全球眼平台无线视频监控业务实现与部署方案-20090309

全球眼平台无线视频监控业务实现与部署方案PAGE1-全球眼平台无线视频监控业务实现与部署方案（征求意见稿）中国电信集团公司2009年2月目录1. 编制说明 22. 缩略语 33. 平台架构 43.1. 系统组成 43.2. 逻辑架构 54. 平台部署方案 74.1. 总体原则 74.2. 主要网元部署原则 74.3. 平台组网方案 104.4. 平台网管部署 134.5. 公众视频应用方案 165. 典型场景的业务实现方式 175.1. 用户登录流程 175.2. 实时视频直播流程 185.3. 主要业务流流向 215.4. 漫游时的业务使用 221. 编制说明 22. 缩略语 33. 平台架构 43.1. 系统组成 43.2. 逻辑架构 54. 平台部署方案 74.1. 总体原则 74.2. 主要网元部署原则 74.3. 平台组网方案 104.4. 平台网管部署 124.5. 公众视频应用方案 145. 典型场景的业务实现方式 155.1. 用户登录流程 155.2. 实时视频直播流程 165.3. 主要业务流流向 195.4. 漫游时的业务使用 21编制说明随着3G牌照的颁发，中国电信全球眼业务充分利用中国电信EVDO高速网络资源，将原全球眼业务和应用向移动网络进行延伸，开展全球眼无线视频监控业务。依托全球眼平台及CDMA1X/EVDO无线网络，通过内置监控客户端软件的CDMA手机终端实现远程视频浏览、远程云镜控制、视频截图等功能，满足客户远程视频查看、远程应急指挥的需求，向CDMA客户提供随时随地的视频监控服务。无线视频监控业务的提供需要对原有全球眼平台进行平台升级和网元扩充，实现对CDMA1x和EVDO手机上客户端观看的需求。为达到业务规范所要求的服务功能，相关网元需符合《2009版电信级全球眼平台技术要求》的要求。缩略语缩写英文解释中文解释WAPGWWirelessApplicationProtocolGatewayWAP网关CMSCenterManagementServer全球眼中心管理服务器CUClientUnit全球眼客户端单元PUPrefocusUnit全球眼前端单元VTDUVideoTransfer&DistributeUnit全球眼视频转移分发单元M_CUMobileClientUnit移动客户端单元MSPMobilemegaeyesServicePlatform移动全球眼业务平台PSSPacket-switchedStreamingService分组交换流媒体业务VAUVideoAccessUnit视频接入单元RTCPRTPControlProtocolRTP控制协议RTPReal-timeTransportProtocol实时传输协议RTSPReal-TimeStreamingProtocol实时流媒体协议AAAAuthenticationAuthorizationAccounting用户认证/授权/记帐服务器QCIFQuarterCommonIntermediateFormat四分之一公共中间格式CIFCommonIntermediateFormat公共中间格式FWFirewall防火墙3GPThe3rdGenerationPartnerProject第三代合作伙伴项目”(3GPP)制定的一种多媒体标准，一种3G流媒体的视频编码格式。平台架构系统组成为适应移动视频监控业务需求，在升级现有全球眼网络视频监控系统基础上再增加部分网元构建具有无线视频监控功能的全球眼系统，为全球眼用户提供具备固定、移动接入的监控业务。该系统主要由四部分组成：中心服务平台、客户监控点、客户端（包括客户监控中心、PC客户端和手机客户端）、承载网络，如图3.1所示。图3.1全球眼系统组成示意图本部分着重介绍新增网元和功能，其他内容参见先前发布的相关文档。用于客户监控点的前端设备新增无线PU（R_PU）和手机PU（M_PU），R_PU包含无线视频服务器和无线IPC两种形态，无线视频服务器\无线IPC通过中国电信CDMA1X、EVDO移动数据网络接入IP网络，主要服务于无线网络环境下的前端视频监控应用。手机PU采用在手机安装软件方式实现，使手机成为全球眼平台的前端设备，主要服务于单兵方式的应用。客户端中新增手机软客户端，用于客户在移动终端上通过手机客户端软件对客户监控点进行监控。逻辑架构原有全球眼平台主要包括中心管理服务器（CMS）、视频分发单元（VTDU）、网络录像单元（NRU）、前端单元（PU）和客户端单元（CU）等网元，在增加无线视频监控功能后，全球眼平台新增网元包括无线视频监控业务应用平台（MSP）、媒体访问单元（VAU）和移动终端客户端单元（M_CU）。同时无线视频监控业务需应用其它现网能力：包括移动流媒体系统（PSS）、WAP网关（WAPGW）等网元。另外，PU也新增了无线视频服务器\无线IPC和手机PU等新的形态。架构如图3.2所示。图3.2全球眼系统逻辑架构图以下重点介绍新增网元：MSPMSP是全球眼无线视频监控业务门户。主要实现业务的统一接入访问入口，用户认证入口，用户监控列表展示，并通过与CMS进行信息交互，完成用户认证、监控列表查询、用户账户信息同步及客户自服务管理等功能。VAUVAU即视频接入单元，是全球眼无线视频监控业务中实现无线视频监控应用的关键网元，实现移动业务网络与全球眼无线视频监控网络之间的媒体和PTZ交互。主要功能包括：接入CMS，向CMS发出媒体访问请求，实现媒体会话的建立；对来自PU的各种不同音视频内容的编码转换；实现对VAU中转码完成码流或前端3GP码流的复制分发；代理M_CU的请求，实现对云镜的控制功能；可采集一定时长内所有用户媒体访问的计费信息。M_CU移动网络中视频监控的客户端单元，方案中的业务发起方，即系统中的移动客户端软件。完成业务请求/认证等发起、监控列表页面等解析、视频流的解码和播放、发送云镜控制（PTZ）消息等功能。M_CU终端兼容的手机操作系统平台类型包括：WindowsMobile、Brew、WindowsCE。PUPU新增加无线PU(R_PU)和手机PU（M_PU）两种类型。R_PU提供使用CDMA1x\EVDO作为接入网络的功能。M_PU主要作用是使手机终端成为全球眼的前端设备，实现随时随地的前端视频提供。PSSPSS是移动网络中的流媒体服务器，是系统中处理媒体流分发的网元。主要响应从WAPGW发送过来的客户端（M_CU）业务请求消息，与M_CU、VAU协同完成从VAU实时获取流媒体内容到M_CU的流媒体分发过程。该服务器基本采用标准的RTSP、RTP、TCP协议。WAP网关MSP通过WAP网关获取用户手机号码，进行手机号码紧相关业务的应用。其它网元说明可参见《增强型电信级全球眼平台建设要求》（中国电信网发[2008]56号）平台部署方案总体原则各省公司应根据无线视频监控的业务需求，在现有全球眼平台(含共享平台和专用平台)基础上部署相关网元(含VAU、MSP等网元)扩展无线视频监控功能，不应为此新建全球眼平台。无线视频监控功能部署以省为单位统一组织。提供无线视频监控业务的全球眼平台需要在原有基础上进行升级，需符合《2009版电信级全球眼平台技术要求》相关要求。同时新增部署的M_CU、MSP、VAU、PSS也需符合《2009版电信级全球眼平台技术要求》相关要求。主要网元部署原则MSPMSP以省为单位统一建设，部署一套MSP，提供给省内共享平台和专用平台共用。要求MSP可适应业务发展做到平滑扩容。如图4.2.1所示。目前全球眼平台的承载有多种方式，通过ChinaNet、CN2VPN或专网。由于MSP部署在CN2的移动业务网络VPN中，在平台升级改造中，要求MSP双挂平台承载网和CN2的移动业务网络VPN。图4.2.1VAUVAU建设原则初期VAU依托各省全球眼平台在省会城市建设，进行集中式部署，由全省共享使用；后期当某地市移动监控并发访问业务量达到1000路以上时，可以单独部署VAU，该VAU主要负责本地市业务。如图4.2.VAU具有分发功能，在本省VAU输出码流的并发分发数量较小时，VAU直接提供流媒体分发服务，而无须使用PSS。如果并发量较大，省内未部署PSS的，可以根据需求进行建设，今后应可以扩展到其他应用。同一全球眼平台可部署多套VAU，以实现负载均衡与能力扩展。在建设初期业务量不大的阶段，省内同一厂家的平台原则上要求公用一套VAU（包括多个共享平台间、多个专用平台间、专用平台与共享平台间）。如图4.2.3所示。对于专用性、安全性使用要求特别高的大客户，充分评估投资效益的情况下，也可为其专用平台建设专用VAU。和MSP部署情况一样，要求VAU双挂平台承载网和CN2的移动业务网络VPN。VAU建设规模估算参考模型VAU媒体转码容量的建设规模根据需移动监控PU路数确定，并应留有足够余量。所需VAU解码路数=平台所需转码的视频源数量*120%；所需VAU编码路数=所需VAU解码路数*150%；所需分发能力=所有M_CU访问视频的流量。其中：解码路数、编码路数为VAU的主要性能标称。解码路数指VAU可解码CIF全实时视频的路数，若视频输入为D1按CIF路数*1/3折算；编码路数指VAU可编码QCIF8f/s视频的路数，若视频输出为其他分辨率、码率需做相应折算；分发能力指VAU实现媒体流分发的能力，按上行带宽标称。图4.2.2VAU集中与分布部署图4.2.2展示了集中式与分布式部署混合的方式，其中地市1采用了分布式部署方式，地市2和地市3采用省会城市集中部署图4.2.3PU目前以部署有线接入PU为主，移动浏览应用以转码方式实现，待符合《2009版电信级全球眼平台技术要求》多码流前端设备开发完成，可使用多码流前端与转码结合方式实现无线视频监控的移动浏览应用。关于无线PU的部署，需要待试点设备成熟之后再进行推广应用。PSSPSS是移动业务网络网元，总体上按移动网络建设整体规划部署建设。未部署PSS的省公司若无线视频浏览的并发分发数量持续较大时，可先行部署PSS，部署时须确保可与其它业务共用。PSS按省建设，作为省内共享设备，应充分考虑设备主备。WAP网关配置使用现有各省已经部署的WAP网关，需确保MSP与WAP网关连接，在各省WAP网关上配置全国各省MSP为可信任SP接入。平台组网方案各省可根据本地情况，选择路由回指方案或双挂方案实现平台组网。其中路由回指方案优势主要是VAU可部署在ChinaNet网内,便于实现在本地网部署。但是需要在移动业务网络VPN内（PI1）发布路由，需配置MSP与PSS前的出口防火墙(或路由器)路由策略；双挂方案的优势在于实现方便，无须过多涉及网络设备的路由配置。但是由于移动业务网络VPN内（PI1）的落地问题，使VPN在本地网的部署存在困难。路由回指方案组网方案说明全球眼平台网元CMS、VTDU、NRU、VAU应通过平台VPN或局域网组网,部署在ChinaNet上，平台VPN为构建于CN2或城域网的MPLSVPN。PSS、MSP等网元部署在移动业务网络VPN内（PI1），PSS、MSP前面的防火墙（或路由器）需连接移动业务网络VPN和ChinaNet。如图4.3.1图4.3.1路由回指组网方案示意图移动业务网络VPN（PI1）网络中将目的地址为CMS、VAU的路由送到MSP与PSS前的防火墙上。由防火墙作NAT变换，将源地址转换成可访问CMS、VAU的IP地址。具体实施时可使用静态路由或者其他路由协议，将这条路由送至MSP与PSS前的出口防火墙上（或路由器上），防火墙作相应的修改和配置。若网络中无防火墙设备作NAT地址转换，使用一般路由器作为出口完成该功能也可。访问流程说明手机终端采用CT-WAP方式拨号上网，手机终端（M_CU）获得由PDSN分配的移动业务网络VPN内地址。PSS为有CN2私网的地址，目的地址VAU的IP地址为163公网地址。移动业务网络VPN（PI1）中发起的视频流请求通过MSP与PSS前的出口防火墙（或路由器）发往Chinanet上的VAU，实现视频流的播放。双挂方案全球眼平台网元间应通过平台VPN或局域网组网，平台VPN为构建于CN2或城域网的MPLSVPN。平台VTDU、NRU、接入服务器需接入ChinaInterNetnet，MSP、VAU需同时接入移动业务网络VPN（PI1）。如图4.3.2图4.3.2组网方案说明同一管理域内的各平台设备部署在同一MPLSVPN或局域网内，保证视频流和信令流的安全转发。新增的MSP、VAU等网元需同时接入移动业务网络VPN中。MSP、VAU具体部署位置可根据各省网络和机房的实际情况进行部署，但需保证其与平台承载网络及移动业务网络VPN的互通。PSS直接部署在移动业务网络VPN中，利用已建设备或本次为全球眼新增设备。MSP、VAU设备双挂，跨网段部署，其中一个接口部署在平台承载MPLSVPN或局域网内，另外一个接口部署在移动业务网络VPN上。MSP部署在防火墙内的DMZ区域，并配置相应的访问控制策略，只开放对外业务受理所需端口，关闭其他端口，在可能的情况下建议做IP地址访问限制。VAU建议部署在防火墙外。访问流程说明M_CU拨号上网通过PDSN到WAP网关，WAP网关发送手机号码和UA信息给MSP，MSP认证后通过用户帐号到CMS取得监控点信息。点播监控点时，M_CU通过PDSN访问到PSS，PSS将请求信息发送到VAU，VAU向CMS请求视频资源。PTZ控制时，MCU向VAU发送PTZ指令，VAU将指令转发给CMS向前端PU发送控制信令。网络端口开放要求为了使信令信息和媒体信息顺利通过WAP、PDSN和防火墙等设备，需要确保相关协议端口的开放，具体见下表：序号协议端口涉及设备1HTTP80WAPGW2RTSP554PDSN、FW3UDP（类SIP）5060PDSN、FW4RTP/RTCP10000~15000PDSN、FW平台网管部署平台新增网元MSP、VAU应纳入全球眼网管系统管理，如图所示：全球眼网管系统(NMS)全球眼网管系统(NMS)系统设备管理终端管理子系统MSPVAUMSP网管图4.4MSP、VAU网管VAU纳入NMS的系统设备管理,采用SNMP协议，要求支持标准的MIBII。MSP初期由自带网管单独管理，未来需纳入全球眼网管的系统设备管理。北向接口主要用于传递性能数据、告警数据和拓扑数据。北向接口协议可采用HTPP＋XML、SOAP协议或CORBA。PSS网管参见《中国电信CDMA网络流媒体系统设备规范V1.0》。具体部署按移动网络相关方案要求进行。MSP网管要求在MSP网管上能够实现配置管理、故障管理和性能管理。配置管理需支持的主要配置项包括：IP网络参数配置（IP地址、子网掩码等相关参数）。设备运行状态（CPU/内存耗用信息、视频处理单元负载状况）。要求支持代码远程升级功能。支持运行软件版本查询。支持远程设备重启功能。支持设备运行参数的查询和设置。支持查询当前MSP负载状况。支持配置接入的CMS路由。故障管理故障管理模块支持对MSP的设备断网、负载超门限等的告警。性能管理MSP需实现的性能管理的内容有：服务器性能管理CPU利用率；内存利用率。服务器的可利用率；服务器的资源利用率；服务器的故障率；支持设备运行参数的查询MSP负载状况对历史统计数据的分析功能。VAU网管要求在全球眼网管上能够实现对VAU的配置管理、故障管理和性能管理。配置管理需支持的主要配置项包括：IP网络参数配置（IP地址、子网掩码等相关参数）。VAU设备运行状态（CPU/内存耗用信息、视频处理单元负载状况）。要求支持代码远程升级功能。支持运行软件版本查询。支持远程设备重启功能。支持设备运行参数的查询和设置。支持查询当前VAU负载状况。支持置默认的CMS路由，可根据RTSP消息传过来的设备ID自动匹配CMS路由。VAU是多个平台的共享设备，支持向多个平台的CMS注册（仅同厂家情况下），并配置独立的ID信息。故障管理要求故障管理模块支持对VAU的设备断网、负载超门限等的告警。性能管理要求VAU需实现的性能管理的内容有：服务器性能管理CPU利用率；内存利用率。服务器的可利用率；服务器的资源利用率；服务器的故障率；支持设备运行参数的查询VAU负载状况对历史统计数据的分析功能。公众视频应用方案目前全球眼无线视频监控业务主要针对政企客户提供，未来将会拓展到公众应用，公众无线视频监控服务主要实现客户通过手机观看由全球眼提供的作为公共服务信息的视频源。针对家庭、个人提供类似“宝宝在线”、交通道路使用等公众信息。这里仅对方案做简单介绍。公众应用引入后，访问量巨增，同时需要使用手机号码进行鉴权、计费，需要由ISMP进行业务管理。ISMP可将全球眼前端的监控点实时视频发布为直播源，供公众用户点播，用户点播时，符合手机解码要求的视频由全球眼平台VAU向移动网络的PSS传送。如图4.5所示：图4.5公众无线视频监控业务系统组网架构图当用户使用全球眼无线视频监控时，选择需要浏览的监控点，M_CU向PSS发起监控视频浏览请求。PSS根据用户号码向ISMP发起鉴权计费请求信息，对用户进行验证。如验证通过，ISMP向PSS返回计费响应消息，PSS向VAU请求监控视频码流。VAU从全球眼平台获取3GP格式的码流，然后由VAU传送给PSS，向移动终端用户提供服务。用户结束监控视频浏览后，M_CU向PSS发出结束消息，PSS向ISMP发起计费确认请求，ISMP对用户的计费进行确认，完成对用户的完整计费。典型场景的业务实现方式用户登录流程用户通过手机客户端（M_CU）请求访问MSP后，MSP针对客户端提交的用户登录类型、用户账号信息等分别进行不同的认证处理。首先MSP从M_CU提交的用户登录类型判断用户采用的登录方式，然后进行相应的处理：账号密码登录处理：提取M_CU提交的当前用户账号和密码信息，向全球眼平台进行认证处理，认证成功，则返回监控列表，否则返回认证失败消息。图5.1.1帐号密码登录本机登录处理：当判断用户采用本机登录方式时，MSP从WAP网关的HTTP头域中获取当前用户的MDN号码。MSP根据MDN号码查询本地该号码和UserID的绑定关系，如存在绑定关系，则提取所对应的登录帐号和密码，向CMS请求认证。如不存在绑定关系，则提示用户认证失败消息，并退出业务系统。图5.1.2本机登录流程实时视频直播流程用户登陆认证通过后，根据MSP返回的监控列表，选择需要浏览的监控点，向PSS发起视频浏览请求。图5.2实时视频直播控制流程图流程描述：M_CU向PSS发送视频监控请求RTSP消息；PSS响应和处理请求；M_CU发送RTSP的SETUP请求建立通道；PSS分配通道，并返回RTSP200OK回应，建立通道；PSS代理发送RTSP消息给VAU，其中DESCRIBE请求获取监控点（PUID-ChannelNo）的媒体数据信息；VAU根据输出参数配置将媒体数据信息填写在回应的消息体中；VAU分配通道，并返回RTSP200OK回应；PSS发送RTSP的PLAY请求对监控点（PUID-ChannelNo）的实时视频监控；VAU根据PUID选择对应的CMS；VAU向CMS发起会话控制请求。可携带包括VAU支持的视频格式的消息体；PSS返回实际的请求结果。如果VAU提供了可支持的视频格式的消息体，则挑选一种PU支持的Codec，将消息体返回给VAU；如果VAU没有提供消息体信息，携带PU支持的全部能力的消息体返回给VAU；VAU可以判断实际的媒体数据格式是否和期望的相同，来决定是否要启动媒体转码流程。并且建立PUID-ChannelNo与全球眼侧CallID的对应关系，另外产生一个与之绑定的RTSPSession号码；VAU向CMS发送会话控制回应消息，如果消息体是全球眼侧给出的，则会话控制回应消息必须携带VAU挑选的Codec的消息体；VAU向PSS发送实时请求回应；PSS发送实时请求回应给M_CU，M_CU、PSS和VAU间建立媒体流传输通道，进行实时视频流传输；M_CU发送PTZ控制请求，需要在消息体携带手机号码对应在全球眼中UserID和DestID，DestID即为（PUID-ChannelNo