1.    背景

近年來，隨著云平臺、通信網(wǎng)絡(luò)和終端的“云-管-端”模型的計算能力全面提升，高清視頻傳播和視頻智能分析應(yīng)用得到飛速的發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

l   視頻內(nèi)容分辨率提升：

傳統(tǒng)標(biāo)清格式視頻正在被淘汰替換，高清(720P/1080P)分辨率視頻已得到大規(guī)模普及應(yīng)用，而超高清的2K/4K視頻在部分高要求場景開始應(yīng)用，8K視頻產(chǎn)業(yè)鏈也已經(jīng)啟動。視頻分辨率的大幅度提升不但可以大大提升用戶體驗，而且可以催生更多創(chuàng)新應(yīng)用（VR、AR、遠(yuǎn)程協(xié)助互動）和商業(yè)模式。

l 視頻應(yīng)用廣度：

n 應(yīng)用領(lǐng)域：傳統(tǒng)視頻主要應(yīng)用于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，而現(xiàn)在已經(jīng)普遍應(yīng)用到高清數(shù)字多媒體、媒體直播、游戲競技互動、遠(yuǎn)程教育、智慧城市等各領(lǐng)域。

n 部署范圍：而視頻采集范圍和安裝方式也正在從傳統(tǒng)的定點(diǎn)安裝、固定范圍視頻采集向隨時隨地、大范圍布置、移動化視頻采集的方向發(fā)展。

n 內(nèi)容分發(fā)范圍：從本地監(jiān)控本地存儲到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)存儲，進(jìn)一步延伸到到有線互聯(lián)網(wǎng)-移動互聯(lián)網(wǎng)-其他通信網(wǎng)絡(luò)跨網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、 室內(nèi)監(jiān)控中心-戶外移動終端多終端隨時隨地監(jiān)控。

l 視頻應(yīng)用深度：

基于高分辨率視頻的圖像分析和AI處理、大數(shù)據(jù)技術(shù)，催生了創(chuàng)新的VR/AR、 目標(biāo)自動識別和跟蹤、遠(yuǎn)程自動診斷、互動娛樂等應(yīng)用。

所以，在視頻應(yīng)用需求在向高清分辨率、移動化、智能化幾個方面提升的過程中，視頻終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)平臺三個方面均需要進(jìn)行處理能力提升才能滿足業(yè)務(wù)的需求，而作為連接終端和平臺之間的傳輸管道，IP網(wǎng)絡(luò)毫無疑問是云計算和移動互聯(lián)時代的視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

2.    需求分析

基于以上的業(yè)務(wù)背景和需求，對視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)以下幾個方面提出更高的需求：

l   網(wǎng)絡(luò)帶寬需求：

以單路1080P/30FPS的高質(zhì)量視頻流計算，需要1M-4M的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而單路4K視頻就需要12M以上的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，現(xiàn)場部署多個以上視頻采集點(diǎn)，則對網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的要求會成線性增長；

l   移動性需求：

隨著互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的UGC（用戶產(chǎn)生內(nèi)容）模式的視頻應(yīng)用快速增長、企業(yè)和行業(yè)領(lǐng)域的戶外甚至野外作業(yè)、移動作業(yè)等業(yè)務(wù)范圍持續(xù)快速擴(kuò)展和不確定性，要求視頻采集系統(tǒng)要具有很好的移動性和快速部署能力，這樣對視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)均提出更高的移動性要求，要求能夠適應(yīng)現(xiàn)場的各種網(wǎng)絡(luò)、充分融合多種不同類型網(wǎng)絡(luò)資源為視頻業(yè)務(wù)提供無感知的固定傳輸網(wǎng)絡(luò)通道。

l   傳輸質(zhì)量需求：

如果網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量不高，將會對視頻畫質(zhì)造成負(fù)面影響，產(chǎn)生諸如畫面卡頓、跳幀、馬賽克等現(xiàn)象，對于關(guān)鍵性的任務(wù)和視頻內(nèi)容分析處理會帶來連鎖負(fù)面反應(yīng)，嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行乃至失效。所以要求傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠消除網(wǎng)絡(luò)抖動、網(wǎng)絡(luò)切換、傳輸時延等干擾因素，提升視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量。

3.    設(shè)計思想

為了視頻回傳業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟粩嗵嵘枨螅瑥囊韵聨讉€方面進(jìn)行設(shè)計：

l   多網(wǎng)絡(luò)接入：

現(xiàn)場采集視頻流可以利用當(dāng)?shù)乜捎玫娜魏我环NIP通信網(wǎng)絡(luò)（寬帶、移動通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、微波、自組網(wǎng)MESH、…）傳輸?shù)狡脚_，并提供現(xiàn)場視頻終端與遠(yuǎn)程控制終端的實時互操作和訪問。

l   多網(wǎng)絡(luò)融合：

融合多個物理網(wǎng)絡(luò)，通過多路傳輸和智能分發(fā)策略，為現(xiàn)場視頻業(yè)務(wù)提供高帶寬、高可用性、高質(zhì)量的傳輸通道。

l   跨網(wǎng)絡(luò)虛擬專網(wǎng)

實現(xiàn)現(xiàn)場終端、平臺、遠(yuǎn)程控制終端等跨不同網(wǎng)絡(luò)之間的虛擬專網(wǎng)互訪，消除不同網(wǎng)絡(luò)物理互聯(lián)的設(shè)備管理和配置的技術(shù)復(fù)雜性。

l   業(yè)務(wù)識別和加速：

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求能夠識別業(yè)務(wù)的特征，針對特定業(yè)務(wù)使用不同傳輸策略和加速處理，比如優(yōu)先級傳輸、TCP業(yè)務(wù)加速、視頻RTP類型業(yè)務(wù)包壓縮，保證現(xiàn)場進(jìn)行多業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁|(zhì)量可控和資源的最大化應(yīng)用。

l   網(wǎng)絡(luò)集中管控

對于大范圍、跨地域、移動化布置的監(jiān)控終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過集中式的操作維護(hù)控制臺進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和策略控制，實現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)定義和實時配置、監(jiān)控。

4.    解決方案

多網(wǎng)融合移動化視頻回傳解決方案的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦拢?/span>

l   現(xiàn)場：

部署智能網(wǎng)絡(luò)終端（INT）和視頻采集終端。在城鎮(zhèn)、交通道路附近區(qū)域等INT可使用移動通信網(wǎng)絡(luò)（3G、4G、…）或者有線寬帶連接互聯(lián)、在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用衛(wèi)星天線、微波等設(shè)備進(jìn)行連接，多種物理同時連接并進(jìn)行融合，保證現(xiàn)場到視頻中心的網(wǎng)絡(luò)可用。INT與現(xiàn)場視頻終端通過網(wǎng)線、Wi-Fi、MESH自組網(wǎng)等方式連接。

l   視頻數(shù)據(jù)中心：

部署智能網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)（ING）和視頻平臺。ING通過MPLS VPN專線、PPPoE寬帶方式連接到互聯(lián)網(wǎng)。中心里的監(jiān)控操作終端可以通過INT、ING組成的虛擬專網(wǎng)通過IP地址直接訪問現(xiàn)場視頻終端，實現(xiàn)視頻的調(diào)看和控制。如果存在多個中心，則多中心之間和現(xiàn)場均可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。

l   移動作業(yè)：

移動作業(yè)包括現(xiàn)場作業(yè)、車載作業(yè)等移動式業(yè)務(wù)場景，背負(fù)或者車輛上部署INT和終端設(shè)備，實現(xiàn)移動化的視頻回傳或者遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮。

5.    方案亮點(diǎn)

l   高帶寬的網(wǎng)絡(luò)

INT采用自主研發(fā)的高性能網(wǎng)絡(luò)融合算法，實測通過配置3張4G流量卡，最大可以實現(xiàn)>100M的上行帶寬，可以為現(xiàn)場提供超過20路以上的1080P視頻流的回傳。

l   高可用性的網(wǎng)絡(luò)

INT最多支持6張全網(wǎng)通4G網(wǎng)絡(luò)，再加上一路有線寬帶或者衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，保證隨時隨地的網(wǎng)絡(luò)連接可用。通過獨(dú)創(chuàng)的多網(wǎng)TCP加速算法，可以實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間的帶寬疊加。

l   高擴(kuò)展性的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場業(yè)務(wù)可以在實現(xiàn)視頻回傳業(yè)務(wù)之上，部署更多的其他業(yè)務(wù)設(shè)備，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展。INT可以跟隨業(yè)務(wù)傳輸?shù)脑鲩L連接回傳網(wǎng)絡(luò)和多個部署，可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成本。

l   高性價比網(wǎng)絡(luò)

相比傳統(tǒng)企業(yè)通過昂貴的MPLS VPN進(jìn)行互聯(lián)，ING可以使用普通的PPPoE商業(yè)寬帶連接，通過內(nèi)置的DDNS（動態(tài)域名）功能，INT可以通過域名穩(wěn)定連接到ING，實現(xiàn)公網(wǎng)的價格、專網(wǎng)的性能。

7.    應(yīng)用案例

l   碼頭8K全景無線監(jiān)控方案：

組網(wǎng)說明：

1、攝像頭視頻流通過智能網(wǎng)絡(luò)終端-4G網(wǎng)絡(luò)-Internet-智能IP網(wǎng)關(guān)-監(jiān)控中心，智能網(wǎng)絡(luò)終端配置3個運(yùn)營商各一張卡，通過三網(wǎng)融合后最大回傳帶寬超過40M，滿足8K全景視頻的碼流要求；

2、攝像頭設(shè)置靜態(tài)IP地址，智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)置為路由模式，監(jiān)控中心直接使用瀏覽器訪問攝像頭IP進(jìn)行視頻調(diào)看和控制；

3、智能IP網(wǎng)關(guān)通過PPPoE寬帶連接到Internet，并設(shè)置DDNS服務(wù)，智能網(wǎng)絡(luò)終端通過DDNS域名連接到智能IP網(wǎng)關(guān)。