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[摘 要]目前监控视频的大范围联网在公安与交通部门都正在进行,几近完成。但作为公安的一部分,又作为公路交通的一部分,公安交通管理部门的公路视频监控联网有其特殊性,在大公安视频联网中往往被遗漏,而又无法加入交通部门的视频联网,成为监控盲点。本文通过分析公安公路视频监控联网的特殊性,现有大范围视频联网的主要问题,为公安公路视频监控大范围联网提供参考。
[关键词]公安公路视频监控;大范围联网主要问题
中图分类号:S466 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0251-03
1 前言
公安交通视频大范围联网主要通过国标GBT28181标准进行,目前大规模的国标级联存在级联层次过多、链路过长问题,造成了显著的视频质量下降问题。
本文主要分析讨论国标多级级联对视频质量产生的各种影响,探讨在多级级联现状下,通过代理模式降低级联影响,提高视频访问质量的方案。
2 多级级联问题分析
公安交通视频大范围联网主要通过国标GBT28181标准进行,而典型的公安视频联网一般为部、省、市、县四级视频联网平台级联(图1):
而每级平台内部通常还存在接入服务器、接入网关、管理服务器、流媒体服务器、级联网关等多级设备,它们之间实际上也存在级联关系(图2):
此外,公安视频监控设备主要在视频专网上,视频专网的监控视频进入公安网需要通过叫做“视频安全接入平台”或者说视频边界的设备:
由图3可知,视频边界是由视频接入认证服务器、视频安全隔离设备、视频用户认证服务器组成的一套设备,视频从视频专网进入公安网要分别经过该3个设备,客观上又增加了3个级联层次。
典型的公安视频联网,从县级到部级公安网内,实际需要经过十多级的级联,由此造成了很多问题。
1、视频访问超时
每一层次的级联就是一次独立的通讯过程,而通讯一般都是有一个时限的,特别是视频访问,如果时限设置过长,可能导致相关软件长时间无响应卡死等问题。
而多级级联最大的问题是,每一级的延迟是嵌套的,如图以公安网内视频访问为例(图4):
假设级联共10级,平均每级通讯的延迟在3秒,那最终用户客户端感受到的延迟是30秒,尚可接受。但如果平均每级的延迟达12秒,用户客户端的延迟就达到2分钟,早就超过一般客戶端的通讯超时限制,导致视频无法访问。
由于级联网关等设备并非简单地转发信息,在通讯过程中还需要进行信息查询、鉴权等操作,特别是当视频平台登记的设备信息特别大时,这些操作都相当耗时,无法在秒级完成。这样的多级嵌套通讯,势必造成客户端视频访问超时。
2、视频设备性能不足或者浪费
视频联网中每级级联的设备,均须为本级和上级访问需要服务。这样在设计时,对本平台相关设备的性能要求,就需要满足本级和上级的最大并发访问需要,否则有些时候就会出现性能不足,出现上级无法访问视频的情况。但如果这么设计了,因为上级极少会同时访问一个地方的视频,又造成了巨大的浪费。设计时可谓左右为难。
特别是作为中间级,比如省级视频平台,本身没有多少视频资源,却需要配置比市县一级性能上数倍的接入设备和转发设备,大大增加了投入。而且,即便增加了投入,性能往往还是不足,导致视频质量下降。
3、并发瓶颈导致的拒绝视频访问
每一级视频平台及设备性能有限,特别是当接入视频量比较大的平台,存在并发访问限制。由于上级平台、本级平台的视频访问可能通过同一设备访问,总的访问数难以控制,很容易达到并发瓶颈,而导致视频平台拒绝视频访问。
而多级级联的情况下,这种风险又发生叠加变成数倍,大大增加了拒绝视频访问发生的概率,影响最终用户的视频访问效果。
4、累积丢包等问题降低视频质量
视频平台各设备并非大规模生产的标准设备,虽然经过机构的检测,但每个设备的性能可靠性在具体环境中仍然不够可靠,会有些小的错误。比如流媒体转发时的少量丢包。
一个设备的丢包可能比较有限,丢包区域也集中,通过算法能够恢复,但多级级联后,丢包量和丢包范围都大大扩大,解码算法也无法修复,从而导致严重的视频访问质量下降问题。
3 多级级联问题解决方案
公安公路视频监控联网的特殊性主要是兼有公安视频监控与公路视频监控的特点,从而引入了两者的特殊性。
一、依托公安信息网
公安视频监控联网的特殊性首先在于网络的特殊性,必须依托公安信息网。
公安信息网是公安系统独立建立的全国性广域网,将全国各地的公安部门(包括公安交通管理部门)通过网络联系起来,是一张全国性基础网络。公安信息网由公安科信部门统一进行监管,保证与其他网络的安全隔绝。
此外为了视频监控应用,公安部门、公安交通管理部门根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)——视频接入安全部分》建立了专门的视频专网。视频专网是采用专线方式或VPN虚拟专网方式建设的、专用于支撑视频监控服务的网络。
视频专网通过安全接入平台与公安网通讯,也可通过安全接入设备与其他政府部门通讯,但目前公安科信部门没有允许与互联网直接联通的链路。
由于公安公路视频应用多在视频专网或者公安网上,而两者都是与互联网安全隔离的,这意味着公安公路视频大范围联网不能依托互联网。视频专网也不适合大范围联网,因为视频专网多由省、市、县级公安部门统筹建立,全国不同地区之间并不联通。
综上,公安公路视频监控大范围联网,只能依托于公安信息网,以视频专网、互联网作为辅助。
由此也带来了一些问题:
1、视频安全接入平台瓶颈 根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)--视频接入部分》,原则上部署于外网(视频专网)的监控视频,只能通过公安视频安全接入平台(下面简称视频边界)进入公安网。
视频安全接入平台的种种问题构成了公安视频接入的瓶颈。
2、公安信息网络带宽瓶颈
公安信息網是由各地公安部门自行统筹规划建设的,由于需求不同,建设标准不一。除少数省份主干网络达到千兆网络外,大部分地区为百兆网络,甚至更低。
这对公安网内跨地区视频联网访问构成了瓶颈。
二、基于国标GB/T28181标准
公安视频监控联网第二个特殊性在于,必须基于国标GB/T28181标准。
根据《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》,公安部提出了建立全国四级公安图像信息联网平台的工作任务。明确提出了,遵循国家标准《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》 GB/T8181-2011开展跨域联网。
作为公安视频联网的一部分,公安公路视频监控联网也应当遵循该方案,以实现公安部门内部视频的共享应用。
这一特点同样带来了一些问题:
1、国标GB/T28181产品发展不成熟带来的问题
下文将详细说明,国标GB/T28181标准虽然已经发布5年了,支持国标的产品(视频平台与前端设备)众多,但这些产品往往还不够成熟,给视频联网带来了不少的障碍,增加了不少的成本,影响了视频联网效果。
2、非标视频平台、设备无法接入
特别是各地公安交通管理部门大量与交通部门共享视频监控,而交通部门的公路监控视频联网基于《公路网图像信息管理系统 平台互联技术规范》GB/T28059标准,对于公安公路监控视频联网成了非标视频平台与设备。
三、依托公安信息网
4 国标GB/T28181产品的主要问题
国际国内的视频联网标准众多,各有千秋。而国标GB/T28181作为公安部门着力推广的标准,依托公安部门视频监控的巨大市场,已然成为行业中应用最广、发展最成熟的视频联网标准。然而,基于GB/T28181开发的产品(包括前端设备与视频管理平台)还不够成熟,带来了这样那样的问题。
一、国标信令的一致性问题
GB/T28181采用了基于SIP信令控制协议封装信令,SIP协议本身非常成熟,但GB/T28181所封装的消息内容,未提供标准的生成与解析工具。
各厂家在具体开发过程中,在字母大小写、扩展支持等细节出现不一致,导致互相之间无法正确解析。虽然有国标产品检测把关,但检测工具无法发现所有的不一致问题。最终各厂家往往需要在具体的工程实施过程中才能发现问题。
二、国标码流的转码问题
GB/T28181中规定了向上级平台上传的媒体流标准,符合该标准的媒体流均可通过标准的解码库解码。但实际工程中,各视频平台厂家出于种种原因,前端接入平台的码流并非标准码流(比如前端摄像机不支持国标)。
向上级平台推送时,如果要全部转成国标码流,需要大量的转码服务器,因为一台转码服务器仅能满足十几路高清摄像机的转码需要。对于很多部门来说,这是一笔巨大而又没有必要的投入(非标的摄像机可能几年之后就会更新)。
为此,很多视频平台向上级联时只是原封不动的转发前端摄像机非标码流而已,由上级平台应用时自行解码(比如视频控件自行解码)。
这种方式,在工程上很实用,但为此引入了国标信令中没有规定的码流格式,上级平台无法根据信令中的标识来正确解码。
三、国标的丢包问题
1、国标媒体流通道基于UDP协议导致丢包问题
而UDP协议是面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等,可靠性较差。在网络条件较差时,基于UDP协议的传输丢失数据包很常见。
比如因为没有顺序保证,后发的数据包先至,导致接收的整段数据无法正确解析,造成丢包。而有顺序保证的TCP协议的传输,则不会产生这种情况。
因而各视频平台厂家采用前端编码设备二次开发包接入的视频质量往往远远高于国标方式接入的同一视频。
2、国标媒体流通道基于RTP封装导致丢包问题
GB/T28181中规定了码流传输按照RTP标准封装,RTP封装的负载是不定长的,一旦出现丢包,相比于定长的封装,难以定位丢包位置,导致不得不放弃更多接收到的码流数据,恶化了丢包情况。
3、国标暂时不支持丢包重传的问题
在网络条件较差情况下,丢包重传是解决媒体流传输丢包问题的重要方法。
但GB/T28181尚不支持丢包重传,而一般视频设备厂商的私有协议或者ONVIF等设备接入层的国标标准,均能支持丢包重传。
四、国标的延迟问题
国标中媒体流经由前端摄像机、下级平台、上级平台层层转发,每次转发均需要经过收包、解包、重新打包、发包等过程,不仅消耗转发服务器计算资源,而且消耗时间。另外,视频请求信令与应答也需要层层转发,也需要消耗时间。两者叠加,造成媒体流的明显延迟,影响视频访问效果。
当然,国标中规定了媒体流延迟上限,国标检测时也会进行检测。但仅仅是没有负载的情况下检测出的性能,在实际应用中往往是达不到的。而且国标并未规定信令转发的延迟上限,更没有规定多层转发时的延迟。
国标的这些不成熟部分已经成为目前公安交通视频联网的瓶颈之一,也是国标进一步改进发展的方向。
5 视频安全接入平台问题
公安部接入平台安全产品入围企业杭州合众、天行网安等公司,根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)--视频接入部分》研发了公安视频接入平台,成为公安视频接入公安信息网的必要设备。但也由此带来了一系列的问题,影响了公安交通监控视频在公安网内的应用。 一、带宽瓶颈
一套视频边界的带宽是有限的,常见的带宽为200M,而现有高清视频码流在2~8M,意味着并发访问视频最多仅为25~100路。视频边界擴容的成本高昂(设备价格并非线性增加,不能靠简单堆叠),这就对公安网内访问专网视频形成了瓶颈。
很多地方公安交通部门并没有自己的视频边界,使用公安科信部门统一建设的视频边界。而公安科信部门偏重于治安防控等方面的视频应用,往往给予公安交通部门的带宽较少,更恶化了带宽瓶颈。
二、与视频平台对接中的国标问题
视频安全接入平台用于在外网和公安内网之间的信令与媒体流单向转发,一般基于国标GBT28181。这意味着视频边界需要同外网和内网的视频平台经由国标进行对接,也就是说一样会存在上文提到的国标问题。
1、信令的不一致问题
视频边界并非简单转发信令,还需要根据信令进行一些必要的操作。
比如根据下级平台对视频请求信令的应答,协商并打开流媒体转发端口。还有,信令中一般标注了视频平台的IP地址、端口号,以便级联平台的应答。但经过视频边界映射后,IP地址与端口号已然改变。视频边界必须自动修改所转发信令中的相关内容。
信令上的不一致会导致这一过程出错,从而导致媒体流转发等过程失败,无法在公安网内访问视频。
2、恶化媒体流延迟的问题
媒体流进入公安网均需要视频边界进行转发,客观上增加了一个环节。转发过程中,免不了收包、解包、重新打包等过程,视频边界还存在解析和修改信令内容的需要,这些都显著增加延时。而且受视频边界本身的计算能力限制,多路视频并发访问时,可能出现阻塞,导致延迟更加严重。
3、恶化媒体流丢包问题
媒体流经过视频边界转发时,增加了一个环节,使得丢包的概率倍增。而且收包、解包、打包的过程,往往会造成额外的数据损失(见国标问题)。
三、实施上的问题
目前很多视频边界(不同厂家的不同版本),每次配置映射通道时,需要单独开发与调试转发程序,而且视频边界多数配置复杂,只能由厂家运维人员配置,用户难以直接使用。大大增加了视频联网实施的复杂度、成本与风险。
6 些许建议
公安交通监控视频大范围联网中遇到的种种问题,有些无法避免,但有些可以改进。从实践中提一些具体建议,可能未必正确,仅希望能给相关部门一点参考。
一、国标问题
1、国标制定与检测机构提供标准的协议打包与解析代码(或标准库),供各厂家使用,从而保证信令的一致性。
2、媒体流传输支持TCP协议,让用户能够在网络条件不佳的情况下使用较为可靠的TCP协议对接。
3、补充标准,支持丢包重传。
4、在国标信令中直接考虑视频边界的存在,明确转发路由和转发端口
这样就不需要视频边界根据配置确定转发路由和管理端口,大大降低视频边界复杂度,大幅度提高性能,减少技术风险和对接实施的难度。使得视频边界回归较纯粹的安全认证设备。
作者简介
杨卓敏,男,江苏省无锡市。
[关键词]公安公路视频监控;大范围联网主要问题
中图分类号:S466 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0251-03
1 前言
公安交通视频大范围联网主要通过国标GBT28181标准进行,目前大规模的国标级联存在级联层次过多、链路过长问题,造成了显著的视频质量下降问题。
本文主要分析讨论国标多级级联对视频质量产生的各种影响,探讨在多级级联现状下,通过代理模式降低级联影响,提高视频访问质量的方案。
2 多级级联问题分析
公安交通视频大范围联网主要通过国标GBT28181标准进行,而典型的公安视频联网一般为部、省、市、县四级视频联网平台级联(图1):
而每级平台内部通常还存在接入服务器、接入网关、管理服务器、流媒体服务器、级联网关等多级设备,它们之间实际上也存在级联关系(图2):
此外,公安视频监控设备主要在视频专网上,视频专网的监控视频进入公安网需要通过叫做“视频安全接入平台”或者说视频边界的设备:
由图3可知,视频边界是由视频接入认证服务器、视频安全隔离设备、视频用户认证服务器组成的一套设备,视频从视频专网进入公安网要分别经过该3个设备,客观上又增加了3个级联层次。
典型的公安视频联网,从县级到部级公安网内,实际需要经过十多级的级联,由此造成了很多问题。
1、视频访问超时
每一层次的级联就是一次独立的通讯过程,而通讯一般都是有一个时限的,特别是视频访问,如果时限设置过长,可能导致相关软件长时间无响应卡死等问题。
而多级级联最大的问题是,每一级的延迟是嵌套的,如图以公安网内视频访问为例(图4):
假设级联共10级,平均每级通讯的延迟在3秒,那最终用户客户端感受到的延迟是30秒,尚可接受。但如果平均每级的延迟达12秒,用户客户端的延迟就达到2分钟,早就超过一般客戶端的通讯超时限制,导致视频无法访问。
由于级联网关等设备并非简单地转发信息,在通讯过程中还需要进行信息查询、鉴权等操作,特别是当视频平台登记的设备信息特别大时,这些操作都相当耗时,无法在秒级完成。这样的多级嵌套通讯,势必造成客户端视频访问超时。
2、视频设备性能不足或者浪费
视频联网中每级级联的设备,均须为本级和上级访问需要服务。这样在设计时,对本平台相关设备的性能要求,就需要满足本级和上级的最大并发访问需要,否则有些时候就会出现性能不足,出现上级无法访问视频的情况。但如果这么设计了,因为上级极少会同时访问一个地方的视频,又造成了巨大的浪费。设计时可谓左右为难。
特别是作为中间级,比如省级视频平台,本身没有多少视频资源,却需要配置比市县一级性能上数倍的接入设备和转发设备,大大增加了投入。而且,即便增加了投入,性能往往还是不足,导致视频质量下降。
3、并发瓶颈导致的拒绝视频访问
每一级视频平台及设备性能有限,特别是当接入视频量比较大的平台,存在并发访问限制。由于上级平台、本级平台的视频访问可能通过同一设备访问,总的访问数难以控制,很容易达到并发瓶颈,而导致视频平台拒绝视频访问。
而多级级联的情况下,这种风险又发生叠加变成数倍,大大增加了拒绝视频访问发生的概率,影响最终用户的视频访问效果。
4、累积丢包等问题降低视频质量
视频平台各设备并非大规模生产的标准设备,虽然经过机构的检测,但每个设备的性能可靠性在具体环境中仍然不够可靠,会有些小的错误。比如流媒体转发时的少量丢包。
一个设备的丢包可能比较有限,丢包区域也集中,通过算法能够恢复,但多级级联后,丢包量和丢包范围都大大扩大,解码算法也无法修复,从而导致严重的视频访问质量下降问题。
3 多级级联问题解决方案
公安公路视频监控联网的特殊性主要是兼有公安视频监控与公路视频监控的特点,从而引入了两者的特殊性。
一、依托公安信息网
公安视频监控联网的特殊性首先在于网络的特殊性,必须依托公安信息网。
公安信息网是公安系统独立建立的全国性广域网,将全国各地的公安部门(包括公安交通管理部门)通过网络联系起来,是一张全国性基础网络。公安信息网由公安科信部门统一进行监管,保证与其他网络的安全隔绝。
此外为了视频监控应用,公安部门、公安交通管理部门根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)——视频接入安全部分》建立了专门的视频专网。视频专网是采用专线方式或VPN虚拟专网方式建设的、专用于支撑视频监控服务的网络。
视频专网通过安全接入平台与公安网通讯,也可通过安全接入设备与其他政府部门通讯,但目前公安科信部门没有允许与互联网直接联通的链路。
由于公安公路视频应用多在视频专网或者公安网上,而两者都是与互联网安全隔离的,这意味着公安公路视频大范围联网不能依托互联网。视频专网也不适合大范围联网,因为视频专网多由省、市、县级公安部门统筹建立,全国不同地区之间并不联通。
综上,公安公路视频监控大范围联网,只能依托于公安信息网,以视频专网、互联网作为辅助。
由此也带来了一些问题:
1、视频安全接入平台瓶颈 根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)--视频接入部分》,原则上部署于外网(视频专网)的监控视频,只能通过公安视频安全接入平台(下面简称视频边界)进入公安网。
视频安全接入平台的种种问题构成了公安视频接入的瓶颈。
2、公安信息网络带宽瓶颈
公安信息網是由各地公安部门自行统筹规划建设的,由于需求不同,建设标准不一。除少数省份主干网络达到千兆网络外,大部分地区为百兆网络,甚至更低。
这对公安网内跨地区视频联网访问构成了瓶颈。
二、基于国标GB/T28181标准
公安视频监控联网第二个特殊性在于,必须基于国标GB/T28181标准。
根据《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》,公安部提出了建立全国四级公安图像信息联网平台的工作任务。明确提出了,遵循国家标准《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》 GB/T8181-2011开展跨域联网。
作为公安视频联网的一部分,公安公路视频监控联网也应当遵循该方案,以实现公安部门内部视频的共享应用。
这一特点同样带来了一些问题:
1、国标GB/T28181产品发展不成熟带来的问题
下文将详细说明,国标GB/T28181标准虽然已经发布5年了,支持国标的产品(视频平台与前端设备)众多,但这些产品往往还不够成熟,给视频联网带来了不少的障碍,增加了不少的成本,影响了视频联网效果。
2、非标视频平台、设备无法接入
特别是各地公安交通管理部门大量与交通部门共享视频监控,而交通部门的公路监控视频联网基于《公路网图像信息管理系统 平台互联技术规范》GB/T28059标准,对于公安公路监控视频联网成了非标视频平台与设备。
三、依托公安信息网
4 国标GB/T28181产品的主要问题
国际国内的视频联网标准众多,各有千秋。而国标GB/T28181作为公安部门着力推广的标准,依托公安部门视频监控的巨大市场,已然成为行业中应用最广、发展最成熟的视频联网标准。然而,基于GB/T28181开发的产品(包括前端设备与视频管理平台)还不够成熟,带来了这样那样的问题。
一、国标信令的一致性问题
GB/T28181采用了基于SIP信令控制协议封装信令,SIP协议本身非常成熟,但GB/T28181所封装的消息内容,未提供标准的生成与解析工具。
各厂家在具体开发过程中,在字母大小写、扩展支持等细节出现不一致,导致互相之间无法正确解析。虽然有国标产品检测把关,但检测工具无法发现所有的不一致问题。最终各厂家往往需要在具体的工程实施过程中才能发现问题。
二、国标码流的转码问题
GB/T28181中规定了向上级平台上传的媒体流标准,符合该标准的媒体流均可通过标准的解码库解码。但实际工程中,各视频平台厂家出于种种原因,前端接入平台的码流并非标准码流(比如前端摄像机不支持国标)。
向上级平台推送时,如果要全部转成国标码流,需要大量的转码服务器,因为一台转码服务器仅能满足十几路高清摄像机的转码需要。对于很多部门来说,这是一笔巨大而又没有必要的投入(非标的摄像机可能几年之后就会更新)。
为此,很多视频平台向上级联时只是原封不动的转发前端摄像机非标码流而已,由上级平台应用时自行解码(比如视频控件自行解码)。
这种方式,在工程上很实用,但为此引入了国标信令中没有规定的码流格式,上级平台无法根据信令中的标识来正确解码。
三、国标的丢包问题
1、国标媒体流通道基于UDP协议导致丢包问题
而UDP协议是面向事务的简单不可靠信息传送服务,UDP报文没有可靠性保证、顺序保证和流量控制字段等,可靠性较差。在网络条件较差时,基于UDP协议的传输丢失数据包很常见。
比如因为没有顺序保证,后发的数据包先至,导致接收的整段数据无法正确解析,造成丢包。而有顺序保证的TCP协议的传输,则不会产生这种情况。
因而各视频平台厂家采用前端编码设备二次开发包接入的视频质量往往远远高于国标方式接入的同一视频。
2、国标媒体流通道基于RTP封装导致丢包问题
GB/T28181中规定了码流传输按照RTP标准封装,RTP封装的负载是不定长的,一旦出现丢包,相比于定长的封装,难以定位丢包位置,导致不得不放弃更多接收到的码流数据,恶化了丢包情况。
3、国标暂时不支持丢包重传的问题
在网络条件较差情况下,丢包重传是解决媒体流传输丢包问题的重要方法。
但GB/T28181尚不支持丢包重传,而一般视频设备厂商的私有协议或者ONVIF等设备接入层的国标标准,均能支持丢包重传。
四、国标的延迟问题
国标中媒体流经由前端摄像机、下级平台、上级平台层层转发,每次转发均需要经过收包、解包、重新打包、发包等过程,不仅消耗转发服务器计算资源,而且消耗时间。另外,视频请求信令与应答也需要层层转发,也需要消耗时间。两者叠加,造成媒体流的明显延迟,影响视频访问效果。
当然,国标中规定了媒体流延迟上限,国标检测时也会进行检测。但仅仅是没有负载的情况下检测出的性能,在实际应用中往往是达不到的。而且国标并未规定信令转发的延迟上限,更没有规定多层转发时的延迟。
国标的这些不成熟部分已经成为目前公安交通视频联网的瓶颈之一,也是国标进一步改进发展的方向。
5 视频安全接入平台问题
公安部接入平台安全产品入围企业杭州合众、天行网安等公司,根据《公安信息通信网边界接入平台安全规范(试行)--视频接入部分》研发了公安视频接入平台,成为公安视频接入公安信息网的必要设备。但也由此带来了一系列的问题,影响了公安交通监控视频在公安网内的应用。 一、带宽瓶颈
一套视频边界的带宽是有限的,常见的带宽为200M,而现有高清视频码流在2~8M,意味着并发访问视频最多仅为25~100路。视频边界擴容的成本高昂(设备价格并非线性增加,不能靠简单堆叠),这就对公安网内访问专网视频形成了瓶颈。
很多地方公安交通部门并没有自己的视频边界,使用公安科信部门统一建设的视频边界。而公安科信部门偏重于治安防控等方面的视频应用,往往给予公安交通部门的带宽较少,更恶化了带宽瓶颈。
二、与视频平台对接中的国标问题
视频安全接入平台用于在外网和公安内网之间的信令与媒体流单向转发,一般基于国标GBT28181。这意味着视频边界需要同外网和内网的视频平台经由国标进行对接,也就是说一样会存在上文提到的国标问题。
1、信令的不一致问题
视频边界并非简单转发信令,还需要根据信令进行一些必要的操作。
比如根据下级平台对视频请求信令的应答,协商并打开流媒体转发端口。还有,信令中一般标注了视频平台的IP地址、端口号,以便级联平台的应答。但经过视频边界映射后,IP地址与端口号已然改变。视频边界必须自动修改所转发信令中的相关内容。
信令上的不一致会导致这一过程出错,从而导致媒体流转发等过程失败,无法在公安网内访问视频。
2、恶化媒体流延迟的问题
媒体流进入公安网均需要视频边界进行转发,客观上增加了一个环节。转发过程中,免不了收包、解包、重新打包等过程,视频边界还存在解析和修改信令内容的需要,这些都显著增加延时。而且受视频边界本身的计算能力限制,多路视频并发访问时,可能出现阻塞,导致延迟更加严重。
3、恶化媒体流丢包问题
媒体流经过视频边界转发时,增加了一个环节,使得丢包的概率倍增。而且收包、解包、打包的过程,往往会造成额外的数据损失(见国标问题)。
三、实施上的问题
目前很多视频边界(不同厂家的不同版本),每次配置映射通道时,需要单独开发与调试转发程序,而且视频边界多数配置复杂,只能由厂家运维人员配置,用户难以直接使用。大大增加了视频联网实施的复杂度、成本与风险。
6 些许建议
公安交通监控视频大范围联网中遇到的种种问题,有些无法避免,但有些可以改进。从实践中提一些具体建议,可能未必正确,仅希望能给相关部门一点参考。
一、国标问题
1、国标制定与检测机构提供标准的协议打包与解析代码(或标准库),供各厂家使用,从而保证信令的一致性。
2、媒体流传输支持TCP协议,让用户能够在网络条件不佳的情况下使用较为可靠的TCP协议对接。
3、补充标准,支持丢包重传。
4、在国标信令中直接考虑视频边界的存在,明确转发路由和转发端口
这样就不需要视频边界根据配置确定转发路由和管理端口,大大降低视频边界复杂度,大幅度提高性能,减少技术风险和对接实施的难度。使得视频边界回归较纯粹的安全认证设备。
作者简介
杨卓敏,男,江苏省无锡市。