4G時代安防新應用展望

　　預計未來數年，4G將給安防尤其是無線安防市場帶來全新的發(fā)展契機。安防設備商和解決方案提供商仍需加強研發(fā)，以實現更多更深入的行業(yè)應用，進一步拓展安防市場容量。

　　2013年末，工業(yè)和信息化部向中國聯通、中國電信、中國移動正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務牌照(即4G牌照)，三家運營商均獲得TD-LTE牌照，此舉標志著中國電信產業(yè)正式進入了4G時代。然而，進入4G時代對于安防產業(yè)來說意味著什么?對整個行業(yè)又將帶來多大影響?筆者將從一個設備廠商的角度，淺談4G對安防的影響。

　　4G撐起安防新應用

　　對于整個安防行業(yè)來說，一項新技術的出現必然會產生重大的影響。雖然相對于3G,4G最主要的提升還是在網絡帶寬，但回顧過去，在3G出現之初，由于網絡速度的提升，極大推動了手機產業(yè)的發(fā)展，并帶來一系列應用的產生，如手機購物、手機銀行、微博、微信等。

　　回到安防產業(yè)。在3G出現以前，由于受網絡傳輸速度的限制，2G時代的無線監(jiān)控基本是基于圖片的，到3G時代，無線視頻監(jiān)控成為了可能，進而對整個無線安防的產品形態(tài)、產業(yè)規(guī)模都產生了重大的影響。那么4G是否也能產生3G時代的蝴蝶效應呢?

　　從3G和4G理論速度的對比可以看出，TD-LET的理論速度相對EVDO快了將近30倍，比WCDMA快了將近7倍。有了高速網絡支撐，以往在無線安防中“不敢做也做不了”的應用，有了成為現實的基礎條件。

　　安防新應用簡析

　　從2G跨越至3G，無線監(jiān)控從簡單的圖片上傳、GPS信息發(fā)展為視頻監(jiān)控和行車信息監(jiān)控。那么從3G跨越至4G，又能實現哪些新的應用呢?我們可以大膽地展望一下。

　　高清視頻預覽

　　在實際測試中，4G網絡的下行速度一般可以達到10Mbps，上行可以達到4Mbps，因此，4G不但可以實現監(jiān)控終端的高清上傳，還能實現無線客戶端的高清預覽。在某些項目中，即使所有的監(jiān)控點都采用有線網絡，也能體驗4G帶來的便捷。

　　人臉識別比對

　　人臉識別比對在美國大片中屢見不鮮。在人流量大、人員情況復雜的公交車、大巴車、列車等場景下，更需要通過人臉識別和比對進行安全管理。在現有條件下，在固定點監(jiān)控中已經能夠實現這項技術，但由于后臺數據中心數據量龐大，對比工作只能在后臺中心完成。要不斷將高清錄像和抓圖發(fā)送到數據中心，3G網絡顯然難以承載，而通過支持4G的智能監(jiān)控終端，實現這種一整套安全管理模式就成為了可能。

　  報警視頻推送

　　以往發(fā)生突發(fā)事件警報時，后臺人員通過手動打開視頻進行查看實時性太慢，直接影響到事件的處理，而一些無線監(jiān)控終端受網絡帶寬和時延限制，更是無法實現這項功能，在出現緊急突發(fā)事件的情況下，報警的應急性大為降低，如通過4G傳輸，將報警后時的實時視頻快速推送至監(jiān)控中心和管理終端，就能真正實現應急響應。

　　基于4G的集群對講、視頻會議

　　以往的集群對講都基于模擬或者數字電臺，視頻會議則通?；谟芯€網絡。4G網絡的出現，其高帶寬、低延遲的特性，將能夠保證通過手持終端實現集群對講或視頻會議，這將大幅提升現代人防的科技含量和實戰(zhàn)效果。

　　綜上所述，預計未來數年，4G將給安防尤其是無線安防市場帶來全新的發(fā)展契機，安防設備商和解決方案提供商仍需加強研發(fā)以實現更多更深入的行業(yè)應用，進一步拓展安防市場容量。

　　( 文/王柳程 杭州?？低晹底旨夹g股份有限公司售前工程師)

　　4G助推遠程無線視頻監(jiān)控新發(fā)展

　　4G使高清遠程無線監(jiān)控落地成為可能，4G不僅帶來畫質的提升、充裕的帶寬，還將改變視頻監(jiān)控的內容，如視頻信息從二維進階到三維，這不僅讓監(jiān)控體驗具備了身臨其境的感覺，還能為用戶提供精確的度量數據，如被觀測物體的高度、距離等，若再配合手勢識別等穿戴技術，科幻影片中的超現實體驗將能成為現實。

　　2013年底，工信部向中國移動、中國電信、中國聯通等三大運營商發(fā)放了4G運營牌照，標志著4G開始進入全面商用化的時代。然而，4G能否帶領我們進入遠程無線監(jiān)控的“視頻信息化時代”呢?

　　遠程無線視頻監(jiān)控組網包含前端(攝像機、DVR、NVR)無線接入和后端(客戶端如手機)無線接入，前者占用無線的上行帶寬，而后者消耗無線的下行帶寬。以目前常見的編碼壓縮算法H.264MainProfile 計算，720P實時視頻至少需要2Mbps(以下用“M”表示“Mbps”)才能獲得“高清”的視覺效果，而1080P全高清視頻則需4M碼率。

　　在3G時代，即便以理論帶寬計，3G網絡也只能勉強滿足高清無線監(jiān)控的后端接入，前端接入則不甚可行，實際的應用效果則更不理想——但4G有望解決這個難題。由于4G擴展了有效頻譜，提高了頻譜的利用率，并采用MIMO(多輸入多輸出)等技術，使得帶寬獲得極大的提升。4G的LTE-Advanced和IEEE 802.16m都可以提供至少100M下行和30M上行的速率，這足以滿足高清視頻的傳輸需求。

　　高清視頻對丟幀十分敏感，損壞一個P幀(或因為丟包導致P幀部分信息丟失)或將導致該幀及后續(xù)GOP內的所有P幀無法解碼，若損壞I幀則后果更嚴重。分層編碼技術雖然可以改善這種情況，但無法從根本上解決，所以具有重傳排序能力的TCP傳輸協(xié)議在無線監(jiān)控中非常普及。然而，TCP協(xié)議對丟包率和時延極其敏感，高誤碼率和高時延也是3G無法支撐高清視頻的另一個重要原因，而4G采用的正交頻分復用(OFDM)調制技術、智能天線技術和MIMO技術，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，降低了誤碼率并減少了數據傳輸時延，有效地保障了TCP傳輸的效率。

　　無線視頻監(jiān)控的帶寬會隨著用戶數量的增加而急劇下降，這是3G系統(tǒng)的另一個突出問題。在CDMA系統(tǒng)中，各個用戶信號之間存在一定的相關性，這就是多址干擾存在的根源，隨著用戶數量增加或信號功率增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。4G采用多用戶檢測技術，在傳統(tǒng)檢測技術的基礎上充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠近效應問題，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因而能更有效地利用鏈路頻譜資源，提高系統(tǒng)容量。

　　視頻解碼是一個非常耗電的應用，在手機電池容量未能大幅提升前，高清視頻監(jiān)控對手機電量的消耗問題不容小覷，而4G移動通信系統(tǒng)采用的多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡技術等，可以有效延長用戶終端的電池續(xù)航時間。

　　視頻的高清化同時意味著流量的增加。在3G時代，流量資費相對昂貴，在建設4G通信網絡系統(tǒng)時，運營商會考慮在3G的基礎設施上采用逐步引入的方法，有效降低運營商和用戶的費用，這保證了4G更低的投入成本，使4G的流量資費降低成為可能。

　　(文/周迪 浙江宇視科技有限公司測試中心部長)

　　4G+移動信息終端，無線寬帶多媒體通信邁入新時代

　　從移動通信技術的歷史發(fā)展及比較，我們即可看到作為4G技術的TD-LTE所帶來的技術上的巨大優(yōu)勢：4G網絡可以實現上行50M，下行100M的高帶寬，完全可以滿足1080P的高清視頻傳輸需要。因而在專業(yè)視頻監(jiān)控領域，具備了廣闊的應用前景。

　　4G優(yōu)勢凸顯

　　似乎是應了那句“理想是豐滿的，現實是骨感的”，回顧歷史，自2009年國家“出其不意”發(fā)放3G牌照以來，傳說中的“無線寬帶時代”卻總是與人們的現實體驗有著很大的落差。原因無它，3G時代的無線帶寬還是未如人意。尤其是在需要高帶寬的視頻監(jiān)控領域，3G網絡更讓專業(yè)級客戶對視頻效果難以滿意。

　　但與2009年的3G牌照發(fā)放不同，2013年的4G牌照發(fā)放，則是預料之中的必然結果。2013年末，三大移動通信運營商全部獲得了TD-LTE的4G運營牌照，從而正式拉開了中國4G時代的序幕。

　　從移動通信技術的歷史發(fā)展及比較，我們即可看到作為4G技術的TD-LTE所帶來的技術上的巨大優(yōu)勢：4G網絡可以實現上行50M，下行100M的高帶寬，完全可以滿足1080P的高清視頻傳輸需要。因而在專業(yè)視頻監(jiān)控領域，具備了廣闊應用前景。

　　4G助力實現無線寬帶多媒體集群通信服務

　　VoLTE即Voice over LTE，它是一種IP數據傳輸技術，無需2G/3G網，全部業(yè)務承載于4G網絡上，可實現數據與語音業(yè)務在同一網絡下的統(tǒng)一。換言之，4G網絡下不僅僅提供高速率的數據業(yè)務，同時還提供高質量的音視頻通話，后者便需要VoLTE技術來實現。

　　因此，基于4G的VOLTE的全IP承載網絡，以及4G上行超過50M，下行超過100M的高帶寬，以移動性、高寬帶、融合通信為主要應用的無線寬帶多媒體通信服務，將具備了廣闊的應用前景。典型的如城管、交警、海關、工商、環(huán)保等政府和行業(yè)執(zhí)法應用。基于4G寬帶網絡和專業(yè)執(zhí)法終端，即可實現融合視頻、語音、定位、文本、會議、調度于一體的無線寬帶多媒體集群通信服務。

　　目前，運營商正在大力推動4G網絡的建設和4G結合行業(yè)需求的應用拓展，典型的如結合電視直播的4G即攝即傳，結合行業(yè)執(zhí)法應用的4G移動單兵等等。

　　顯然，集群通信服務早已有之，但為什么會說，在4G網絡出來后，才會迎來真正的寬帶多媒體通信新時代呢?

　　這主要是由兩個基礎條件決定的，一個是4G網絡的高傳輸帶寬和VOLTE的全IP化承載網絡，可以承載1080P格式及以上的高清視頻實時直播;另外一方面是移動信息終端的快速發(fā)展，以iOS、安卓等智能操作系統(tǒng)為代表的高性能移動信息終端的發(fā)展，極大地提升了便攜手持終端的能力，從而真正可以實現ALL IN ONE的融合能力應用。

　　我們可以看到，在之前的移動執(zhí)法領域，一個執(zhí)法人員為了完成相關的執(zhí)法工作，可能需要攜帶多樣的隨身設備，例如通信用的手機，視頻記錄用的執(zhí)法記錄儀，集群調度用的對講機，業(yè)務處理用的專業(yè)業(yè)務處理終端等。這樣多樣的設備不僅極大提高了執(zhí)法人員攜帶的難度，而且很不利于設備的管理和維護，也不利于跨系統(tǒng)的數據管理和統(tǒng)一。

　　因此，在未來的移動執(zhí)法和集群調度領域，基于4G網絡，可以通過一個專用智能信息終端，就可以實現如視頻、語音、文本、定位、調度、會議以及執(zhí)法業(yè)務處理等，這可以極大簡化執(zhí)法人員的裝備負擔，提升移動執(zhí)法指揮能力。

　　(文/楊君 深圳市星谷科技有限公司商務部總經理)

　　4G時代的無線監(jiān)控發(fā)展初探

　　4G通信現在正處于預熱階段，預計在未來1-2年內進入高速發(fā)展期。無線圖像監(jiān)控產品在帶寬問題解決后，資費、電源、維護問題等障礙將顯得更加突出。各設備生產廠商和集成商應下更大的力氣來研究、解決這些實際運行中的問題，才能迎來4G無線監(jiān)控的大發(fā)展。<8>四川天翼網絡服務有限公司方案與產品設計部經理王仕斌

　　4G給無線監(jiān)控帶來的改變

　　4G的到來，使得監(jiān)控進入這樣一個時代：帶寬的增長第一次超過了主流的監(jiān)控需求。在3G時代經常使用的兩種制式中，中國聯通3G 下載速率為5M，上行為2.8M(350K);在中國電信3G 下載速率為2.6M(330K)，以上僅為理論值，但實施時發(fā)現網速經常只有理論速率的1/3-1/4，在網絡負載大或者信號差的場合，速率則更低。而眾所周知，H.264編碼格式下，D1清晰度的視頻傳輸需要1.5-2M帶寬，720P則需要6-8M。由于3G帶寬的限制，實際項目中使用的3G傳輸設備卡頓，延遲，掉線可以說是家常便飯，惡化了用戶的感知。這是3G無線監(jiān)控進展較為緩慢的主因。而4G的出現徹底改變了這一現象，與3G 相比，4G傳輸帶寬提高了一個數量級，典型的理論速率可以達到50M，即使按照3G時代的經驗值考慮各種因素對帶寬的影響也可以達到10M以上，實際上4G在FDMA、TDMA、CDMA的基礎上引入空分多址 (SDMA)機制，使得系統(tǒng)容量提高了5-10倍，其設備掉線率下降，傳輸質量更有保障。從3G到4G，無線傳輸技術真正實現了從量變到質變，給通信行業(yè)、安防行業(yè)等帶來實實在在的質和量的提升。我們在前期接觸的測試設備(720P)表現清晰，流暢、前端高速移動過程中連接穩(wěn)定，可以說達到了多年來業(yè)界人士夢寐以求的效果。

　　4G將顛覆傳統(tǒng)業(yè)務模式

　　進入互聯網時代，當我們以更廣闊的思維來展望4G監(jiān)控的前景，我們看到的將是另一個景象，那就是4G時代也帶來了一種可能：監(jiān)控不再以傳統(tǒng)的方式出現，視頻監(jiān)控會以更快的速度擺脫傳統(tǒng)的專業(yè)形象，成為一種消費類型的產品;

　　我們回顧一下近20年來監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展史就會看到，隨著技術的發(fā)展，實際上監(jiān)控系統(tǒng)的實施難度一直在不斷地下降，系統(tǒng)對安裝維護經驗的依賴大大降低。但布線、設備IP地址等網絡設置工作普通用戶尚不能承擔，這已經是阻止監(jiān)控設備成為電子產品的最后一道障礙。而4G監(jiān)控和IPV6的出現和走向實用將使得這最后一道障礙被突破，采用4G和WLAN將不再需要進行布線操作ipv6將可以在出廠前就為每一個電子設備配置好IP地址，不再需要進行繁瑣的地址設置工作，從而完全實現即插即用。很大一部分監(jiān)控設備將以消費電子產品的形式出現。甚至攝像機會成為手機互聯網應用和互聯網家電的附件，只是這些產品和應用實現相關功能的零件而已。屆時，監(jiān)控行業(yè)將顛覆我們熟悉的業(yè)務模式!

　　4G通信現在正處于預熱階段，預計在未來1-2年內進入高速發(fā)展期。無線圖像監(jiān)控產品在帶寬問題解決后，資費、電源、維護問題等障礙將顯得更加突出。如資費方面，高清監(jiān)控對流量的需求將是傳統(tǒng)監(jiān)控的數倍，更是普通手機應用無法比擬的。在4G時代到來后，各設備生產廠商和集成商應下更大的力氣來研究、解決這些實際運行中遇到的問題，才能迎來4G無線監(jiān)控的大發(fā)展。否則，這些不起眼的小問題將成為4G無線監(jiān)控推廣的攔路虎。