4G时代安防新应用展望

　　预计未来数年，4G将给安防尤其是无线安防市场带来全新的发展契机。安防设备商和解决方案提供商仍需加强研发，以实现更多更深入的行业应用，进一步拓展安防市场容量。

　　2013年末，工业和信息化部向中国联通、中国电信、中国移动正式发放了第四代移动通信业务牌照(即4G牌照)，三家运营商均获得TD-LTE牌照，此举标志着中国电信产业正式进入了4G时代。然而，进入4G时代对于安防产业来说意味着什么?对整个行业又将带来多大影响?笔者将从一个设备厂商的角度，浅谈4G对安防的影响。

　　4G撑起安防新应用

　　对于整个安防行业来说，一项新技术的出现必然会产生重大的影响。虽然相对于3G,4G最主要的提升还是在网络带宽，但回顾过去，在3G出现之初，由于网络速度的提升，极大推动了手机产业的发展，并带来一系列应用的产生，如手机购物、手机银行、微博、微信等。

　　回到安防产业。在3G出现以前，由于受网络传输速度的限制，2G时代的无线监控基本是基于图片的，到3G时代，无线视频监控成为了可能，进而对整个无线安防的产品形态、产业规模都产生了重大的影响。那么4G是否也能产生3G时代的蝴蝶效应呢?

　　从3G和4G理论速度的对比可以看出，TD-LET的理论速度相对EVDO快了将近30倍，比WCDMA快了将近7倍。有了高速网络支撑，以往在无线安防中“不敢做也做不了”的应用，有了成为现实的基础条件。

　　安防新应用简析

　　从2G跨越至3G，无线监控从简单的图片上传、GPS信息发展为视频监控和行车信息监控。那么从3G跨越至4G，又能实现哪些新的应用呢?我们可以大胆地展望一下。

　　高清视频预览

　　在实际测试中，4G网络的下行速度一般可以达到10Mbps，上行可以达到4Mbps，因此，4G不但可以实现监控终端的高清上传，还能实现无线客户端的高清预览。在某些项目中，即使所有的监控点都采用有线网络，也能体验4G带来的便捷。

　　人脸识别比对

　　人脸识别比对在美国大片中屡见不鲜。在人流量大、人员情况复杂的公交车、大巴车、列车等场景下，更需要通过人脸识别和比对进行安全管理。在现有条件下，在固定点监控中已经能够实现这项技术，但由于后台数据中心数据量庞大，对比工作只能在后台中心完成。要不断将高清录像和抓图发送到数据中心，3G网络显然难以承载，而通过支持4G的智能监控终端，实现这种一整套安全管理模式就成为了可能。

　  报警视频推送

　　以往发生突发事件警报时，后台人员通过手动打开视频进行查看实时性太慢，直接影响到事件的处理，而一些无线监控终端受网络带宽和时延限制，更是无法实现这项功能，在出现紧急突发事件的情况下，报警的应急性大为降低，如通过4G传输，将报警后时的实时视频快速推送至监控中心和管理终端，就能真正实现应急响应。

　　基于4G的集群对讲、视频会议

　　以往的集群对讲都基于模拟或者数字电台，视频会议则通常基于有线网络。4G网络的出现，其高带宽、低延迟的特性，将能够保证通过手持终端实现集群对讲或视频会议，这将大幅提升现代人防的科技含量和实战效果。

　　综上所述，预计未来数年，4G将给安防尤其是无线安防市场带来全新的发展契机，安防设备商和解决方案提供商仍需加强研发以实现更多更深入的行业应用，进一步拓展安防市场容量。

　　( 文/王柳程 杭州海康威视数字技术股份有限公司售前工程师)

　　4G助推远程无线视频监控新发展

　　4G使高清远程无线监控落地成为可能，4G不仅带来画质的提升、充裕的带宽，还将改变视频监控的内容，如视频信息从二维进阶到三维，这不仅让监控体验具备了身临其境的感觉，还能为用户提供精确的度量数据，如被观测物体的高度、距离等，若再配合手势识别等穿戴技术，科幻影片中的超现实体验将能成为现实。

　　2013年底，工信部向中国移动、中国电信、中国联通等三大运营商发放了4G运营牌照，标志着4G开始进入全面商用化的时代。然而，4G能否带领我们进入远程无线监控的“视频信息化时代”呢?

　　远程无线视频监控组网包含前端(摄像机、DVR、NVR)无线接入和后端(客户端如手机)无线接入，前者占用无线的上行带宽，而后者消耗无线的下行带宽。以目前常见的编码压缩算法H.264MainProfile 计算，720P实时视频至少需要2Mbps(以下用“M”表示“Mbps”)才能获得“高清”的视觉效果，而1080P全高清视频则需4M码率。

　　在3G时代，即便以理论带宽计，3G网络也只能勉强满足高清无线监控的后端接入，前端接入则不甚可行，实际的应用效果则更不理想——但4G有望解决这个难题。由于4G扩展了有效频谱，提高了频谱的利用率，并采用MIMO(多输入多输出)等技术，使得带宽获得极大的提升。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，这足以满足高清视频的传输需求。

　　高清视频对丢帧十分敏感，损坏一个P帧(或因为丢包导致P帧部分信息丢失)或将导致该帧及后续GOP内的所有P帧无法解码，若损坏I帧则后果更严重。分层编码技术虽然可以改善这种情况，但无法从根本上解决，所以具有重传排序能力的TCP传输协议在无线监控中非常普及。然而，TCP协议对丢包率和时延极其敏感，高误码率和高时延也是3G无法支撑高清视频的另一个重要原因，而4G采用的正交频分复用(OFDM)调制技术、智能天线技术和MIMO技术，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，降低了误码率并减少了数据传输时延，有效地保障了TCP传输的效率。

　　无线视频监控的带宽会随着用户数量的增加而急剧下降，这是3G系统的另一个突出问题。在CDMA系统中，各个用户信号之间存在一定的相关性，这就是多址干扰存在的根源，随着用户数量增加或信号功率增大，多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。4G采用多用户检测技术，在传统检测技术的基础上充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了系统对功率控制精度的要求，因而能更有效地利用链路频谱资源，提高系统容量。

　　视频解码是一个非常耗电的应用，在手机电池容量未能大幅提升前，高清视频监控对手机电量的消耗问题不容小觑，而4G移动通信系统采用的多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等，可以有效延长用户终端的电池续航时间。

　　视频的高清化同时意味着流量的增加。在3G时代，流量资费相对昂贵，在建设4G通信网络系统时，运营商会考虑在3G的基础设施上采用逐步引入的方法，有效降低运营商和用户的费用，这保证了4G更低的投入成本，使4G的流量资费降低成为可能。

　　(文/周迪 浙江宇视科技有限公司测试中心部长)

　　4G+移动信息终端，无线宽带多媒体通信迈入新时代

　　从移动通信技术的历史发展及比较，我们即可看到作为4G技术的TD-LTE所带来的技术上的巨大优势：4G网络可以实现上行50M，下行100M的高带宽，完全可以满足1080P的高清视频传输需要。因而在专业视频监控领域，具备了广阔的应用前景。

　　4G优势凸显

　　似乎是应了那句“理想是丰满的，现实是骨感的”，回顾历史，自2009年国家“出其不意”发放3G牌照以来，传说中的“无线宽带时代”却总是与人们的现实体验有着很大的落差。原因无它，3G时代的无线带宽还是未如人意。尤其是在需要高带宽的视频监控领域，3G网络更让专业级客户对视频效果难以满意。

　　但与2009年的3G牌照发放不同，2013年的4G牌照发放，则是预料之中的必然结果。2013年末，三大移动通信运营商全部获得了TD-LTE的4G运营牌照，从而正式拉开了中国4G时代的序幕。

　　从移动通信技术的历史发展及比较，我们即可看到作为4G技术的TD-LTE所带来的技术上的巨大优势：4G网络可以实现上行50M，下行100M的高带宽，完全可以满足1080P的高清视频传输需要。因而在专业视频监控领域，具备了广阔应用前景。

　　4G助力实现无线宽带多媒体集群通信服务

　　VoLTE即Voice over LTE，它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。换言之，4G网络下不仅仅提供高速率的数据业务，同时还提供高质量的音视频通话，后者便需要VoLTE技术来实现。

　　因此，基于4G的VOLTE的全IP承载网络，以及4G上行超过50M，下行超过100M的高带宽，以移动性、高宽带、融合通信为主要应用的无线宽带多媒体通信服务，将具备了广阔的应用前景。典型的如城管、交警、海关、工商、环保等政府和行业执法应用。基于4G宽带网络和专业执法终端，即可实现融合视频、语音、定位、文本、会议、调度于一体的无线宽带多媒体集群通信服务。

　　目前，运营商正在大力推动4G网络的建设和4G结合行业需求的应用拓展，典型的如结合电视直播的4G即摄即传，结合行业执法应用的4G移动单兵等等。

　　显然，集群通信服务早已有之，但为什么会说，在4G网络出来后，才会迎来真正的宽带多媒体通信新时代呢?

　　这主要是由两个基础条件决定的，一个是4G网络的高传输带宽和VOLTE的全IP化承载网络，可以承载1080P格式及以上的高清视频实时直播;另外一方面是移动信息终端的快速发展，以iOS、安卓等智能操作系统为代表的高性能移动信息终端的发展，极大地提升了便携手持终端的能力，从而真正可以实现ALL IN ONE的融合能力应用。

　　我们可以看到，在之前的移动执法领域，一个执法人员为了完成相关的执法工作，可能需要携带多样的随身设备，例如通信用的手机，视频记录用的执法记录仪，集群调度用的对讲机，业务处理用的专业业务处理终端等。这样多样的设备不仅极大提高了执法人员携带的难度，而且很不利于设备的管理和维护，也不利于跨系统的数据管理和统一。

　　因此，在未来的移动执法和集群调度领域，基于4G网络，可以通过一个专用智能信息终端，就可以实现如视频、语音、文本、定位、调度、会议以及执法业务处理等，这可以极大简化执法人员的装备负担，提升移动执法指挥能力。

　　(文/杨君 深圳市星谷科技有限公司商务部总经理)

　　4G时代的无线监控发展初探

　　4G通信现在正处于预热阶段，预计在未来1-2年内进入高速发展期。无线图像监控产品在带宽问题解决后，资费、电源、维护问题等障碍将显得更加突出。各设备生产厂商和集成商应下更大的力气来研究、解决这些实际运行中的问题，才能迎来4G无线监控的大发展。<8>四川天翼网络服务有限公司方案与产品设计部经理王仕斌

　　4G给无线监控带来的改变

　　4G的到来，使得监控进入这样一个时代：带宽的增长第一次超过了主流的监控需求。在3G时代经常使用的两种制式中，中国联通3G 下载速率为5M，上行为2.8M(350K);在中国电信3G 下载速率为2.6M(330K)，以上仅为理论值，但实施时发现网速经常只有理论速率的1/3-1/4，在网络负载大或者信号差的场合，速率则更低。而众所周知，H.264编码格式下，D1清晰度的视频传输需要1.5-2M带宽，720P则需要6-8M。由于3G带宽的限制，实际项目中使用的3G传输设备卡顿，延迟，掉线可以说是家常便饭，恶化了用户的感知。这是3G无线监控进展较为缓慢的主因。而4G的出现彻底改变了这一现象，与3G 相比，4G传输带宽提高了一个数量级，典型的理论速率可以达到50M，即使按照3G时代的经验值考虑各种因素对带宽的影响也可以达到10M以上，实际上4G在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址 (SDMA)机制，使得系统容量提高了5-10倍，其设备掉线率下降，传输质量更有保障。从3G到4G，无线传输技术真正实现了从量变到质变，给通信行业、安防行业等带来实实在在的质和量的提升。我们在前期接触的测试设备(720P)表现清晰，流畅、前端高速移动过程中连接稳定，可以说达到了多年来业界人士梦寐以求的效果。

　　4G将颠覆传统业务模式

　　进入互联网时代，当我们以更广阔的思维来展望4G监控的前景，我们看到的将是另一个景象，那就是4G时代也带来了一种可能：监控不再以传统的方式出现，视频监控会以更快的速度摆脱传统的专业形象，成为一种消费类型的产品;

　　我们回顾一下近20年来监控行业的发展史就会看到，随着技术的发展，实际上监控系统的实施难度一直在不断地下降，系统对安装维护经验的依赖大大降低。但布线、设备IP地址等网络设置工作普通用户尚不能承担，这已经是阻止监控设备成为电子产品的最后一道障碍。而4G监控和IPV6的出现和走向实用将使得这最后一道障碍被突破，采用4G和WLAN将不再需要进行布线操作ipv6将可以在出厂前就为每一个电子设备配置好IP地址，不再需要进行繁琐的地址设置工作，从而完全实现即插即用。很大一部分监控设备将以消费电子产品的形式出现。甚至摄像机会成为手机互联网应用和互联网家电的附件，只是这些产品和应用实现相关功能的零件而已。届时，监控行业将颠覆我们熟悉的业务模式!

　　4G通信现在正处于预热阶段，预计在未来1-2年内进入高速发展期。无线图像监控产品在带宽问题解决后，资费、电源、维护问题等障碍将显得更加突出。如资费方面，高清监控对流量的需求将是传统监控的数倍，更是普通手机应用无法比拟的。在4G时代到来后，各设备生产厂商和集成商应下更大的力气来研究、解决这些实际运行中遇到的问题，才能迎来4G无线监控的大发展。否则，这些不起眼的小问题将成为4G无线监控推广的拦路虎。