5G

5G的发展愿景是让终端用户始终处于联网状态，亦即万物互联。这应该是相较于¾G，5G的最大特点。速度更快，带宽更大远不及万物互联来得重要，尤其是对物联网，车联网。当然5G对于安防领域目前的发展影响不大，更多的是未来。等到万物互联时，所有的安防摄像机都能快捷，高速的接入互联网。普天之下将没有一寸死角… …

发展历程

5G(5^th generation mobile networks或5th generation wireless systems)是最新一代移动通信技术，为4G（LTE-A、WiMAX-A）系统后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段已于2020年6月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU）。Release-17预计将于2021年12月发布。

ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽通道带宽和大容量MIMO。3GPP将提交5G NR作为其5G通信标准提案。5G NR可包括低频（FR1），低于6 GHz和更高频率（FR2），高于24 GHz和毫米波范围。在早期发展时，在4G硬件（非独立）上使用5G NR软件的速度和延迟相较新一代4G系统只拥有约25％到50％的改善幅度。独立eMBB部署的仿真显示，在FR1范围内，吞吐量提高了2.5倍，在FR2范围内提高了近20倍。

公开资料显示三星是最早开始5G研发的，目前爱立信，Intel，华为，高通等都有涉及5G研发。

优势

• 大容量
  现有频谱资源的3倍，连接设备数量从105增加到106每平方公里，流量密度每平方米达到10Mbps。
• 低延时
  延时从10ms降低到1ms。
• 速度快
  传输速度从1Gb/s上升到20Gb/s，用户体验数据率达到100Mbps。
• 高移动性
  移动性达500公里/小时。
• 安全
• 便捷
• 节能
  能效比IMT-A提升100倍。
• 成本低

核心应用

• eMBB( Enhanced Mobile Broadband)，增强型移动宽带。
• mMTC（Massive MachineType Communication）大规模机器类型通信。
• URLLC（Ultra-reliableand Low Latency Communications）高可靠和低延迟通信。

应用领域

• 物联网/IOT
• AI/AR
• 移动设备

标准

3GPP制定5GNR,ITU批准实施。Release-15、Release-16已经发布Release-17预计2021年12月发布。5GNR分为独立组网SA和非独立组网NSA两种组网方式。

频段

BAND	FREQUENCY	TYPE
FR1	450 to 6000 MHz	Sub-6 GHz
FR2	24250 to 52600 MHz	mm-Wave

独立组网和非独立组网

独立组网(SA)，一步到位引入5G基站和5G核心网，不依赖于现有4G网络，演进路径最短。全新的5G基站和5G核心网，能够支持5G网络引入的所有新功能和新业务。缺点是5G 频点相对 LTE 较高，初期部署难以实现连续覆盖，会存在大量的5G与4G系统间的切换，用户体验不好。初期部署成本相对较高，无法有效利用现有4G基站资源。

非独立组网(NSA)，借助目前成熟的4G网络扩大5G 覆盖范围。NSA标准更早结束，产品更成熟。NSA组网下，无需建设新的核心网，将利用现有4G核心网。问题是仍必须改动4G现网，无法调整现有设备的供应商结构，现网无法满足5G高可靠低时延要求。

整体来看NSA仅支持eMBB业务，mMTC和URLLC业务还是需要独立组网来实现。

5G之后，6G？

After 5G,there is 6(lou,no) G? 解决什么需求，没有需求，就没有6G。
理论（香农理论）突破。
展望：频段使用太赫兹，可见光频。速率达到Tbps级别，用户体验速率达到10Gbps。端到端的延时小于1ms。1000km/h的超高移动性。丢包率小于10-8。

5G对安防的影响

• 4G硬件成本降低，LTE cat.1与5G协同发展。
  得益于4G cat.1模组成本的大幅度下降，安防厂商最近上线多款4G安防产品。
• 中国数量巨大的监控摄像头联网
• 人工智能，车载，可穿戴安防设备
• 无人机监控

5G在安防中应用的问题

1. 上行带宽的限制
   这是个常规问题。5G网络仍然上行带宽有限。5G网络采用的是分时传输（不同于有线网络的上下行全双工传输方式），80%的时间用于传输下行数据，20%的时间用于传输上行数据，这意味着5G网络中上行带宽仅占全部带宽的20%，大概是300Mbps左右，所以现实并不总是那么美好。视频监控大规模的采用5G网络传输，目前看来还是不可取，需要技术进一步发展。例如ROI视频编码技术，I帧优化，网络传输优化。
2. 5G单个基站传输距离有限，衰减快
   上面讲到，5G传输采用毫米波和Sub-6G两个波段，波长较短，导致其有效传输距离、穿透性和绕射性能都较差。因此单个基站内的待机量，传输距离都有限制，摄像机的安装位置，数量都需要重点考虑。

5G相关组织，研究机构，企业

• 5g-berlin
• 国际电信联盟（ITU）
• 3GPP
• 全球移动通信系统协会（GSMA）
• 5G汽车联盟
• TD-LTE全球发展倡议组织（GTI）
• 下一代移动网络国际组织（NGMN）
• 5G联网工业与自动化联盟
• Linux基金会
• 华为5G
• 三星5G
• 爱立信5G
• 高通5G
• Intel 5G

参考资料：

1. 5G Devices
2. 5G新无线
3. 全球5G商用网络列表
4. 5G
5. 3GPP Release 15概述
6. 5G标准——独立组网(SA)和非独立组网(NSA)

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