廣東省高速公路監(jiān)控系統(tǒng)視頻組播問題及分析

方景然

（廣東飛達(dá)交通工程有限公司，廣東 廣州 510663）

高速公路監(jiān)控視頻為滿足集團(tuán)監(jiān)控中心、網(wǎng)絡(luò)流媒體、省交通廳等多路調(diào)用需求，采用IP組播技術(shù)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，并且采用不低于720P分辨率、高壓縮的H.264視頻編碼格式來保證視頻的畫質(zhì)。但現(xiàn)有《廣東省交通集團(tuán)有限公司高速公路視頻監(jiān)控及存儲聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求（試行版2015.6.18）》中對路段監(jiān)控中心、視頻檢測、稽查、中心站、交警、公安等調(diào)用并沒有硬性規(guī)定，因此，監(jiān)控系統(tǒng)中存在大量的單播，對網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求很高，在部分路段中因鏈路資源或設(shè)備性能形成瓶頸后，出現(xiàn)視頻拖尾、花屏、卡頓等現(xiàn)象，往往都采取降低為720P的視頻畫質(zhì)，降低碼流上限，以集團(tuán)高清監(jiān)控的最低要求來上傳。即使部分路段中監(jiān)控采用了400萬、800萬像素的高清攝像機(jī)，但受限于解碼器解碼能力不足、監(jiān)控大屏不支持最新4K或者8K要求，鏈路帶寬不足無法傳輸或個別的小交換機(jī)設(shè)備性能不足等原因，不得不降低配置才能使用。組播技術(shù)為大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)提供了支持，但現(xiàn)實(shí)受限于各種資源無法盡善盡美，需要不斷改進(jìn)和優(yōu)化，才能物盡其用，視頻畫質(zhì)得到還原，投資得到回報。在集團(tuán)各路段已經(jīng)大量應(yīng)用萬兆網(wǎng)傳輸監(jiān)控視頻的情況下，省內(nèi)各路段在組播應(yīng)用中還是出現(xiàn)各種問題，下文對工程案例中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了調(diào)查和分析。

1 工程案例概況

根據(jù)樂廣北高速路段的工程案例進(jìn)行分析，項(xiàng)目施工時間為2018年12月，調(diào)查時間為2019年1月，項(xiàng)目概況為全線IPSAN更換為NVR錄像機(jī)，出現(xiàn)視頻無法上傳集團(tuán)監(jiān)控中心現(xiàn)象。

2 問題和分析

全線更換為NVR后，根據(jù)集團(tuán)監(jiān)控中心視頻平臺軟件要求，首先把全路段700多路視頻的被動組播更改為主動組播。目前為止存在問題有以下幾方面。

2.1 部分視頻比較卡頓

視頻比較卡的需要先檢查前端與接入收費(fèi)站交換機(jī)的鏈路衰減是否接近臨界值或者超出接收范圍，那必須更換新的光纖線纜，如果衰減太大還會導(dǎo)致大量誤碼，誤碼會導(dǎo)致重復(fù)協(xié)商、重復(fù)傳輸數(shù)據(jù)，有時需要清除交換機(jī)的誤碼統(tǒng)計數(shù)才能正常傳輸；有時需要檢查傳輸中的所有鏈路才能確認(rèn)哪一段出現(xiàn)問題；或者測試是否出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象，丟包可能是鏈路流量太大或者光纖收發(fā)器損壞等情況，需要更換傳輸設(shè)備光纖收發(fā)器等設(shè)備，有時還可能是前端攝像機(jī)故障，這就必須更換攝像機(jī)。

2.2 無法在集團(tuán)監(jiān)控中心播放

在了解無法播放的視頻地址接入的收費(fèi)站交換機(jī)后，先登錄檢查視頻組播表，如果該地址相連的鏈路是通的但交換機(jī)組播表沒有這個地址說明視頻前端攝像機(jī)的組播配置不準(zhǔn)確，需要登錄到配置界面去更改配置，配置時參考能夠流暢播放的視頻前端配置，有時候配置不準(zhǔn)確也是比較卡的原因，把路段攝像機(jī)的被動組播改成主動組播配置就因?yàn)樽岉?xiàng)目部多人參與修改導(dǎo)致個別配置不準(zhǔn)確的情況發(fā)生；如果鏈路不通需要先檢查鏈路是哪里出現(xiàn)問題，有時候是光纜斷了，有時是經(jīng)過的設(shè)備壞了，或者設(shè)備間接觸不良等。比如防雷器、光纖收發(fā)器損壞，光纖接頭松動，這些問題通過逐一檢查都可以得到解決。

2.3 組播播放時斷時續(xù)

2.3.1 檢查發(fā)現(xiàn)收費(fèi)站交換機(jī)組播表有此地址，但在路段監(jiān)控中心無法播放

首先檢查發(fā)現(xiàn)鏈路上各交換機(jī)的視頻組播表也都是有的，但在路段管理中心核心交換機(jī)組播表不完整，通過對比發(fā)現(xiàn)路段管理中心核心交換機(jī)固件版本較低，因此建議對交換機(jī)進(jìn)行固件升級。升級時先告知機(jī)電部，預(yù)約升級時間，確定時間后通知路段管理中心和各個收費(fèi)站升級的具體時間和影響情況，做好相關(guān)降低影響的措施，防止出現(xiàn)緊急情況發(fā)生。升級后檢查核心交換機(jī)組播表已經(jīng)能顯示原來沒有的地址，在路段管理中心視頻工作站上能夠用組播方式把前端視頻通過VLC播放器播放RTP組播流。在路段內(nèi)已經(jīng)解決了此次出現(xiàn)的最主要問題。

2.3.2 路段監(jiān)控中心核心交換機(jī)組播表有此地址，但在集團(tuán)監(jiān)控中心無法播放

有些是集團(tuán)視頻平臺配置不正確導(dǎo)致，這通過VLC播放軟件測試出后去修改平臺配置即可；但一些通過VLC播放軟件一直播放不了，對比路段核心交換機(jī)的組播表也沒問題，在檢查集團(tuán)監(jiān)控中心的核心路由交換機(jī)后，確認(rèn)本交換機(jī)組播表已經(jīng)達(dá)到最大量，咨詢該設(shè)備廠家后也無法解決，除非采用其他最新設(shè)備，但集團(tuán)監(jiān)控中心現(xiàn)在還沒有升級計劃，暫時的解決辦法只能是關(guān)閉各路段中收費(fèi)亭內(nèi)視頻組播和車道攝像機(jī)組播，但這只是削足適履而已，現(xiàn)在集團(tuán)監(jiān)控中心路運(yùn)平臺已經(jīng)有22 900路視頻，隨著廣東省路網(wǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和已有路段更多的監(jiān)控需求，監(jiān)控視頻必然越來越多，集團(tuán)監(jiān)控中心的視頻組播表還將急劇擴(kuò)大，設(shè)備升級是必須的。

3 組播問題的普遍性

檢查有小部分視頻上不來的路段，湛徐高速也存在交換機(jī)視頻組播表不完整的情況，因此準(zhǔn)備在春運(yùn)后進(jìn)行再一次的交換機(jī)固件升級。這主要是部分路段交換機(jī)設(shè)備不是同一批次導(dǎo)致的。雖然廣樂北高速的監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)是建設(shè)期投入使用的，但是核心交換機(jī)屬于新型號交換機(jī)，固件版本較低導(dǎo)致存在對組播功能的支持不足。其他路段中老舊的交換機(jī)或者小交換機(jī)性能不足導(dǎo)致開啟組播功能后卡頓，這些都說明并不是監(jiān)控網(wǎng)搭建完成就可以做到一勞永逸，有一些受限于勘察沒到位，少了必要的配置，有一些受限于新增加的視頻，導(dǎo)致鏈路需要變更還沒及時調(diào)整，有一些受限于交換機(jī)性能不足或者光纖收發(fā)器性能不足，所以不斷地排查和優(yōu)化是必須的。

4 結(jié)語

通過上述情況的分析，提出如下建議。

（1）應(yīng)該把所有視頻硬性規(guī)定為采用組播播放，除非特殊申請才能采用單播視頻流，以保證不會對前端視頻實(shí)時流的設(shè)備和傳輸構(gòu)成瓶頸，減少對資源的需求，特別像路段內(nèi)錄像、視頻檢測、路段監(jiān)控中心視頻上墻等應(yīng)用是可以做到的。任何單播視頻調(diào)用都應(yīng)該做到心中有數(shù)、有記錄，流量較大時在交換機(jī)上禁用單播傳輸。

（2）每個路段都應(yīng)該隔段時間針對路段的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排查和優(yōu)化，有些路段辦公系統(tǒng)直接與監(jiān)控視頻互聯(lián)，有些路段監(jiān)控系統(tǒng)萬兆網(wǎng)與舊監(jiān)控網(wǎng)互聯(lián)，有線路段監(jiān)控視頻有交警、公安、中心站等調(diào)用的，這些都需要提出優(yōu)化的方案，特別是要檢查出網(wǎng)絡(luò)中存在的瓶頸，然后根據(jù)具體情況提出解決方法，這對于路段養(yǎng)護(hù)提出了針對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的能力要求。

（3）集團(tuán)監(jiān)控中心應(yīng)盡快升級與各路段相連的路由交換機(jī)，滿足集團(tuán)監(jiān)控中心組播視頻表的存儲要求；還應(yīng)把粵西、粵東各路段百兆或者千兆的IP over SDH傳輸改為萬兆網(wǎng)傳輸鏈路，粵西的沈海高速和汕湛高速已可以組成萬兆環(huán)網(wǎng)，粵東的汕湛高速和潮莞高速也可以組成萬兆環(huán)網(wǎng)，其他各路段再與這兩個環(huán)網(wǎng)互聯(lián)，這將拓寬超十倍以上上傳集團(tuán)監(jiān)控中心的視頻鏈路帶寬，在大數(shù)據(jù)時代，必將開發(fā)出更多基于視頻大數(shù)據(jù)的應(yīng)用；已經(jīng)開通監(jiān)控萬兆網(wǎng)的中片區(qū)和粵北區(qū)升級萬兆鏈路與集團(tuán)監(jiān)控中心互聯(lián)；升級集團(tuán)監(jiān)控中心的解碼能力，才能滿足高像素攝像機(jī)的傳輸和解碼要求，否則因?yàn)橘Y源限制只能降低為最低要求來使用，浪費(fèi)了前端視頻的性能，降低了畫質(zhì)清晰度，影響了集團(tuán)監(jiān)控中心在廣東省高速公路視頻監(jiān)控管理者的形象。