為什么安防視頻會卡頓——根本原因還要從交接機產品說起                          

文:浙江大華技術股份有限公司產品經理 程亮

        當被對方要求確認2.4Gbps容量交換機是否可以支持300路視頻時，您是否猶豫過，因為隨便一臺普通的交換似乎都可以支持，但現實的情況是，視頻出現了【卡頓】現象。

相信這時候有點石化的感覺，因為傳統計算帶寬的理論似乎行不通【很多IT廠家就是這樣指導選型，也適合我們的思維慣性】，但又無法進一步清晰的為客戶分析具體原因。

其實問題的定位并不難，難在技術的底層分析，亦或是IT行業自我為中心，根本就不想解釋清楚。建議逆向思維做【問題排除】，您可以這樣推斷，如果傳統計算方式正解，那意味著256Gbps容量的匯聚交換機可以支持【32000路】，真是這樣的嗎！

【好像，可能，應該】等類似回復從專業的技術口中飛出，讓你也“無所適從”；更為嚴重的是，我們只能破口大罵，卻無問題解決方案；其實技術族們也很無奈，因為在他的【知識結構】中，還沒有成熟實際經驗或知識體系來支撐他的判斷，自然也就只能有如此答復。

在這樣的現象下，傳統處理速通數據（手機、PC數據……）的網絡設備表現了【水土不服】的弱點，不加行業優化，全盤直拿至安防行業，硬性應對視頻大數據幀應用時，問題自不言說。

自從IP高清占據安防視頻監主流的那一刻，卡頓問題也一直沒有得到好的改善，不是不想，而是因為這是一項系統性工程，系統的每一個節點都需為之深究，并需要付出長期的投入，方可有收獲。

提問題，講困難，相信這是大部分人的專利；但提出方案并付出行動來解決的人少之又少；今天我們提出問題，自然會給大家一個解決辦法，提供一套可行的解決辦法，解決或改善視頻卡頓的現狀。以下是針對安防項目交換機選型的簡單定義：

u 考慮項目選型有可靠依據，建議參考我司攝像機模擬環境實測數據【大華安防工業交換機，均會提供推薦攝像機接入路數參考值】，大華官網與產品彩頁均會有體現交換機【推薦視頻路數】

u 實際項目選型時，交換容量可作為選型的參考值，但不建議采用傳統計算方式，下文分析，說明原因

為什么視頻會卡頓，傳統交換理論為什么有水土不服的現象，下文進一步分析探討；了解目前技術的現狀與一些技術誤區，建議先預習芯片知識、并行與串行處理知識、溫度與芯片，元器件工作效率關系、同時還要了解木桶原理等一系列的綜合知識，方便清楚的認識問題的本質。

1 安防VS傳統交換機行業特點

1.1 傳統速通數據與視頻監控數據的區別

傳統速通數據一般包含（手機、PC數據……）網頁、點播類數據，網頁數據一般才幾十K，點播也一般在1M左右（廣播方式多），而且都是下行方式；因為這類數據對實時性要求不高，即使網絡狀況不好的時候，緩存方式可以起到很大的改善作用；同一時間內，并發使用率比較低。

視頻監控數據則不一樣，帶寬一般在4-8M，突發可能會超過一倍多，【達到16M】，數據的【傳輸方式向上】，也傳統相反，【7*24h實時】，視頻對實時性要求非常高，所有數據在任何時刻都是【100%并發】。

如此兩者數據的方式，存在非常大的差異，目前存在問題，也就不足為然，而且這只是問題的冰山一角。

1.2 廠家專業測試數據VS安防實際數據

這里要我們對芯片知識有一定的了解，芯片在同一時間節點上，是采用單項處理，簡單說就是流水線處理，屬串行處理方式；專業的測試儀器模擬串行吐出數據，剛好與芯片步調一致【而且數據比較規整】，自然效率高。

但視頻數據是【并行數據】，【而且數據大小不一，經常有9000bytes巨型幀】，也就是在同一時間內，并行提交；這就不難解釋專業測試參數在我們實際選型時，似乎難以應對。

1.3 溫度高低，對芯片工作效率影響

我們經常提到工作溫度，也相信大家重視這項指標，然環境溫度的高低對設備影響經常被忽視；然而寬溫對安防前端接入子系統非常的重要【安防前端系統一般都是標準工業級設備才可勝任惡劣的環境】；例如工作溫度-40-75°：其代表了設備在這個溫度范圍內可正常工作，在-40°下，可以正常啟動（非熱機狀態），75°高溫時，仍能運行。

然在實際的應用中，隨著四季變化，冬天導致設備【啟動不了】，夏天導致設備【故障頻發】。其罪魁罪魁禍首是所選設備【這里主指網絡設備】不適合當前環境應用，或許在項目驗收時，正處于天氣春秋季節，溫度比較適宜，但進入冬夏，設備因溫度問題性能下降，表現出來的現象只能帶來卡頓問題。

其最主要的設備底層問題，一般可以這樣理解：當溫度超出設備正常工作溫度時，設備性能下降（芯片在超出工作溫度后，性能會急劇的下降），然視頻業務是7*24h不間斷運行，而且是100%負荷，稍有瓶頸，自然會出視頻卡頓問題。

2 解決&改善辦法

2.1 安防工業交換選型VS 傳統企業交換選型

大華推薦交換機這樣選型：

傳統傳輸系統設計是這樣：

2.2 安防工業交換緩存VS傳統企業緩存

視頻大數據轉發，大華采用大緩存解決

傳統速通行業，主要以交換幾十Ｋ類數據為主，如瀏覽網頁動作所需的數據交換，一般不要求實時性，近而目前IT通信產品也是以適應于這類場景進行優化，沉淀的產物，拿來主義能否適用于我們安防視頻傳輸呢，如下針對緩存的應用作簡要分析。

u 信令數據包：一般幾十bit至幾K bit

u 上網數據包：一般幾十K bit或1M bit

u 視頻監控數據包：一般2-8M bit 常用巨型幀

傳統速通行業1Mbps以下的數據為主，而視頻常見4-8Mbps數據，鑒于視頻的特殊性，常有9K左右的巨型幀，當緩存不足時，會大幅降低轉發效率。

行業交換機緩存設計

2.3 
安防應用環境VS傳統應用環境

如果您是IT人員，請設想一下機房環境如何；如果您是一員網絡工程師，請設想一下機房環境如何，然而當您是一個安防工程師，一般會看到什么的機房環境。

如果不出意外的話，網絡工程師所設想的機房應該是下圖的，機房部署非常有序，走線標準合規；然而我們安防行業的分機房，很多如下圖的Œ，也有可能不至于如此糟。

不管那種環境，如果是您，您會選擇什么樣的設備來適應更多的客戶應用，為客戶提供精品的服務。

2.4 安防交換機高低溫意義

傳統傳輸類產品主要由電力工業級、商用企業級、民用級為主，在很多安防項目中，所采用的設備也是繁雜，室外監控項目中，常用企業級設備，更過者使用民用級，往往懷著驗收即可，完全不顧售后服務，給客戶不僅帶來了更多的投入，增加客戶的負擔，其實最終傷害的是提供服務者。

所以很多高端客戶，明確要求采用電力工業級設備，然而由于電力工業級設備附加了防腐、防輻等類屬性，成本要高于企業級設備幾倍，多者數十倍，然而這些屬性針對于安防場景（主要關注寬溫、防塵），這類附加屬性其實非常多余。

安防交換機，繼承了電力工業交換的寬溫、防塵IP40屬性，同時精簡了企業交換機復雜的功能，可以非常好的勝任室外惡劣的應用環境，又不會過于增加項目投入成本。

&備注

攝像機一般室外的工作溫度是-30-70度，安防工業交換機工作溫度是-40-75度，與攝像機可以組成非常好的搭檔。

3 重新定義安防交換機標準

3.1 產品市場格局

安防工業交換機（Security industry switch ）類同安防設備屬性，采用大緩存、寬溫、防塵、無風扇自然散熱等設計，更好的適用于安防視頻高穩定轉發。

安防FAQ

l 系統經常出現大面積卡頓現象，用戶體驗差

l 應用環境復雜、面對室內外高低溫、灰塵等因素挑戰

l 市場交換機參差不齊，低端低性能民用產品穩定不足

l 安防行業交換技術積累薄弱，缺乏標準、野蠻成長

l 方案設計不合理，系統穩定性差，后期維護成本