林業(yè)、河流管理等）等場景。
2、無線視頻監(jiān)控應用系統(tǒng)的架構
為實現(xiàn)手機視頻瀏覽應用，視頻監(jiān)控平臺增加了移動客戶端接入服務器（MSP）、媒體轉碼網(wǎng)關（VAU）、移動流媒體服務器（PSS），實現(xiàn)了對手機客戶端的接入。為實現(xiàn)無線視頻采集應用，平臺提供了對無線前端設備（R_PU）（包括無線視頻服務器、無線網(wǎng)絡攝像機）的支持，根據(jù)3G前端設備的不同應用場景，設備形態(tài)可分為車載型、單兵型和固定型。無線視頻監(jiān)控應用系統(tǒng)的架構如圖1所示。
3、無線視頻監(jiān)控應用典型問題及原因分析 3.1手機視頻瀏覽應用典型問題及原因分析 ?。?）視頻圖像不清晰，經(jīng)常出現(xiàn)馬賽克、拖影現(xiàn)象
目前，基于cdma2000EV-DO網(wǎng)絡的視頻瀏覽一般配置如下：分辨率格式為QVGA；碼率為100kbit/s；幀率為8～10幀/s。若能夠有效地提高帶寬，則視頻質量將得到改善。此外，監(jiān)控前端設備（PU）和VAU的編碼算法以及VAU、M_CU的解碼算法中參數(shù)極多，任何參數(shù)的微調都可能會影響視頻質量，因此產品開發(fā)人員在視頻編/解碼方面的開發(fā)經(jīng)驗將決定產品可達到的視頻質量。
?。?）視頻瀏覽延時較長
手機視頻瀏覽業(yè)務流程如圖2所示。
從手機視頻瀏覽業(yè)務流程來看，可能產生延時的環(huán)節(jié)有以下幾個：
M_CU和PSS經(jīng)無線網(wǎng)絡進行HTTP重定向；
M_CU和PSS經(jīng)無線網(wǎng)絡建立TCP連接；
M_CU和PSS之間RTSP交互；
PSS轉發(fā)；
VAU轉碼；
PSS碼流經(jīng)無線網(wǎng)絡發(fā)送到M_CU；
MCU解碼。
從現(xiàn)網(wǎng)測試情況來看，PSS轉發(fā)需20ms，VAU解碼需約500ms，都在正常范圍內，引發(fā)延時的主要是以下幾個環(huán)節(jié)。
當所請求的視頻正被訪問時，VAU開始解碼時間產生延遲（≤2s）。VAU向固網(wǎng)VTDU（視頻分發(fā)單元）請求對應PU的碼流，VTDU把接收到的PU RTP包轉發(fā)給VAU，如果該路視頻正在被訪問，那么VAU接收到的*個RTP包中不一定有I幀，VAU將其丟棄，直到*個含有I幀的包到達，VAU才開始解碼。現(xiàn)網(wǎng)PU設置的I幀間隔時間為2 s。為保證視頻播放時不出現(xiàn)馬賽克，同時減少無用數(shù)據(jù)的傳送，這個過程是需要的。
部分PSS對RTP包的校驗產生延時（≤2s）。出于安全考慮，PSS將丟棄前3個RTP包。PSS在收到VAU的Describe回應后，保留SDP中的源端IP和端口，只有該IP和端口發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包才有必要處理和轉發(fā)，所以PSS對前3個RTP包都進行了校驗，并且沒有轉發(fā)給M_CU。
客戶端緩沖時間設置過長產生延時。考慮到網(wǎng)絡丟包、包亂序等情況，部分客戶端設置了較長的緩沖時間，帶來了較長的延時。
?。?）手機錄像回放與實時觀看效果存在差別
錄像回放的視頻數(shù)據(jù)存放在本地，從而避免了數(shù)據(jù)傳輸時可能出現(xiàn)的丟包、包亂序等現(xiàn)象，因而可以提供更佳的視頻播放質量。
（4）手機視頻監(jiān)控畫質普遍低于手機VoD畫質
這個問題是兩種業(yè)務在以下幾個方面的不同造成的。
壓縮編碼方式。視頻監(jiān)控業(yè)務采用對稱性編碼方式，而手機VoD業(yè)務采用非對稱編碼方式。對稱性編碼即壓縮和解壓縮占用相同的計算處理資源和時間，這種編碼方式通常適用于實時壓縮和傳送視頻。而在VoD、電子出版物和其他多媒體應用中，一般是把視頻預先壓縮好，然后播放，因此可以采用非對稱編碼。非對稱編碼即壓縮時需要占用大量的處理資源和時間，質量是可以控制的，解壓縮時能較好地實時回放。“眼”采用的是H.264的BaselineProfile（對應MPEG-4 SP），技術實現(xiàn)時側重視頻實時性的保證，單路編碼價格為1 000～2 000元人民幣。手機網(wǎng)上直播采用的是H.264的 Main Profile（對應MPEG-4 ASP），技術實現(xiàn)時側重視頻質量的保證，單路編碼價格為數(shù)萬元人民幣。在算法復雜度方面，H.264 Baseline Profile是原MPEG-4的2倍左右，H.264 Main Profile是原MPEG-4的10倍以上。但是，實現(xiàn)H.264 Main Profile算法后可以使視頻碼流降低一半，可以實現(xiàn)CIF格式視頻在普通的ADSL上實時連續(xù)傳輸，即使在網(wǎng)絡波動的情況下，視頻質量也不會受到影響。同時，由于H.264算法具有網(wǎng)絡編碼層和網(wǎng)絡傳輸層結構，因此對于普通的寬帶網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡的適應性大大加強，不會因網(wǎng)絡誤碼而影響傳輸質量。“眼”編碼器要求成本低廉，不可能實現(xiàn)H.264相對完整的特性，而手機網(wǎng)上直播相對可以實現(xiàn)盡可能多的特性。
圖像采攝設備、環(huán)境。手機VoD的片源一般采用專業(yè)級攝像設備，配以專業(yè)燈光舞美的環(huán)境條件和非線性編輯軟件的后期制作。無線“眼”的采集環(huán)境復雜，很多地方光照條件不好，而且因為需要廣泛布點，因此攝像機一般都是使用比較廉價的設備。
緩沖機制。手機VoD業(yè)務對實時性要求不高，播放端一般可以通過設置較長的緩沖時間來解決圖像抖動問題，從而提升視頻質量。無線“眼”業(yè)務對實時性要求較高，一般緩沖時間為500ms左右。
?。?）幀率過低，視頻畫面出現(xiàn)停頓
引發(fā)這個問題的原因有以下幾個。
前端設備視頻源的幀率配置過低，建議盡可能采用高性能的設備。
VAU輸出碼流幀率配置過低?；赾dma20001x網(wǎng)絡的視頻業(yè)務一般應配置為:QCIF；64 kbit/s；8 幀/s；基于cdma2000 EV-DO網(wǎng)絡的視頻業(yè)務一般應配置為：QVGA；100 kbit/s；8～10 幀/s。
VAU輸出碼流幀率配置過高，無線網(wǎng)絡帶寬無法達到。
M_CU解碼能力低，無法實現(xiàn)高幀率解碼。
我們對M_CU的解碼器進行了測試，測試結果見表1，測試環(huán)境為Windows平臺，CPU主頻為400MHz。
H.264算法復雜度高，而且目前只能采用軟解碼，手機的處理能力將對視頻指令的提高形成瓶頸。
3.2、無線視頻采集應用典型問題及原因分析 cdma2000EV-DO網(wǎng)絡的上行帶寬降低、丟包、延時、抖動都可能對R_PU的視頻質量造成影響。其中帶寬降低、丟包、抖動對視頻流的影響比較大，直接造成畫面停頓等現(xiàn)象。造成網(wǎng)絡質量下降的主要原因包括交通工具的快速移動使網(wǎng)絡帶寬受限、單小區(qū)用戶量過大、基站的導頻干擾等。
R_PU產品性能還有待完善，尤其是對cdma2000EV-DO網(wǎng)絡的適應性有待進一步提高。R_PU無法自動從cdma20001x網(wǎng)絡切回cdma2000EV-DO網(wǎng)絡，會造成上行帶寬不足，無法保證業(yè)務質量。
4、解決方案 針對上述問題，中國電信采取了如下的應對措施。
（1）優(yōu)化視頻編/解碼傳輸策略及協(xié)議，提升對無線網(wǎng)絡的適應性
通過測試充分掌握現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡狀況，包括城區(qū)/郊區(qū)、白天/夜間環(huán)境下用戶數(shù)模型、帶寬、丟包、時延和抖動情況，根據(jù)測試結果調整產品的基礎配置和網(wǎng)絡適應性配置策略。在確定產品配置策略時，需考慮本業(yè)務和其他業(yè)務在規(guī)模增長后的情況，盡量使業(yè)務間的影響做到zui小。
優(yōu)化產品，增強其對網(wǎng)絡帶寬、丟包、抖動情況的適應性，并可根據(jù)用戶的不同需求調整設備的網(wǎng)絡適應性策略：若用戶需要清晰的畫質，則網(wǎng)絡惡化時R_PU可通過降低幀率來保證單幀畫面的清晰度；若用戶需要較流暢的視頻質量，則網(wǎng)絡惡化時R_PU可通過降低畫質和分辨率來保證視頻流暢。同時，要求R_PU能夠在反向帶寬為30～384kbit/s、丟包率為5%甚至10%的情況下持續(xù)傳送視頻數(shù)據(jù)。
?。?）對于CDMA網(wǎng)絡已升級為RevB的地區(qū)，使用支持此種網(wǎng)絡的產品
RevB網(wǎng)絡的下行帶寬為9.1Mbit/s，上行帶寬為5.4Mbit/s，可提供更佳的服務質量。
?。?）尋求和評估提升“眼”用戶使用質量的QoS解決方案
尋求提升“眼”用戶使用質量的QoS解決方案，并對方案的效果進行測試。例如，在AAA對PU和問題用戶配置適當?shù)膬?yōu)先級來保障QoS：接入cdma2000EV-DO網(wǎng)絡的普通用戶的數(shù)據(jù)流都屬于BE類業(yè)務流，支持、銀牌、銅牌3種用戶等級，上述用戶的zui高速率可以定制，滿足用戶zui高速率≥銀牌用戶zui高速率≥銅牌用戶zui高速率。在業(yè)務流的優(yōu)先級相同的情況下，無線側會按照用戶進行區(qū)分，在權限上用戶要大于銀牌用戶和銅牌用戶。這樣，在空口資源緊張的情況下，用戶的帶寬會優(yōu)先保障。也就是說，空口流控機制是在無線側執(zhí)行，網(wǎng)絡側通過在AAA配置BEzui高帶寬和優(yōu)先級屬性來配合。但采用該方法會產生以下副作用。
如果為手機用戶配置ProfileID策略，那么用戶使用其他流媒體或者WAP業(yè)務也可以享受QoS保障，目前無法做到僅針對用戶使用“眼”業(yè)務時提供QoS保障。
如果大量的手機用戶和PU都配置該策略，那么可能會對網(wǎng)絡預期規(guī)劃的話務模型分布產生較大的影響，這就需要無線網(wǎng)優(yōu)的配合。
即使PDSN把QoS帶寬要求傳遞給了BSC/PCF，但無線資源是否足夠還是由BSC判斷的，如果無線資源不足，只能選擇降級或者連接失敗。
5、結束語
無線視頻監(jiān)控產品的應用*了傳統(tǒng)視頻產品的一系列應用盲區(qū)，網(wǎng)絡監(jiān)控解決方案趨于完整。隨著對3G網(wǎng)絡特性認識的逐步深入以及對無線應用的持續(xù)發(fā)掘，無線視頻監(jiān)控產品的業(yè)務質量將不斷得到提高，用戶將可以享受到更加的服務。
