4G圖傳到國(guó)標(biāo)平臺(tái)卡頓問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)診斷

一、問(wèn)題描述

頭盔記錄儀通過(guò)移動(dòng)的4G物聯(lián)網(wǎng)卡走國(guó)標(biāo)28181接入消防總隊(duì)國(guó)標(biāo)大平臺(tái)，分辨率640*480，標(biāo)準(zhǔn)輸出碼率680kbps，經(jīng)過(guò)手邊4臺(tái)設(shè)備，反復(fù)多次測(cè)試，發(fā)現(xiàn)接入平臺(tái)后，調(diào)取實(shí)時(shí)視頻，有較為頻繁的卡頓現(xiàn)象，大約5~8秒左右就會(huì)有卡頓，然后可迅速恢復(fù)。

Y工反饋說(shuō)，如果給設(shè)備安裝聯(lián)通SIM卡，則傳輸流暢沒(méi)問(wèn)題。

天眼攝像頭

天眼

天眼攝像頭

二、測(cè)試診斷過(guò)程記錄

1、初始懷疑是設(shè)備內(nèi)部4G天線的問(wèn)題，這個(gè)設(shè)備的4G天線優(yōu)先支持LTE FDD的頻率，這個(gè)是聯(lián)通和電信采用的國(guó)際通用的LTE制式，因此，聯(lián)通效果較好，可以理解；因此，我們從工廠緊急郵寄了針對(duì)移動(dòng)TDD頻率的4G天線，配合上次郵寄過(guò)來(lái)的BX810內(nèi)部裸板進(jìn)行測(cè)試，

天眼

天眼

但發(fā)現(xiàn)更換了天線后，實(shí)時(shí)圖傳基本沒(méi)有改善。

因此，我們想到需要對(duì)4G無(wú)線鏈路進(jìn)行詳細(xì)的診斷，而不再去懷疑軟件協(xié)議優(yōu)化的問(wèn)題，因?yàn)橛?a href="http://m.sdkjxy.cn/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)安裝設(shè)備模擬器APP-MPU，走WIFI圖傳是不卡頓的。

為此，我們采用了國(guó)際通用的網(wǎng)絡(luò)鏈路診斷工具iperf3進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量QoS診斷。

在BX810主板上測(cè)試，

更換天線后的表現(xiàn)，基本差不多。

懷疑是設(shè)備里面的移動(dòng)4G物聯(lián)網(wǎng)卡的問(wèn)題，為此我們把楊工的移動(dòng)手機(jī)卡拔下來(lái)，插入這個(gè)BX810主板內(nèi)，用iperf測(cè)試，發(fā)現(xiàn)上行速率依然差不多，在300~500kbps之間波動(dòng)。

至此，我們非常困惑，設(shè)備上的移動(dòng)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上線速率如此之低，完全無(wú)法提供視頻640*480所需的680kbps所需的帶寬。

突然想到，如果懷疑移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)的話，那就應(yīng)該用一臺(tái)移動(dòng)的手機(jī)來(lái)做對(duì)比，剛好我手邊有一部手機(jī)內(nèi)置了移動(dòng)的4G卡，為此立即在這個(gè)移動(dòng)卡的安卓手機(jī)里面安裝ipef APP，進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下：

結(jié)果讓人瞠目結(jié)舌，手機(jī)移動(dòng)4G上行速率居然也只有373kbps，這樣的網(wǎng)絡(luò)根本無(wú)法傳輸實(shí)時(shí)的視頻流。

2、再結(jié)合Y工反饋的記錄，以前用聯(lián)通卡裝入設(shè)備，實(shí)時(shí)圖傳是不卡頓的，那基本可確認(rèn)聯(lián)通的4G網(wǎng)絡(luò)上行速率是OK的，可以滿足視頻實(shí)時(shí)圖傳的帶寬需求，建議楊工 有空可找一張聯(lián)通的4G卡，裝入設(shè)備里面用iperf測(cè)試下上行速率，跟移動(dòng)的做一個(gè)對(duì)比。

3、關(guān)于?？?G IPCam網(wǎng)絡(luò)攝像頭不卡頓的問(wèn)題

?？档?G網(wǎng)絡(luò)攝像頭，采用了海思等專(zhuān)業(yè)的視頻編碼處理器芯片，嵌入式LINUX系統(tǒng)，其視頻壓縮率要比我們基于MTK芯片的安卓系統(tǒng)的頭盔攝像頭高很多，接近10倍，典型數(shù)值，在720P的視頻分辨率下，?？禂z像頭的輸出碼率大約在200kbps左右，靜止畫(huà)面下可到70kbps，而我們的頭盔攝像頭則需要1.5~2Mbps的碼率，對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)圖傳是巨大的壓力，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)要求很高；這也是為何在同樣惡劣的移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，?？?G IPC表現(xiàn)尚可，而我們的頭盔記錄儀就會(huì)卡頓的原因。

三、初步診斷結(jié)論

綜上，初步的結(jié)論就是移動(dòng)的4G網(wǎng)絡(luò)上行速率嚴(yán)重不足，在300~500kbps之間波動(dòng)，無(wú)法滿足視頻實(shí)時(shí)圖傳最低的680kbps帶寬需求。

我們給出一個(gè)正常的移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)上行速率的參考以作對(duì)比，

四、解決方案

1）請(qǐng)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)工程師來(lái)調(diào)優(yōu)一下基站的網(wǎng)絡(luò)上行；

2）或者更換聯(lián)通的4G流量卡；

3）一個(gè)新的軟件思路：由于國(guó)標(biāo)GB28181本質(zhì)是針對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)攝像頭互通而約定的一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，他只是針對(duì)不丟包的有線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的，壓根沒(méi)有針對(duì)無(wú)線信道大量丟包的場(chǎng)景設(shè)計(jì)，例如丟包重傳機(jī)制，所以，國(guó)標(biāo)GB28181針對(duì)4G/5G無(wú)線信道有著天生的固有頑疾，即4G信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)都好的時(shí)候，沒(méi)有丟包，一切都好；一旦網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)、丟包，就會(huì)出現(xiàn)花屏、卡頓等問(wèn)題，這個(gè)其實(shí)是無(wú)解的。

smarteye平臺(tái)是一套針對(duì)無(wú)線丟包信道的高度優(yōu)化的私有協(xié)議平臺(tái)，相比GB28181，私有協(xié)議平臺(tái)圖傳效果更佳，功能更豐富，典型的例如，將對(duì)講機(jī)-公網(wǎng)對(duì)講PoC的功能融合進(jìn)來(lái)，這個(gè)就是國(guó)標(biāo)所沒(méi)有的功能。

此外，國(guó)標(biāo)UDP模式，沒(méi)有針對(duì)丟包的處理，容易引發(fā)花屏，而2016增加的TCP模式，又會(huì)在網(wǎng)絡(luò)惡化的時(shí)候，出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的卡頓，因?yàn)門(mén)CP因?yàn)殒溄铀矓嘁l(fā)的超時(shí)等待最長(zhǎng)要到接近30s，因此，國(guó)標(biāo)28181針對(duì)無(wú)線丟包信道有著天生的缺陷，永遠(yuǎn)也無(wú)法像私有協(xié)議一樣做到盡善盡美。

另外，根據(jù)我們工程師的實(shí)際測(cè)試，即使設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)比較差，如果設(shè)備走私有協(xié)議與我們的私有協(xié)議平臺(tái)smarteye進(jìn)行通信的話，在480P下表現(xiàn)要比國(guó)標(biāo)好很多，卡頓的情況要少很多，因此我建議這樣的一個(gè)新的思路：

即，

在消防總隊(duì)的服務(wù)器上，也同時(shí)安裝一個(gè)smarteye server，smarteye軟件開(kāi)銷(xiāo)很低，自我約束，且僅消耗5個(gè)端口，不會(huì)對(duì)原有平臺(tái)構(gòu)成影響和沖突；

600臺(tái)設(shè)備全部走私有協(xié)議接入smarteye平臺(tái)，然后smarteye server轉(zhuǎn)碼輸出GB28181，以下級(jí)平臺(tái)的方式向上級(jí)聯(lián)接入總隊(duì)國(guó)標(biāo)平臺(tái)，一次性將600臺(tái)設(shè)備推送到總隊(duì)平臺(tái)，這樣經(jīng)過(guò)中間私有協(xié)議的一次中轉(zhuǎn)，應(yīng)該可以比較理想的解決圖傳卡頓的問(wèn)題。

融合通信~可視指揮調(diào)度平臺(tái)VMS/smarteye系統(tǒng)功能

1. 集成了視頻監(jiān)控典型的常用功能，包括錄像（本地錄像、云端錄像（錄像計(jì)劃、下載計(jì)劃-無(wú)線導(dǎo)出）、遠(yuǎn)程檢索回放）、實(shí)時(shí)預(yù)覽（PTZ云臺(tái)操控、輪播、多屏操控等）、地圖-軌跡回放、語(yǔ)音對(duì)講-集群通話-PTT公網(wǎng)對(duì)講-廣播喊話、照片抓拍-上傳-檢索瀏覽、報(bào)警聯(lián)動(dòng)（SoS一鍵推流等）、AI算法集成等；

2. 高度優(yōu)化的窄帶弱網(wǎng)圖傳協(xié)議算法，可輕松應(yīng)對(duì)各種無(wú)線、有線網(wǎng)絡(luò)，從實(shí)時(shí)性、流暢性等均優(yōu)于國(guó)標(biāo)GB28181-2011/2016；

3. 支持行業(yè)主流的4G/5G執(zhí)法記錄儀、對(duì)講機(jī)、布控球、無(wú)人機(jī)圖傳、車(chē)載監(jiān)控/車(chē)載DVR/NVR、固定點(diǎn)監(jiān)控?cái)z像頭（IPC/NVR）等不同廠商的設(shè)備融合互通、將語(yǔ)音調(diào)度、視頻融合、GIS一張圖事故/應(yīng)急/災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng)調(diào)度等融為一體，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、部門(mén)聯(lián)動(dòng)、資源共享、快速響應(yīng)、高效處置，提高多部門(mén)聯(lián)合協(xié)調(diào)行動(dòng)能力；參加下圖3、圖9；

4. 支持所有主流的視頻流媒體協(xié)議輸入、輸出，平臺(tái)核心是私有smarteye協(xié)議，但也同時(shí)支持各種第三方網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)備接入以及協(xié)議的轉(zhuǎn)換輸出，包括國(guó)標(biāo)GB28181、GA/T1400、RTSP、RTMP、交通部部標(biāo)JT808/JT1078、標(biāo)準(zhǔn)SIP，?？滴炇?、eHome/ISUP等；可支持各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)SIP的設(shè)備接入，可支持VoIP、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)/PBX等，可實(shí)現(xiàn)模擬對(duì)講機(jī)、數(shù)字對(duì)講機(jī)（DMR等）與公網(wǎng)對(duì)講、執(zhí)法記錄儀、智能安全帽等設(shè)備的互通對(duì)講，實(shí)現(xiàn)寬窄融合，公專(zhuān)對(duì)講融合，參加下圖1；

5. 高擴(kuò)展性：?jiǎn)闻_(tái)服務(wù)器可支持8000路設(shè)備接入，8000個(gè)客戶(hù)端登錄，1024路視頻并發(fā)；通過(guò)服務(wù)器級(jí)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的任意擴(kuò)容，構(gòu)建百萬(wàn)級(jí)可運(yùn)營(yíng)的視頻信息綜合服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；可擴(kuò)展支持服務(wù)器主從熱備份（Linux/UNIX/信創(chuàng)）；

6. 開(kāi)放性，提供豐富的C/S SDK，B/S WEB SDK（標(biāo)準(zhǔn)restful接口）實(shí)現(xiàn)與原有行業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速融合，使得客戶(hù)可以堆積木的方式快速搭建自己行業(yè)的客戶(hù)端軟件，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)+移動(dòng)視頻的完整系統(tǒng)；并支持各種語(yǔ)言，可快捷嵌入各類(lèi)行業(yè)軟件平臺(tái)，例如電力、公交系統(tǒng)等；支持以插件/組件形式快捷定制各類(lèi)行業(yè)業(yè)務(wù)；參加下圖4；

7. 支持單點(diǎn)登錄（LDAP等），可快速與第三方平臺(tái)融合對(duì)接；

8. 軟件平臺(tái)100%中性，且高度可定制化； 部署簡(jiǎn)單、靈活、快速，可在公網(wǎng)、專(zhuān)網(wǎng)、局域網(wǎng)內(nèi)任意架設(shè)實(shí)施；server可部署在WINDOWS、LINUX/UNIX/信創(chuàng)系統(tǒng)、安卓手機(jī)系統(tǒng)上；

9. 兼容性，多廠家視頻融合平臺(tái)，可兼容?？?宇視等固定點(diǎn)攝像頭接入，通過(guò)國(guó)標(biāo)GB28181實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備的融合互通，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)與固定點(diǎn)監(jiān)控的融合，可融合視頻會(huì)議平臺(tái)和終端，可接入所有CMSV6/7， CR8平臺(tái)和設(shè)備，可通過(guò)GB28181實(shí)現(xiàn)與?？怠⒂钜暤葒?guó)標(biāo)平臺(tái)的對(duì)接，可通過(guò)轉(zhuǎn)碼輸出RTSP/ONVIF等流媒體與?？?、依圖等人臉識(shí)別后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)接，與國(guó)際流行的milestone平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接；可做國(guó)標(biāo)28181主平臺(tái)，亦可以下級(jí)平臺(tái)的方式級(jí)聯(lián)接上上級(jí)國(guó)標(biāo)大平臺(tái)；

10. 安全性，五級(jí)用戶(hù)權(quán)限設(shè)計(jì)，充分保證系統(tǒng)訪問(wèn)安全無(wú)虞；支持對(duì)設(shè)備和用戶(hù)的區(qū)域劃分，分級(jí)管理；支持多服務(wù)器級(jí)聯(lián)；

11. 支持本地視頻加密和空中信道加密，參見(jiàn)圖10，支撐客戶(hù)端U盾硬件加密；

12. 極低的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，極少的端口需求，整個(gè)系統(tǒng)僅需6個(gè)端口即可，相比其它廠家平臺(tái)動(dòng)輒幾十幾百上千的端口需求，smarteye系統(tǒng)極簡(jiǎn)的端口消耗源自十多年代碼精雕細(xì)琢反復(fù)優(yōu)化，可方便的穿過(guò)邊界/網(wǎng)閘設(shè)備進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)；

13. 同時(shí)支持C/S客戶(hù)端和WEB瀏覽器B/S軟件，安卓和 IOS 手機(jī)客戶(hù)端，支持基于HTML5的視音頻流媒體的chrome訪問(wèn)方式；

14. 支持設(shè)備的遠(yuǎn)程管理、固件升級(jí)、配置、診斷；所有軟件模塊均可在線診斷、在線升級(jí)；

15. 支持電子地圖（baidu/google/高德/奧維地圖等）、實(shí)時(shí)多設(shè)備軌跡和多設(shè)備歷史軌跡回放以及地圖標(biāo)記、工點(diǎn)位置標(biāo)注線路/CAD導(dǎo)入，支持離線地圖，支持archGIS等靜態(tài)地圖，支持高精度地圖；支持藍(lán)牙信標(biāo)和WIFI、及UWB的室內(nèi)定位系統(tǒng)；支持RTK等室外高精度定位系統(tǒng)，支持室內(nèi)高精度地圖與室外公網(wǎng)地圖的動(dòng)態(tài)切換；

16. 單個(gè)客戶(hù)端可支持同時(shí)打開(kāi)不少于50路設(shè)備的視頻；參加下圖5；

17. 可支持設(shè)備間雙向視頻，遠(yuǎn)程協(xié)助，分享位置-導(dǎo)航-快速支援；可快速為客戶(hù)定制屬于自己的視頻會(huì)議系統(tǒng)；

18. 多樣的錄像機(jī)制，包括手工上傳、自動(dòng)上傳、自動(dòng)錄像、錄像計(jì)劃等，滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景；可從移動(dòng)設(shè)備及服務(wù)器上遠(yuǎn)程檢索歷史錄像文件，并可遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)回放；可遠(yuǎn)程遙控設(shè)備錄像或拍照并自動(dòng)上傳平臺(tái)供遠(yuǎn)程檢索播放，支持OSS存儲(chǔ)，參加下圖6；

19. 可擴(kuò)展人臉比對(duì)、車(chē)牌識(shí)別及其它各種行業(yè)定制的AI視頻智能識(shí)別算法； 參見(jiàn)圖8

20. 全面支持信創(chuàng)系統(tǒng)，支持國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，麒麟等，以及國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)；

21. 擴(kuò)展支持人員考勤（類(lèi)似釘釘或人臉）、工單派單、巡檢系統(tǒng)等行業(yè)拓展定制功能；

AIoT萬(wàn)物智聯(lián)，智能安全帽生產(chǎn)廠家，執(zhí)法記錄儀生產(chǎn)廠家，為大型國(guó)企央企提供移動(dòng)視頻類(lèi)產(chǎn)品的ODM/OEM服務(wù)，單北斗定位智能安全帽、智能頭盔、頭盔記錄儀、獨(dú)立北斗定位執(zhí)法記錄儀、智能視頻分析/邊緣計(jì)算AI盒子、車(chē)載視頻監(jiān)控/車(chē)載DVR/NVR、布控球、智能眼鏡、智能手電、智能電子工牌、無(wú)人機(jī)4G補(bǔ)傳系統(tǒng)等統(tǒng)一接入大型統(tǒng)一視頻平臺(tái)~融合通信可視指揮調(diào)度平臺(tái)VMS/smarteye 。