1.    背景

近年來，隨著云平臺、通信網絡和終端的“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用得到飛速的發展，主要體現在以下幾個方面：

l   視頻內容分辨率提升：

傳統標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模普及應用，而超高清的2K/4K視頻在部分高要求場景開始應用，8K視頻產業鏈也已經啟動。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新應用（VR、AR、遠程協助互動）和商業模式。

l 視頻應用廣度：

n 應用領域：傳統視頻主要應用于視頻監控領域，而現在已經普遍應用到高清數字多媒體、媒體直播、游戲競技互動、遠程教育、智慧城市等各領域。

n 部署范圍：而視頻采集范圍和安裝方式也正在從傳統的定點安裝、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展。

n 內容分發范圍：從本地監控本地存儲到遠程網絡監控、網絡存儲，進一步延伸到到有線互聯網-移動互聯網-其他通信網絡跨網絡監控、 室內監控中心-戶外移動終端多終端隨時隨地監控。

l 視頻應用深度：

基于高分辨率視頻的圖像分析和AI處理、大數據技術，催生了創新的VR/AR、 目標自動識別和跟蹤、遠程自動診斷、互動娛樂等應用。

所以，在視頻應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、傳輸網絡、業務平臺三個方面均需要進行處理能力提升才能滿足業務的需求，而作為連接終端和平臺之間的傳輸管道，IP網絡毫無疑問是云計算和移動互聯時代的視頻業務質量的關鍵因素。

2.    需求分析

基于以上的業務背景和需求，對視頻傳輸網絡以下幾個方面提出更高的需求：

l   網絡帶寬需求：

以單路1080P/30FPS的高質量視頻流計算，需要1M-4M的網絡帶寬，而單路4K視頻就需要12M以上的網絡傳輸帶寬，現場部署多個以上視頻采集點，則對網絡傳輸帶寬的要求會成線性增長；

l   移動性需求：

隨著互聯網領域的UGC（用戶產生內容）模式的視頻應用快速增長、企業和行業領域的戶外甚至野外作業、移動作業等業務范圍持續快速擴展和不確定性，要求視頻采集系統要具有很好的移動性和快速部署能力，這樣對視頻傳輸網絡均提出更高的移動性要求，要求能夠適應現場的各種網絡、充分融合多種不同類型網絡資源為視頻業務提供無感知的固定傳輸網絡通道。

l   傳輸質量需求：

如果網絡傳輸質量不高，將會對視頻畫質造成負面影響，產生諸如畫面卡頓、跳幀、馬賽克等現象，對于關鍵性的任務和視頻內容分析處理會帶來連鎖負面反應，嚴重影響業務的正常運行乃至失效。所以要求傳輸網絡能夠消除網絡抖動、網絡切換、傳輸時延等干擾因素，提升視頻業務質量。

3.    設計思想

為了視頻回傳業務對網絡傳輸的不斷提升需求，從以下幾個方面進行設計：

l   多網絡接入：

現場采集視頻流可以利用當地可用的任何一種IP通信網絡（寬帶、移動通信網絡、衛星通信、微波、自組網MESH、…）傳輸到平臺，并提供現場視頻終端與遠程控制終端的實時互操作和訪問。

l   多網絡融合：

融合多個物理網絡，通過多路傳輸和智能分發策略，為現場視頻業務提供高帶寬、高可用性、高質量的傳輸通道。

l   跨網絡虛擬專網

實現現場終端、平臺、遠程控制終端等跨不同網絡之間的虛擬專網互訪，消除不同網絡物理互聯的設備管理和配置的技術復雜性。

l   業務識別和加速：

網絡設備要求能夠識別業務的特征，針對特定業務使用不同傳輸策略和加速處理，比如優先級傳輸、TCP業務加速、視頻RTP類型業務包壓縮，保證現場進行多業務傳輸的質量可控和資源的最大化應用。

l   網絡集中管控

對于大范圍、跨地域、移動化布置的監控終端和網絡設備，通過集中式的操作維護控制臺進行遠程配置和策略控制，實現傳輸網絡資源的動態定義和實時配置、監控。

4.    解決方案

多網融合移動化視頻回傳解決方案的網絡拓撲如下：

l   現場：

部署智能網絡終端（INT）和視頻采集終端。在城鎮、交通道路附近區域等INT可使用移動通信網絡（3G、4G、…）或者有線寬帶連接互聯、在偏遠地區使用衛星天線、微波等設備進行連接，多種物理同時連接并進行融合，保證現場到視頻中心的網絡可用。INT與現場視頻終端通過網線、Wi-Fi、MESH自組網等方式連接。

l   視頻數據中心：

部署智能網絡網關（ING）和視頻平臺。ING通過MPLS VPN專線、PPPoE寬帶方式連接到互聯網。中心里的監控操作終端可以通過INT、ING組成的虛擬專網通過IP地址直接訪問現場視頻終端，實現視頻的調看和控制。如果存在多個中心，則多中心之間和現場均可以實現互聯互通。

l   移動作業：

移動作業包括現場作業、車載作業等移動式業務場景，背負或者車輛上部署INT和終端設備，實現移動化的視頻回傳或者遠程監控指揮。

5.    方案亮點

l   高帶寬的網絡

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

l   高可用性的網絡

INT最多支持6張全網通4G網絡，再加上一路有線寬帶或者衛星網絡，保證隨時隨地的網絡連接可用。通過獨創的多網TCP加速算法，可以實現4G網絡與衛星網絡之間的帶寬疊加。

l   高擴展性的業務網絡

現場業務可以在實現視頻回傳業務之上，部署更多的其他業務設備，實現業務的不斷擴展。INT可以跟隨業務傳輸的增長連接回傳網絡和多個部署，可以節約網絡擴展成本。

l   高性價比網絡

相比傳統企業通過昂貴的MPLS VPN進行互聯，ING可以使用普通的PPPoE商業寬帶連接，通過內置的DDNS（動態域名）功能，INT可以通過域名穩定連接到ING，實現公網的價格、專網的性能。

7.    應用案例

l   碼頭8K全景無線監控方案：

組網說明：

1、攝像頭視頻流通過智能網絡終端-4G網絡-Internet-智能IP網關-監控中心，智能網絡終端配置3個運營商各一張卡，通過三網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、攝像頭設置靜態IP地址，智能網絡設備設置為路由模式，監控中心直接使用瀏覽器訪問攝像頭IP進行視頻調看和控制；

3、智能IP網關通過PPPoE寬帶連接到Internet，并設置DDNS服務，智能網絡終端通過DDNS域名連接到智能IP網關。