廣東省高速公路監控系統視頻組播問題及分析

方景然

（廣東飛達交通工程有限公司，廣東 廣州 510663）

高速公路監控視頻為滿足集團監控中心、網絡流媒體、省交通廳等多路調用需求，采用IP組播技術實現了點到多點的高效數據傳送，節約網絡帶寬、降低網絡負載，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。但現有《廣東省交通集團有限公司高速公路視頻監控及存儲聯網技術要求（試行版2015.6.18）》中對路段監控中心、視頻檢測、稽查、中心站、交警、公安等調用并沒有硬性規定，因此，監控系統中存在大量的單播，對網絡的帶寬要求很高，在部分路段中因鏈路資源或設備性能形成瓶頸后，出現視頻拖尾、花屏、卡頓等現象，往往都采取降低為720P的視頻畫質，降低碼流上限，以集團高清監控的最低要求來上傳。即使部分路段中監控采用了400萬、800萬像素的高清攝像機，但受限于解碼器解碼能力不足、監控大屏不支持最新4K或者8K要求，鏈路帶寬不足無法傳輸或個別的小交換機設備性能不足等原因，不得不降低配置才能使用。組播技術為大型監控網絡提供了支持，但現實受限于各種資源無法盡善盡美，需要不斷改進和優化，才能物盡其用，視頻畫質得到還原，投資得到回報。在集團各路段已經大量應用萬兆網傳輸監控視頻的情況下，省內各路段在組播應用中還是出現各種問題，下文對工程案例中出現的問題進行了調查和分析。

1 工程案例概況

根據樂廣北高速路段的工程案例進行分析，項目施工時間為2018年12月，調查時間為2019年1月，項目概況為全線IPSAN更換為NVR錄像機，出現視頻無法上傳集團監控中心現象。

2 問題和分析

全線更換為NVR后，根據集團監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站交換機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致大量誤碼，誤碼會導致重復協商、重復傳輸數據，有時需要清除交換機的誤碼統計數才能正常傳輸；有時需要檢查傳輸中的所有鏈路才能確認哪一段出現問題；或者測試是否出現網絡丟包現象，丟包可能是鏈路流量太大或者光纖收發器損壞等情況，需要更換傳輸設備光纖收發器等設備，有時還可能是前端攝像機故障，這就必須更換攝像機。

2.2 無法在集團監控中心播放

在了解無法播放的視頻地址接入的收費站交換機后，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組播表沒有這個地址說明視頻前端攝像機的組播配置不準確，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，有時候配置不準確也是比較卡的原因，把路段攝像機的被動組播改成主動組播配置就因為讓項目部多人參與修改導致個別配置不準確的情況發生；如果鏈路不通需要先檢查鏈路是哪里出現問題，有時候是光纜斷了，有時是經過的設備壞了，或者設備間接觸不良等。比如防雷器、光纖收發器損壞，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

2.3.1 檢查發現收費站交換機組播表有此地址，但在路段監控中心無法播放

首先檢查發現鏈路上各交換機的視頻組播表也都是有的，但在路段管理中心核心交換機組播表不完整，通過對比發現路段管理中心核心交換機固件版本較低，因此建議對交換機進行固件升級。升級時先告知機電部，預約升級時間，確定時間后通知路段管理中心和各個收費站升級的具體時間和影響情況，做好相關降低影響的措施，防止出現緊急情況發生。升級后檢查核心交換機組播表已經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。在路段內已經解決了此次出現的最主要問題。

2.3.2 路段監控中心核心交換機組播表有此地址，但在集團監控中心無法播放

有些是集團視頻平臺配置不正確導致，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的組播表也沒問題，在檢查集團監控中心的核心路由交換機后，確認本交換機組播表已經達到最大量，咨詢該設備廠家后也無法解決，除非采用其他最新設備，但集團監控中心現在還沒有升級計劃，暫時的解決辦法只能是關閉各路段中收費亭內視頻組播和車道攝像機組播，但這只是削足適履而已，現在集團監控中心路運平臺已經有22 900路視頻，隨著廣東省路網的進一步擴大和已有路段更多的監控需求，監控視頻必然越來越多，集團監控中心的視頻組播表還將急劇擴大，設備升級是必須的。

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視頻組播表不完整的情況，因此準備在春運后進行再一次的交換機固件升級。這主要是部分路段交換機設備不是同一批次導致的。雖然廣樂北高速的監控視頻網絡是建設期投入使用的，但是核心交換機屬于新型號交換機，固件版本較低導致存在對組播功能的支持不足。其他路段中老舊的交換機或者小交換機性能不足導致開啟組播功能后卡頓，這些都說明并不是監控網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，導致鏈路需要變更還沒及時調整，有一些受限于交換機性能不足或者光纖收發器性能不足，所以不斷地排查和優化是必須的。

4 結語

通過上述情況的分析，提出如下建議。

（1）應該把所有視頻硬性規定為采用組播播放，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時流的設備和傳輸構成瓶頸，減少對資源的需求，特別像路段內錄像、視頻檢測、路段監控中心視頻上墻等應用是可以做到的。任何單播視頻調用都應該做到心中有數、有記錄，流量較大時在交換機上禁用單播傳輸。

（2）每個路段都應該隔段時間針對路段的監控網絡進行排查和優化，有些路段辦公系統直接與監控視頻互聯，有些路段監控系統萬兆網與舊監控網互聯，有線路段監控視頻有交警、公安、中心站等調用的，這些都需要提出優化的方案，特別是要檢查出網絡中存在的瓶頸，然后根據具體情況提出解決方法，這對于路段養護提出了針對網絡優化的能力要求。

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