4G時代安防新應(yīng)用展望

　　預(yù)計未來數(shù)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(jī)。安防設(shè)備商和解決方案提供商仍需加強研發(fā)，以實現(xiàn)更多更深入的行業(yè)應(yīng)用，進(jìn)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(lián)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(wù)牌照(即4G牌照)，三家運營商均獲得TD-LTE牌照，此舉標(biāo)志著中國電信產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入了4G時代。然而，進(jìn)入4G時代對于安防產(chǎn)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(shè)備廠商的角度，淺談4G對安防的影響。

　　4G撐起安防新應(yīng)用

　　對于整個安防行業(yè)來說，一項新技術(shù)的出現(xiàn)必然會產(chǎn)生重大的影響。雖然相對于3G,4G最主要的提升還是在網(wǎng)絡(luò)帶寬，但回顧過去，在3G出現(xiàn)之初，由于網(wǎng)絡(luò)速度的提升，極大推動了手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并帶來一系列應(yīng)用的產(chǎn)生，如手機(jī)購物、手機(jī)銀行、微博、微信等。

　　回到安防產(chǎn)業(yè)。在3G出現(xiàn)以前，由于受網(wǎng)絡(luò)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(jìn)而對整個無線安防的產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模都產(chǎn)生了重大的影響。那么4G是否也能產(chǎn)生3G時代的蝴蝶效應(yīng)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(wǎng)絡(luò)支撐，以往在無線安防中“不敢做也做不了”的應(yīng)用，有了成為現(xiàn)實的基礎(chǔ)條件。

　　安防新應(yīng)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(xiàn)哪些新的應(yīng)用呢?我們可以大膽地展望一下。

　　高清視頻預(yù)覽

　　在實際測試中，4G網(wǎng)絡(luò)的下行速度一般可以達(dá)到10Mbps，上行可以達(dá)到4Mbps，因此，4G不但可以實現(xiàn)監(jiān)控終端的高清上傳，還能實現(xiàn)無線客戶端的高清預(yù)覽。在某些項目中，即使所有的監(jiān)控點都采用有線網(wǎng)絡(luò)，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(fù)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(jìn)行安全管理。在現(xiàn)有條件下，在固定點監(jiān)控中已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)這項技術(shù)，但由于后臺數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心，3G網(wǎng)絡(luò)顯然難以承載，而通過支持4G的智能監(jiān)控終端，實現(xiàn)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(jìn)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(wǎng)絡(luò)帶寬和時延限制，更是無法實現(xiàn)這項功能，在出現(xiàn)緊急突發(fā)事件的情況下，報警的應(yīng)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(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)。

　　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(shù)字電臺，視頻會議則通常基于有線網(wǎng)絡(luò)。4G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，其高帶寬、低延遲的特性，將能夠保證通過手持終端實現(xiàn)集群對講或視頻會議，這將大幅提升現(xiàn)代人防的科技含量和實戰(zhàn)效果。

　　綜上所述，預(yù)計未來數(shù)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(jī)，安防設(shè)備商和解決方案提供商仍需加強研發(fā)以實現(xiàn)更多更深入的行業(yè)應(yīng)用，進(jìn)一步拓展安防市場容量。

　　( 文/王柳程 杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司售前工程師)

　　4G助推遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控新發(fā)展

　　4G使高清遠(yuǎn)程無線監(jiān)控落地成為可能，4G不僅帶來畫質(zhì)的提升、充裕的帶寬，還將改變視頻監(jiān)控的內(nèi)容，如視頻信息從二維進(jìn)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(shù)據(jù)，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(shù)，科幻影片中的超現(xiàn)實體驗將能成為現(xiàn)實。

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

　　遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控組網(wǎng)包含前端(攝像機(jī)、DVR、NVR)無線接入和后端(客戶端如手機(jī))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(wǎng)絡(luò)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(yīng)用效果則更不理想——但4G有望解決這個難題。由于4G擴(kuò)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(shù)，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(dǎo)致P幀部分信息丟失)或?qū)?dǎo)致該幀及后續(xù)GOP內(nèi)的所有P幀無法解碼，若損壞I幀則后果更嚴(yán)重。分層編碼技術(shù)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(fù)用(OFDM)調(diào)制技術(shù)、智能天線技術(shù)和MIMO技術(shù)，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(shù)據(jù)傳輸時延，有效地保障了TCP傳輸?shù)男省?/p>

　　無線視頻監(jiān)控的帶寬會隨著用戶數(shù)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(guān)性，這就是多址干擾存在的根源，隨著用戶數(shù)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(shù)，在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)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(jìn)行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)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(yīng)用，在手機(jī)電池容量未能大幅提升前，高清視頻監(jiān)控對手機(jī)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(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)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(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，運營商會考慮在3G的基礎(chǔ)設(shè)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(shù)的歷史發(fā)展及比較，我們即可看到作為4G技術(shù)的TD-LTE所帶來的技術(shù)上的巨大優(yōu)勢：4G網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)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(lǐng)域，具備了廣闊的應(yīng)用前景。

　　4G優(yōu)勢凸顯

　　似乎是應(yīng)了那句“理想是豐滿的，現(xiàn)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(xiàn)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(lǐng)域，3G網(wǎng)絡(luò)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(yù)料之中的必然結(jié)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(shù)的歷史發(fā)展及比較，我們即可看到作為4G技術(shù)的TD-LTE所帶來的技術(shù)上的巨大優(yōu)勢：4G網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)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(lǐng)域，具備了廣闊應(yīng)用前景。

　　4G助力實現(xiàn)無線寬帶多媒體集群通信服務(wù)

　　VoLTE即Voice over LTE，它是一種IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，無需2G/3G網(wǎng)，全部業(yè)務(wù)承載于4G網(wǎng)絡(luò)上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。換言之，4G網(wǎng)絡(luò)下不僅僅提供高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時還提供高質(zhì)量的音視頻通話，后者便需要VoLTE技術(shù)來實現(xiàn)。

　　因此，基于4G的VOLTE的全I(xiàn)P承載網(wǎng)絡(luò)，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(yīng)用的無線寬帶多媒體通信服務(wù)，將具備了廣闊的應(yīng)用前景。典型的如城管、交警、海關(guān)、工商、環(huán)保等政府和行業(yè)執(zhí)法應(yīng)用。基于4G寬帶網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)執(zhí)法終端，即可實現(xiàn)融合視頻、語音、定位、文本、會議、調(diào)度于一體的無線寬帶多媒體集群通信服務(wù)。

　　目前，運營商正在大力推動4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和4G結(jié)合行業(yè)需求的應(yīng)用拓展，典型的如結(jié)合電視直播的4G即攝即傳，結(jié)合行業(yè)執(zhí)法應(yīng)用的4G移動單兵等等。

　　顯然，集群通信服務(wù)早已有之，但為什么會說，在4G網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)條件決定的，一個是4G網(wǎng)絡(luò)的高傳輸帶寬和VOLTE的全I(xiàn)P化承載網(wǎng)絡(luò)，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(xiàn)ALL IN ONE的融合能力應(yīng)用。

　　我們可以看到，在之前的移動執(zhí)法領(lǐng)域，一個執(zhí)法人員為了完成相關(guān)的執(zhí)法工作，可能需要攜帶多樣的隨身設(shè)備，例如通信用的手機(jī)，視頻記錄用的執(zhí)法記錄儀，集群調(diào)度用的對講機(jī)，業(yè)務(wù)處理用的專業(yè)業(yè)務(wù)處理終端等。這樣多樣的設(shè)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(shè)備的管理和維護(hù)，也不利于跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一。

　　因此，在未來的移動執(zhí)法和集群調(diào)度領(lǐng)域，基于4G網(wǎng)絡(luò)，可以通過一個專用智能信息終端，就可以實現(xiàn)如視頻、語音、文本、定位、調(diào)度、會議以及執(zhí)法業(yè)務(wù)處理等，這可以極大簡化執(zhí)法人員的裝備負(fù)擔(dān)，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(wù)部總經(jīng)理)

　　4G時代的無線監(jiān)控發(fā)展初探

　　4G通信現(xiàn)在正處于預(yù)熱階段，預(yù)計在未來1-2年內(nèi)進(jìn)入高速發(fā)展期。無線圖像監(jiān)控產(chǎn)品在帶寬問題解決后，資費、電源、維護(hù)問題等障礙將顯得更加突出。各設(shè)備生產(chǎn)廠商和集成商應(yīng)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(wǎng)絡(luò)服務(wù)有限公司方案與產(chǎn)品設(shè)計部經(jīng)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(jìn)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(jīng)常使用的兩種制式中，中國聯(lián)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(xiàn)網(wǎng)速經(jīng)常只有理論速率的1/3-1/4，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)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(shè)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(jìn)展較為緩慢的主因。而4G的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)象，與3G 相比，4G傳輸帶寬提高了一個數(shù)量級，典型的理論速率可以達(dá)到50M，即使按照3G時代的經(jīng)驗值考慮各種因素對帶寬的影響也可以達(dá)到10M以上，實際上4G在FDMA、TDMA、CDMA的基礎(chǔ)上引入空分多址 (SDMA)機(jī)制，使得系統(tǒng)容量提高了5-10倍，其設(shè)備掉線率下降，傳輸質(zhì)量更有保障。從3G到4G，無線傳輸技術(shù)真正實現(xiàn)了從量變到質(zhì)變，給通信行業(yè)、安防行業(yè)等帶來實實在在的質(zhì)和量的提升。我們在前期接觸的測試設(shè)備(720P)表現(xiàn)清晰，流暢、前端高速移動過程中連接穩(wěn)定，可以說達(dá)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(wù)模式

　　進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時代，當(dāng)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(xiàn)，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(chǎn)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(shù)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(hù)經(jīng)驗的依賴大大降低。但布線、設(shè)備IP地址等網(wǎng)絡(luò)設(shè)置工作普通用戶尚不能承擔(dān)，這已經(jīng)是阻止監(jiān)控設(shè)備成為電子產(chǎn)品的最后一道障礙。而4G監(jiān)控和IPV6的出現(xiàn)和走向?qū)嵱脤⑹沟眠@最后一道障礙被突破，采用4G和WLAN將不再需要進(jìn)行布線操作ipv6將可以在出廠前就為每一個電子設(shè)備配置好IP地址，不再需要進(jìn)行繁瑣的地址設(shè)置工作，從而完全實現(xiàn)即插即用。很大一部分監(jiān)控設(shè)備將以消費電子產(chǎn)品的形式出現(xiàn)。甚至攝像機(jī)會成為手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)家電的附件，只是這些產(chǎn)品和應(yīng)用實現(xiàn)相關(guān)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(wù)模式!

　　4G通信現(xiàn)在正處于預(yù)熱階段，預(yù)計在未來1-2年內(nèi)進(jìn)入高速發(fā)展期。無線圖像監(jiān)控產(chǎn)品在帶寬問題解決后，資費、電源、維護(hù)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(shù)倍，更是普通手機(jī)應(yīng)用無法比擬的。在4G時代到來后，各設(shè)備生產(chǎn)廠商和集成商應(yīng)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。