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　　以城市生活例子為例，當網絡延時出現問題，將會導致眾多重要領域的現場運行帶來極大的負面影響，譬如智慧交通系統中交通信號燈的延時可能導致交通擁堵和事故增加、醫療服務中的延時可能影響緊急救援和診療效率，航空航天中的各項任務更是要求低于毫秒級的延時，否則失之毫厘謬以千里。

　　而在物聯網場景中，大部分應用場景的網絡環境都較為復雜，涉及多種無線通信傳輸、多層跨網穿透，現場電磁干擾度大、數據傳輸協議繁雜，如何讓通信通道穩定可靠的同時又能將延時降低，是行業中各家企業都在探索的方向。
 

　　需求分析

　　目前各領域場景應用的大多數遠程控制基于有線網絡，雖然有線網絡穩定，但也存在一些問題，如靈活性較差，難以支持大范圍移動的特種設備。另一方面，要實現遠程控制，不僅需要可靠的網絡保證操控的實時性、靈敏度，還需要足夠清晰度、低時延的視頻回傳提供視覺支撐，以達到“所見即所得”。

　　然而現有的遠程控制視頻回傳基于傳統視頻畫面，在經過攝像頭編碼處理、網絡傳輸、后臺視頻服務器轉碼、顯示端解碼后，端到端的時延非常高，時延往往超過500ms甚至秒級，導致后端操控端的視頻畫面出現嚴重的延遲，從而容易出現誤操作和事故的發生。

　　弱網狀態下的時延行業瓶頸與技術解析

　　得益于5G的出現，業界已經可以把無線通信中的延時降低到夢寐以求的1毫秒，但是這僅限于數據傳輸，且無線通信場景中還是存在一定的波動。

　　而傳統的攝像頭，從采集到圖像到本地局域網設備觀看到第一幀圖像，通常需要200~500毫秒，如果要通過4G或5G遠程觀看，則1~2秒的延時是非常常見的。視頻延遲的原因不僅僅是信號從A點到B點的傳輸速度，還包括將原始攝像頭輸入處理為編碼和解碼視頻流所需的時間。許多因素會導致延遲，這取決于傳遞鏈路和涉及的視頻處理步驟的數量。盡管這些延遲可能各自很小，但累積起來可能會很快增加。

　　攝像頭從采集到出圖的一般流程示意：
 

　　視頻實時傳輸的QoE核心指標是清晰度、延時、流暢度，三者之間存在相互矛盾，視頻越清晰則所需的帶寬越大，因此造成卡頓的概率越高，如果比較保守的選擇低清晰度的視頻流，雖然可以減少卡頓概率，但也會犧牲視頻質量從而無法提高QoE，另一方面，如果增加播放緩沖，可降低因信道抖動而導致的卡頓，但也將導致延時的增大。

　　可見研究難點在于如何在保障音視頻質量和流暢的前提下，降低傳輸延時，而端到端延時主要由兩部分構成：

　　● 音視頻數據的采集、編碼、傳輸、處理、解碼和顯示等各環節均會產生延時，特別是使用TCP等面向連接的傳輸協議時，擁塞控制會導致發送數據堆積，進而增加傳輸延時。

　　● 為了應對信道的不穩定性，保證音視頻播放的流暢，必須建立buffer緩沖區以及傳輸中繼，這也會直接導致延時的增加。

　　在信道傳輸狀況良好的情況下，可以大幅降低緩沖，因此低延時并非難事，但現實是各種接入網和骨干網的信道質量差別很大且不穩定：

　　● 無線網絡環境，包括環境干擾、電磁對抗，也包括多個信道之間的相互干擾是一種常態，這使得信道的丟包、誤碼、延時抖動難以避免。

　　● 音視頻等大數據量的傳輸、多設備共享信道加劇信道擁塞和競爭。

　　● 5G等技術的普及，雖可大幅降低接入網絡的延時并增加帶寬，但隨著頻率的提高，5G也更容易受到外部干擾。

　　目前無線信道是主流，通常包括微波、WIFI、4G/5G、低軌衛星等，在無線信道中誤碼丟包、延時抖動是不可避免的，且是典型的分布式、去中心化的開放信息系統，因此：

　　● 基于有限的特定模型進行預測和優化，而非通過一個或是某幾個技術相融合以此達到最終目標實現。

　　● 信道優化代價高、難度大，也無法解決大部分問題。

　　● 傳統視頻編碼控制、傳輸理論與算法未針對低延時場景。

　　進一步的，依靠傳統技術更難以同時滿足視頻傳輸的實時、流暢、清晰，往往會犧牲一個或兩個維度來滿足另一個維度。

　　四信高可靠低延時視頻傳輸方案

　　針對目前行業中存在的共性問題，四信推出了物聯網場景中的高可靠低延時視頻傳輸方案。通過云邊端三位一體配合協同，在不損失成像效果和流暢性的情況下，不僅成功地將延時縮減了一位數，在穩定網絡環境下甚至能達到50ms以內，即使是在移動場景中采用蜂窩通信技術的弱網環境下，也能控制在80ms左右。

　　該技術及產品涉及傳輸、高性能計算、音視頻編碼等領域，重點解決中弱網下面向海量并發的低延時和超低延時交互的可靠性問題。采用MAS架構的全鏈路協作與協商機制，并將科學理論與工程方法結合，在此基礎上發明創造多個涉及音視頻低延時互動的關鍵方法。

　　以下是采用集成ilive技術的四信最新一代AIoT攝像機F-SC242與目前業界較為先進的知名攝像機制造商之間的延時對比測試視頻。

　　目前，該方案已成功部署于多個車路協同、港口無人龍門架操控及實時圖像回傳項目中。尤其在某工廠的智能化改造項目中，四信高可靠低時延傳輸方案起到重要作用，為該工廠的數字化轉型實現里程碑突破。

　　該工廠原先的大型AGV無人物流叉車使用的雷達避障方案，然而雷達探測的角度有限，易受現場粉塵、激光及其他光波等環境因素影響，且無法識別障礙物的具體類型，因此經常出現剮蹭及碰撞事故，因此該廠商老板打算放棄當前方案，采用視覺避障方案，但因成本及算法性能需求，僅能將算法部署在服務器端，發現常規攝像頭方案回傳視頻的延時
根本無法滿足現場的避障需求，只能將視覺識別的方案擱置。

　　而隨著5G全連接工廠的東風吹起，四信結合該廠商當前運行的實際情況，將低延時攝像頭部署在無人物流叉車上，實現端側的一些基礎圖像識別，同時實現現場圖像實時傳送至服務器端進行更高層級的算法分析，不僅解決避障及物體識別的問題，還能通過多路圖像協同進行物流叉車運行路線的實時調優，在降低故障率的同時極大提升生產物流效率，必要時候還能遠程人工接管AGV叉車的運行操作。
 

　　產品推薦

　　5G RTU網絡攝像頭 F-SC242

　　F-SC242 物聯網 RTU 攝像頭作為智能物聯網監控系統的主要產品，專為工業級物聯網應用而設計。采用工業級 4G/5G 模塊，可以提供無線長距離、低延遲的高清視頻。同時內置高性能工業級 CPU，采集各類傳感器數據并進行基本協議轉換，實時在前端進行人工智能視頻分析。

　　海螺攝像頭 F-SC621

　　F-SC621是一款小尺寸室內海螺攝像頭，可選兩百萬像素的Sensor，可定制多種IoT接口，精致高端的設計適合多種室內環境的部署。目前該款產品已經廣泛應用于智慧工廠、智慧港口、智慧園區等大型項目中。