中國電信：視聯網云化技術白皮書2024

目錄序言 1第一章云化技術發(fā)展趨勢 4技術發(fā)展歷程 4云化是下一代視聯網發(fā)展方向 5標準與規(guī)范體系 6現有標準化進展 6視聯網云化標準體系 8第二章云化關鍵技術 9云化技術體系 9云網融合 9分布式云網架構 9云化控制技術 10軟硬一體技術 11多維感知技術 11混合網絡組網技術 12視頻融云 12智能編碼技術 13超低時延傳輸技術 13高效P2P傳輸技術 14視頻流直存技術 14認知驅動流控技術 14云智一體 15視覺大模型技術 15視頻理解技術 16數字視網膜協同計算架構 17安全可信 18隱私計算 18量子加密 19區(qū)塊鏈 20第三章視聯網云化技術實踐 21云化技術發(fā)展路徑 21中國電信云化實踐 22視聯網云化平臺架構 22關鍵領域實踐 23第四章總結與展望 26縮略語列表 27參考文獻 28圖目錄圖1 技術發(fā)展趨勢概覽圖 6圖2 視聯網云化標準體系 8圖3 云化技術體系圖 9圖4 多模態(tài)大模型發(fā)展與應用 16圖5 視網膜協同架構示意圖 17圖6 中國電信視聯網平臺體系架構圖 23第一章云化技術發(fā)展趨勢技術發(fā)展歷程要經歷了四階段的發(fā)展。第一代模擬監(jiān)控（1979~1992）CCTV機將場景中的圖像轉換成模擬信號，經過連接的電纜傳輸到監(jiān)視器上進行顯示。CCTV和管理錄像數據相對繁瑣。第二代數字化（1992~2005）術是數字視頻錄像機（DigitalVideoRecorder，DVR）。DVR大容量硬盤存儲，取代了傳統的模擬磁帶錄像機。相比模擬監(jiān)控系統，DVR系統具有更和便捷。DVR系統的大容量硬盤存儲使得用戶能夠存儲更長時間的監(jiān)控數據，并可通過快速搜索和回放功能方便地檢索所需視頻片段。第三代網絡化（2005~2017）的代表性技術是網絡攝像機（InternetProtocolCamera，IPC）終端。IPC大提升了視頻安防系統的靈活性、可擴展性和智能化水平。第三代網絡化階段，網絡攝像機的出現推動了視頻安防系統向IP（InternetIP數據進行遠程存儲和管理。第四代智能化（2017~2024）在第四代智能化階段，視頻安防系統通過與人工智能技術的融合，實現了更智能、事件觸發(fā)和預測分析等功能。此外，智能化技術還支持視頻數據的大規(guī)模存儲和處理，云化是下一代視聯網發(fā)展方向視頻數據的集中存儲、挖掘和利用，為智能算法提供了豐富數據支撐。實現新一代信息技術、賦能視聯網高質量發(fā)展的關鍵發(fā)展方向。圖1技術發(fā)展趨勢概覽圖拓展行業(yè)發(fā)展空間，為社會安全保駕護航，發(fā)揮更加廣泛而深遠的價值。標準與規(guī)范體系現有標準化進展國家標準國家標準解決了網絡化進程中系統互聯互通間的瓶頸技術問題，側重破解視頻聯網中最關鍵的通信信令及媒體格式規(guī)范難題，有效推進了視頻監(jiān)控圖像資源的廣泛共享，節(jié)省了視頻信息共享應用的社會整體資源成本。截至到24年5月，已批準發(fā)布的主要國家標準包括：技術標準GB/T28181-2022GB/T25724-2017《公共安全視頻監(jiān)控數字視音頻編解碼技術要求》GB35114-2017《公共安全視頻監(jiān)控聯網信息安全技術要求》GB/T37958-2019《視頻監(jiān)控系統主動照明部件光輻射安全要求》GB20815-2006《視頻安防監(jiān)控數字錄像設備》GB/T30147-2013《安防監(jiān)控視頻實時智能分析設備技術要求》GB/T31488-2015《安全防范視頻監(jiān)控人臉識別系統技術要求》GB/T37845-2019《居家安防智能管理系統技術要求》測試標準GB/T39272-2020《公共安全視頻監(jiān)控聯網技術測試規(guī)范》GB/T39274-2020《公共安全視頻監(jiān)控數字視音頻編解碼技術測試規(guī)范》GB/T43026-2023 《公共安全視頻監(jiān)控聯網信息安全測試規(guī)范》GB/T33778-2017《視頻監(jiān)控系統無線傳輸設備射頻技術指標與測試方法》管理標準GB37300-2018《公共安全重點區(qū)域視頻圖像信息采集規(guī)范》國際標準ITU-T組織制定需求定義、架構規(guī)范和信令協議等系列標準，覆蓋了視頻監(jiān)控各個30助力了國內廠商在海外市場的拓展。隨著技術和產業(yè)鏈的日漸成熟，ITU-T相關標準體系日漸完善，已發(fā)布相關標準主要包括：F.743/大數據、通信、終端等需求場景。H.626網絡和應用場景等體系結構要求。H.627議的規(guī)范要求。F.735系列標準，明確了軟件定義攝像機的需求、功能架構和接口協議。行業(yè)標準（公安部主管量有37GA/T1399GA/T1400《公安視頻圖像信息應用系統》、GA/T1788《公安視頻圖像信息系統安全技術要求》等系作用，同時也引領了全行業(yè)在智能化和安全性方面的發(fā)展。中國通信標準化協會（工信部主管）組織編制了電信網視頻監(jiān)控的系列標準，已發(fā)布標準有17YD/T1YD/T2455.2-20132YD/T3492-2019《視頻有效指導了電信網絡環(huán)境下視頻監(jiān)控的業(yè)務部署與規(guī)模發(fā)展。視聯網云化標準體系AI景，助推視頻行業(yè)基礎架構變革與融合。景及需求、應用系統架構和協議接口。圖2視聯網云化標準體系通過研制基于云網融合等新一代信息技術構建視頻業(yè)務超融合體系架構和基礎設云化視聯網產業(yè)鏈的高質量發(fā)展及高水平統一。第二章云化關鍵技術云化技術體系頻安防領域帶來更協同、高效、智能和可靠的解決方案，推動行業(yè)的進一步發(fā)展。云網融合

圖3云化技術體系圖分布式云網架構從而實現系統的高可用性和可擴展性。在分布式云網架構中，云資源通過分布在不同區(qū)域的多個云節(jié)點組成資源池，每個9設施，資源被抽象成統一的對象池，通過集中編排實現智能調度。延?？臻g之間權衡資源分配。通過場景自適應，提高資源利用效率。對突發(fā)業(yè)務高峰?？煽康脑凭W資源承載能力，是視聯網云化轉型的重要基礎。云化控制技術編程性，是實現視聯網云化轉型的關鍵支撐技術。在傳統分散式部署模式下，各個監(jiān)控點位上的設備彼此獨立，缺乏統一管理平臺，給運維和擴展帶來了巨大挑戰(zhàn)。隨著物聯網時代的到來，視聯網終端設備種類和數量都將呈現爆炸式增長，如果仍沿用分散管理方式，必將耗費大量人力物力成本。固化在硬件中的能力獲得解放，可被靈活組合、遠程編排和集中管理。散式部署模式帶來的痛點，大幅提升了運維效率和資源利用率。更重要的是，云化控制平面賦予了系統強大的靈活性和敏捷性。它不僅能將各類異昂貴的設備更換成本，可快速響應不同場景的個性化需求。軟硬一體技術AI源的統一抽象管理。求動態(tài)加載合適的算法模型和安全組件，發(fā)揮軟硬件效能的最大協同。技術。多維感知技術協同。效、準確的視覺理解和認知推理能力，滿足多場景智能化應用需求。此外，多維感知技術需與分布式云網架構、云化控制等技術緊密結合，實現計算與資源利用效率，推動視聯網向智能化、高效化和泛在化方向演進?；旌暇W絡組網技術（（如5G/6GWi-Fi（如低功耗廣域網等SDNSRv6制的網絡能力。顯著增強業(yè)務的可靠性和適應能力。敏感數據的保密傳輸，推動視聯網向安全可信網絡演進。網絡的傳輸效率。視頻融云大幅提升了視頻應用的質量和效率，推動視頻在更多行業(yè)領域的創(chuàng)新應用。智能編碼技術在視頻質量和碼率之間達到更優(yōu)的平衡。智能編碼技術的實現可以參考以下幾個技術路徑:前最佳編碼標準H.266/VVC更出色的編碼性能。視頻云等對帶寬及時延的苛刻要求。域的碼率開銷，從而在整體上實現高質量、高效率的編碼效果。融合經典算法和新興AI技術：將經典的編碼算法（如幀內預測、幀間差分等）編碼性能的同時，控制編解碼算法的計算復雜度。超低時延傳輸技術AIWebRTCSRT和QUIC等新協議通過針對視頻優(yōu)化，實現了低延遲和高可靠性傳輸；而QUIC則在提高傳輸速度的同時，還增強了安全性和連接可靠性，有望成為未來網絡傳輸的主流協議。AI的編解碼優(yōu)化技術則通過硬件加速、碼率控制等手段降低編解碼延遲。網絡加速技術是確保超低時延傳輸的重要保障。CDN（內容分發(fā)網絡）、P2P等網絡加速手段可在網絡層面加速視頻傳輸；而5G/6G、IPv6等新型網絡協議和技術則為超取和處理，進一步縮短傳輸路徑。高效P2P傳輸技術低中心服務器的壓力。傳統的客戶端-服務器模式在設備操控、視頻直播、錄像調閱等場景下存在單點故障風險，且隨著并發(fā)用戶數量的增加，中心服務器的負載壓力會急劇增大。而P2P技術避免了中心服務器的瓶頸問題，提升了系統的可擴展性和健壯性。高效P2P視頻傳輸技術的核心在于合理分配上下行帶寬資源，構建高效的路由拓撲技術將與5G/6GIPv6等新一代協議相結合，充分利用移動智能終端的上下行帶寬，構建更加智能化的傳輸網絡。同時，層級化P2P等新型架構的引入，將進一步優(yōu)化資源調度和路由選擇算法，提高傳輸效率和可靠性。層級化P2P還可與CDN相結合，在熱點區(qū)域部署邊緣節(jié)點，實現視頻的就近存儲和高速轉發(fā)，為視聯網提供更好的視頻傳輸支撐。視頻流直存技術在延時較大、占用轉發(fā)帶寬高和存儲容量需求高等問題。不中斷。未來，視頻流直存技術將進一步融合視頻編解碼、AI分析等能力，實現視頻實時編碼、智能分析等能力與直存一體化部署，滿足低延時、移動化、智能化等新需求。認知驅動流控技術視頻傳輸策略，實現視頻質量的主動優(yōu)化。認知驅動的視頻of優(yōu)化算法通過對網絡狀態(tài)、QoE優(yōu)云智一體視聯網各層面的深度滲透和高效運行。視覺大模型技術能力，更將拓展至更高層次的認知推理、決策規(guī)劃和行為控制等通用人工智能能力。近年來，Transformer、MLPGPT-3大型語言模型問世，展現出大規(guī)模預訓練模型強大的語言理解和生成能力，引發(fā)圖4多模態(tài)大模型發(fā)展與應用智慧園區(qū)、智能物流、應急救援等諸多領域釋放巨大應用潛能。視頻理解技術助光流模型捕捉目標運動軌跡，利用遞歸神經網絡（如LSTM）對時間序列進行建模，值的語義支持。近年來，視頻理解領域涌現出多種創(chuàng)新型視覺大模型網絡，如TimeSformer、VideoSwin更能真正“理解”其中的語義信息，進而自主執(zhí)行復雜的視覺認知和決策任務。數字視網膜協同計算架構的端-云計算模式，引入了全新的端云協同計算范式。進行建模和推理，計算壓力和延時也是巨大挑戰(zhàn)。圖5視網膜協同架構示意圖法對特征進行流式壓縮傳輸，大幅降低了上傳帶寬的需求。云端則配備了強大的AI容理解支撐。-邊-云環(huán)境下的模型復高效和靈活。頻分析和理解的精度和魯棒性。安全可信戶提供安全可靠的服務保障。隱私計算索和跨云視頻協同計算等創(chuàng)新應用:隱私保護視頻標注：標注人員無需直接接觸原始視頻數據，而是對被加密的視頻進行標注。利用同態(tài)加密技術，只有在標注人員的工作滿足特定規(guī)則時，加隱私保護視頻檢索：在加密的視頻大數據集中進行檢索，獲得滿足條件的視頻內容索引。查詢方和服務方均無需直接接觸原始數據，保護視頻隱私。跨云視頻協同計算：私數據的前提下，通過數據本地化并協作訓練模型，實現跨平臺視頻分析、隱私視頻標注、模型增量更新等應用。視聯網匯聚的海量優(yōu)質視頻數據可作為聯邦學習的樣本貢獻方，助力其他行業(yè)的模型訓練。場景。更高層次的聚合和創(chuàng)新應用。量子加密應用場景。強的攻擊者，也無法破解該密鑰，確保視頻傳輸的絕對安全。即使存儲介質或設備被竊取，攻擊者也無法獲取密鑰，視頻數據得到根本保護。針對量子密鑰分發(fā)在視頻場景下的實際應用需求，需要突破以下幾個技術問題:高速量子密鑰生成和分發(fā)需要研發(fā)高速量子隨機數生成器和高速量子密鑰分發(fā)設備，確保密鑰生成和分發(fā)速度滿足視頻業(yè)務需求。量子加密設備小型化和集成化和集成化，實現與普通視頻傳輸設備無縫對接?？稍谛酒壣霞闪孔用荑€生成和加密處理模塊，開發(fā)專用的量子視頻加密芯片或安全模塊。視頻業(yè)務智能調度，結合實際場景智能調度量子加密機制。對安全性要求極高實現量子加密與傳統加密的混合使用，有效提高資源利用效率。等服務。視頻融云系統提供堅實的安全防護，助力視聯網邁向更高水平。區(qū)塊鏈態(tài)。基于區(qū)塊鏈的智能合約技術，可實現視頻數據跨平臺、跨區(qū)域的點對點安全流轉。視頻買賣雙方訂立條件合約，對交易內容、版權收費等進行編碼，待條件滿足時自動執(zhí)行交易，過程完全透明、公正、不可篡改。據的實時存取，提升證據傳輸和審理的效率。未來，隨著技術的深入演進，區(qū)塊鏈將在視聯網中發(fā)揮越來越重要的作用。結合5G/6G、邊緣計算等技術，將能提供視頻證據的實時上鏈和無處不在的存證服務。與人工智能相融合，可實現視頻內容的自動摘要和上鏈，進一步提高視頻管理效率。第三章視聯網云化技術實踐云化技術發(fā)展路徑結合新一代信息通信技術的創(chuàng)新發(fā)展，視聯網正加速推進“云網融合、視頻融云、云智一體、安全可信”四大領域的技術突破和應用創(chuàng)新。近期（2024~2025年）云網融合方面，建立覆蓋廣泛的視聯網承載網絡，將視頻數據接入就近的邊緣SDN/NFV等智能服務，初步形成端云協同的智能視頻分析體系。視頻融云方面，圍繞編解碼、傳輸、存儲等方面開展技術創(chuàng)新。實施基于AI的5G5G云智一體方面，持續(xù)完善視頻大數據中心，匯聚各地區(qū)、各行業(yè)的視頻數據，建立PB安全可信方面，引入量子加密技術，保障視頻數據的傳輸安全和存儲安全；建防攻擊能力。中期（2026~2027年）云網融合方面，全面實現視頻專網與通用云、行業(yè)云、政務云的互聯互通，建積極探索6G技術在視聯網中的應用，為超高清視頻、全息影像等創(chuàng)新應用提供更優(yōu)質的網絡保障。P2PCDN等視頻分發(fā)關鍵技術，提升視頻服務質新場景。云智一體方面，升級視頻大數據中心，突破大規(guī)模分布式存儲、分布式計算等AI源異構數據的關聯分析和場景化應用。安全可信方面，部署隱私計算技術，支持隱私保護視頻標注、隱私保護視頻檢防御、態(tài)勢感知等智能安全防護能力。遠期（2028~2030年）云網融合方面，視聯網將與自動駕駛、工業(yè)互聯網、遠程醫(yī)療等跨行業(yè)專網實現互聯互通，滿足各行業(yè)數字化轉型的個性化需求。結合6G、衛(wèi)星互聯網、量子通信求。度數字化、智能化的虛實融合平臺，催生更多視頻應用新業(yè)態(tài)、新模式。云智一體方面，依托多行業(yè)海量數據積累，建成覆蓋安防、交通、政務、醫(yī)療AI智能系統具備自主學習、主動進化和認知決策等能力。安全可信方面，持續(xù)優(yōu)化端到端安全防護體系，確保視頻業(yè)務可靠運行。升級構筑值得信賴的視聯網數字基石。中國電信云化實踐視聯網云化平臺架構全國最大的視頻監(jiān)控數字化平臺。圖6中國電信視聯網平臺體系架構圖視頻云網服務，助推視聯業(yè)務的規(guī)?；l(fā)展。關鍵領域實踐云網融合取得了一系列創(chuàng)新突破，為行業(yè)轉型升級奠定了堅實基礎。構建統一的云網資源協調平臺天翼視聯網采用SDN、網絡切片等技術，建立了集中統一的資源管理和調度平臺。實現云網深度融合構建開放融合的網絡架構天翼視聯網將骨干網、城域網和接入網融合為一體化的云化網絡。利用SRv6、FlexE協同，為視頻融合應用提供了堅實的網絡基礎。推動標準和生態(tài)建設發(fā)展的新路徑，促進了云網融合生態(tài)的繁榮。視頻融云系列創(chuàng)新實踐。應用新一代編解碼在編解碼技術領域，平臺支持了H.266/VVC、AVS3等新一代視頻編碼，并積極跟進SVAC3.0等下一代視頻編碼的標準制定和應用支持。通過對視頻內容的深度理解和分析，實現了基于視頻內容的自適應編碼，在保證視頻質量的同時大幅降低了碼率。優(yōu)化超低延時視頻能力WASM性。平臺還創(chuàng)新采用SRv6、FlexE等云網融合技術，構建了高速、可靠的視頻專網。云智一體在云智一體方面，天翼視聯網充分發(fā)揮在視頻大數據和AI領域的技術優(yōu)勢，打造了云智一體化平臺。匯聚海量視圖數據平臺匯聚了EB大數據計算框架，實現了海量視頻數據的高速檢索和深度分析。構建AI視覺大模型能力在AI識圖譜，實現了視頻、圖像、文本等多源數據的關聯分析。依托分布式算力基礎設施視聯網應用提供智能算力基礎。安全可信為確保視聯網系統的安全可靠運行，天翼視聯網構建了端到端的安全防護體系。建設全方位防護體系了全方位的安全防護。應用安全創(chuàng)新技術存儲環(huán)節(jié)的安全與隱私。第四章總結與展望時代。同調度和云化控制。同時，6G、衛(wèi)星互聯網、量子通信等新興技術將助力視聯網成為各行業(yè)值得信賴的數字底座。到20