近幾天，筆者不斷收到移動短信騷擾，大意是免費更換4G手機卡，拿著2G移動卡，頓時感覺新技術(shù)來的太快。4G無線通訊技術(shù)在去年正式投入商業(yè)運營，而在未投入商業(yè)運營之前，5G技術(shù)就開始醞釀，新技術(shù)來的就是這么任性。
5g技術(shù)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的無線傳輸具有重要的影響。據(jù)三星電子稱，未來5G網(wǎng)絡的傳輸速率zui高可達10Gbps，而當前的4G網(wǎng)絡zui高則高達100Mbps，幾乎提高了近100倍。而華為設想，5G基站網(wǎng)絡能力將要達到4G的1千倍?？梢韵胂?，未來無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端采集的數(shù)據(jù)在傳輸方面將不成問題，在5G網(wǎng)絡的推動下，未來無線視頻監(jiān)控或迎來新紀元。
何為5G技術(shù)？
筆者通過資料獲悉，5G技術(shù)也就是第五代移動通信技術(shù)，是據(jù)4G的延伸，截止到目前為止，還沒有一個電信公司或標準定制組織公開相關的規(guī)格及標準。也就是說目前5G技術(shù)依舊處在研究中。
據(jù)研究5G技術(shù)的三星電子介紹，未來5G網(wǎng)絡的傳輸速率zui高可達10Gbps，這意味著手機用戶在硬件性能允許的情況下不到一秒時間內(nèi)即可完成一部高清電影的下載。三星在5G網(wǎng)絡上的取代技術(shù)突破，將給5G網(wǎng)絡研發(fā)帶來活力，并推動其商業(yè)化進程，同時有助于5G網(wǎng)絡技術(shù)標準的制定。
而按照5G網(wǎng)絡的另一研究者華為的設想，5G基站網(wǎng)絡能力要達到4G的1千倍，移動數(shù)據(jù)傳輸率達到10Gbps的級別，并且傳輸延遲不超過1毫秒。
5G技術(shù)視頻監(jiān)控優(yōu)勢盡顯
可以想象，在未來，5G 網(wǎng)絡的普及將改變?nèi)藗兪褂枚嗝襟w的方式，可穿戴設備和物聯(lián)網(wǎng)也將從高速率網(wǎng)絡中獲益。除了前景廣闊的物聯(lián)網(wǎng)，5G技術(shù)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用中優(yōu)勢明顯。首先，5G網(wǎng)絡繼承了無線傳輸?shù)膬?yōu)勢。包括以下幾點：
1、監(jiān)控對象處于移動狀態(tài)下時，如公交、客運、校車、船舶、物流、警車、救護車等監(jiān)控有線方式無法使用，而無線視頻監(jiān)控能夠很好地解決這一問題。
2、在電力高壓線線路、高速公路、環(huán)境監(jiān)測、森林防火、路燈、石油開采、石油輸油管線、防洪搶險等環(huán)境下有線網(wǎng)絡無法到達或者布線成本過高，無線監(jiān)控的布點不受地理位置的限制，成本相對比有線監(jiān)控方式也要低。
3、在易燃易爆等危險場所、疾病傳染區(qū)、其他微生物危險區(qū)等監(jiān)管人員無法接近的場合，無線監(jiān)控方式能夠有效地保障監(jiān)管人員的監(jiān)控需求和人身健康及安全。
4、在*偵查臨時布防、*野戰(zhàn)訓練、臨時建筑工地、臨時活動場所、會展中心等相對不固定的被監(jiān)控場所，臨時布線的話使用時間短，成本浪費比較高，采用無線監(jiān)控的話就不會造成不必要的浪費。
5、智能變電站、水庫河流監(jiān)控、無人值守機房監(jiān)控等監(jiān)控地點分布比較零散，但需要統(tǒng)一監(jiān)管視察的場所，采用無線視頻監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)對多點的集中監(jiān)控，有效地節(jié)省人力成本，提高監(jiān)管效率與水平。
除了上面的優(yōu)勢以外，對于5G網(wǎng)絡來說，另外一個重要的要求就是穩(wěn)定性?！八鼘⒈纫酝魏我苿泳W(wǎng)絡連接都更加穩(wěn)定。"Sara Mazur表示。無線技術(shù)的進步將會讓網(wǎng)絡突然中斷的現(xiàn)象變得越來越少。
另外，回歸到速度上，據(jù)相關技術(shù)人員介紹，zui初研發(fā)于 2012 年的 5G 是繼 4G 后的下一代移動通訊傳輸技術(shù)，理想速率為隨時隨地都能達到的 1Gbps。如此高速，讓之前的無線傳輸技術(shù)無法匹敵。
研發(fā)所面臨的問題
雖然，在應用上5G技術(shù)在諸多特殊環(huán)境下優(yōu)勢明顯，但是其在研發(fā)過程中依舊面臨著諸多的困難。
首先，在5G研發(fā)剛起步的情況下，如何建立一套全面的5G關鍵技術(shù)評估指標體系和評估方法，實現(xiàn)客觀有效的第三方評估，服務技術(shù)與資源管理的發(fā)展需要，是當前5G技術(shù)發(fā)展所面臨的重要問題。
另外，從技術(shù)層面上進行攻關。據(jù)了解，5G技術(shù)面臨著六大關鍵核心技術(shù)攻關。
*，就是高頻段傳輸。在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實現(xiàn)*速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點。
第二，新型多天線傳輸。多天線技術(shù)經(jīng)歷了從無源到有源，從二維(2D)到三維(3D)，從高階MIMO到大規(guī)模陣列的發(fā)展，將有望實現(xiàn)頻譜效率提升數(shù)十倍甚至更高，是目前5G技術(shù)重要的研究方向之一。
第三，同時同頻全雙工。全雙工技術(shù)能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活。然而，全雙工技術(shù)需要具備*的干擾消除能力，這對干擾消除技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，同時還存在相鄰小區(qū)同頻干擾問題。
第四，D2D。由于短距離直接通信，信道質(zhì)量高，D2D能夠?qū)崿F(xiàn)較高的數(shù)據(jù)速率、較低的時延和較低的功耗;通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實現(xiàn)頻譜資源的利用;支持更靈活的網(wǎng)絡架構(gòu)和連接方法，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡可靠性。
第五，密集網(wǎng)絡。超密集網(wǎng)絡能夠改善網(wǎng)絡覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務進行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡部署和更的頻率復用。與此同時，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡部署也使得網(wǎng)絡拓撲更加復雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡能效。干擾消除、小區(qū)快速發(fā)現(xiàn)、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網(wǎng)絡方面的研究熱點。
第六，新型網(wǎng)絡架構(gòu)。未來5G可能采用C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)。C-RAN是基于集中化處理、協(xié)作式無線電和實時云計算構(gòu)架的綠色無線接入網(wǎng)構(gòu)架。C-RAN架構(gòu)適于采用協(xié)同技術(shù)，能夠減小干擾，降低功耗，提升頻譜效率，同時便于實現(xiàn)動態(tài)使用的智能化組網(wǎng)，集中處理有利于降低成本，便于維護，減少運營支出。
推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展步伐
到2020年，外界普遍預測將會有500億到1000億部設備接入到互聯(lián)網(wǎng)中。所以我們需要建立運行在不同波段的信號來應對大量的需求。
提高無線網(wǎng)絡的容量有些類似于我們對公路的拓寬。如果有更多的汽車上路行駛，就必須要將道路進行拓寬。如果能夠?qū)Φ缆愤M行更好的規(guī)劃，則會讓汽車行駛得更有效率，比如規(guī)劃專門的公交路線和長途汽車路線等。
具有聯(lián)網(wǎng)功能設備的不斷增多將必然導致5G網(wǎng)絡的發(fā)展，而5G網(wǎng)絡的成熟也將會促進整個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的欣欣向榮。
5G應用于視頻監(jiān)控依舊面臨4G瓶頸
理想很美好，現(xiàn)實往往很骨感。業(yè)內(nèi)專家指出，從用戶角度來看，通過5G承載視頻業(yè)務并不是一個好的選擇。甚至認為，任何時候都不要寄望于通過無線網(wǎng)絡承載純視頻業(yè)務。理由是縱然5G速率超越4G，但高清分辨率發(fā)展非常之快，5G的速率再高還是無法承擔。另外，與有線網(wǎng)絡相比，5G本身的穩(wěn)定度、安全性等方面還存在一定局限性，這也是無線網(wǎng)絡一直存在的問題。再加上資費高，無線網(wǎng)絡一直難以成為安防行業(yè)的主流應用。
無線永遠難以作為主流傳輸介質(zhì)，哪怕備用都只是一個噱頭，反過來看是不是一定需要。實際上，在生活中很少碰到因為哪個攝像頭光纖斷了，導致群體事件發(fā)生時遺漏了重要線索。每一個攝像頭沒有那么重要，沒必要為每一個攝像頭做這樣一種保護。
在一般情況下，無線網(wǎng)絡是視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案的局部補充，難以承擔全部的視頻承載需求，雖然5G拓寬管道，但還是無法承擔全部系統(tǒng)的網(wǎng)絡承載需求。
在安防領域，大部分情況下，5G的應用只是應急補充，不可過度夸大其價值，尤其在平安城市等專業(yè)領域更不應過度夸大其作用。不過在某些重要時刻，比如應急現(xiàn)場指揮，5G的高速率發(fā)揮著不可替代的作用。
隨著5G網(wǎng)絡競賽的開始，第五代移動網(wǎng)絡已經(jīng)逐漸開始出現(xiàn)在我們的面前。而5G作為3G、4G后的新一代移動網(wǎng)絡，更加讓許多科學家們感到興奮。大家都紛紛表示，5G網(wǎng)絡將會和以往有很大的不同。
提到5G網(wǎng)絡，許多普通人會認為這代表了下載應用的速度更快、視頻秒開、永遠滿格的信號等，雖然這些都沒錯，但這只是其中的一小部分?！?G將會帶來顛覆性的變化和更協(xié)調(diào)的無線電頻率。"英國政府資助的Surrey大學5G網(wǎng)絡創(chuàng)新中心負責人Rahim Tafazolli教授表示。
這意味著整個城市都會被智能的連接到一起，包括了遠程手術(shù)、無人駕駛汽車和各種各樣的“物聯(lián)網(wǎng)"。
那么如何更好的來理解具有超高速的5G網(wǎng)絡呢?其中的關鍵就是“統(tǒng)一無線電通訊頻譜"。所有的移動數(shù)據(jù)都是通過無線電波傳播，而無線電波又被分為了不同的波段，或范圍不同的頻率。
每個波段都被專門預留給了不同用途的通信，不如航空和海洋導航信號、電視廣播信號和移動數(shù)據(jù)信號等。而這些頻段的使用都是由電信聯(lián)盟(ITU)負責。
就目前來看，無線射頻的頻譜還是比較混亂。隨著新技術(shù)的不斷問世，不同設備和用途所能使用的頻率已經(jīng)變得越來越少。而這就會直接影響到連接的速度和可靠性。
因此，ITU想要通過5G來傳輸數(shù)據(jù)，就要對無線電網(wǎng)絡進行全面的重組，同時還要保證之前已經(jīng)存在的信號繼續(xù)正常使用，比如3G和4G。
速度快了100倍
5G將會變得更快，快很多。
Tafazolli教授表示，無線數(shù)據(jù)連接的速度zui高可以達到800Gbps，是目前正在測試5G網(wǎng)絡速度的100倍。
三星公司曾經(jīng)在2013年測試過1Gbps的5G網(wǎng)絡，當時這個成績已經(jīng)讓許多人感到興奮，這意味著下載一部高清電影只需要1秒。而800Gbps速度的概念就相當于在一秒鐘之內(nèi)可以下載800部高清電影。
同時5G網(wǎng)絡的應用范圍也將非常廣泛。
“通信行業(yè)的增長也預示著對網(wǎng)絡的需求量大幅增加，"愛立信研究室的負責人Sara Mazur表示。目前愛立信也是世界上研發(fā)5G網(wǎng)絡zui主要的公司之一。
到2020年，外界普遍預測將會有500億到1000億部設備接入到互聯(lián)網(wǎng)中。所以我們需要建立運行在不同波段的信號來應對大量的需求。
提高無線網(wǎng)絡的容量有些類似于我們對公路的拓寬。如果有更多的汽車上路行駛，就必須要將道路進行拓寬。如果能夠?qū)Φ缆愤M行更好的規(guī)劃，則會讓汽車行駛得更有效率，比如規(guī)劃專門的公交路線和長途汽車路線等。
具有聯(lián)網(wǎng)功能設備的不斷增多將必然導致5G網(wǎng)絡的發(fā)展，而5G網(wǎng)絡的成熟也將會促進整個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的欣欣向榮。
物聯(lián)網(wǎng)可不僅僅只是讓你通過遠程控制的方式提高室內(nèi)溫度或冰箱提醒你購買牛奶，甚至在列車還未到站的時候就可以告訴等車的乘客們現(xiàn)在還有多少空座。
Tafazolli教授表示，不同的設備可以在三個尚未確定的波段中自由選擇，避免其中任意一個出現(xiàn)“超載"的現(xiàn)象?！爸灰@些波段一旦被確定，相關產(chǎn)品就可以立即投入研發(fā)。"Mazur補充道。
目前，*個可以使用的5G波段計劃在2020年投入使用，而另外兩個也將在不久之后陸續(xù)啟用。
對于5G網(wǎng)絡來說，另外一個重要的要求就是穩(wěn)定性?！八鼘⒈纫酝魏我苿泳W(wǎng)絡連接都更加穩(wěn)定。"Sara Mazur表示。無線技術(shù)的進步將會讓網(wǎng)絡突然中斷的現(xiàn)象變得越來越少。
這對于提高安全性來說是*的，目前包括華為等中國公司都已經(jīng)開始建設5G相關的基礎設施，讓無人駕駛汽車等設備可以無障礙的互相溝通。
除了無人駕駛汽車之外，還有許多其它技術(shù)都對網(wǎng)絡的低延遲性擁有很高的要求。比如智能交通、遠程控制手術(shù)、遠程控制機器人進行復雜操作等。延遲指的就是發(fā)出命令和命令得到響應之間的時間差。
愛立信預測，5G網(wǎng)絡的延遲將會在1毫秒之內(nèi)，比目前4G網(wǎng)絡的延遲快了50倍。這非常重要，尤其是在醫(yī)生需要依靠網(wǎng)絡進行遠程手術(shù)或診斷的時候。
5G網(wǎng)絡已開始實驗
那么開發(fā)5G大約需要多少成本呢?無論是愛立信還是華為，現(xiàn)在都無法給出準確的答案。在目前處于早期研發(fā)階段，討論成本還顯得為時尚早。不過這并不妨礙科技公司們向*展示自己的成果。
之前的4G曾經(jīng)就在韓國啟用，而現(xiàn)在三星則希望能夠在2018年冬奧會上開始測試5G網(wǎng)絡。另外，華為也不甘示弱，目前正在加緊實施部署在2018年測試自己的5G網(wǎng)絡。
盡管各大科技公司之間的競爭非常激烈，任意一家都投入了巨大的財力和人力，不過從整體趨勢上來看，大家還是采取了互相合作的態(tài)度。而這樣的良性競爭無疑為新技術(shù)的成熟鋪平了道路。
“按照這樣的趨勢發(fā)展，到了2040年，也許該出現(xiàn)6G網(wǎng)絡了。"Tafazolli教授認為。
來源：BBC
