5G高清監(jiān)控回傳方案

馬 丹，馬湖景，徐 慧

（1.中國(guó)聯(lián)通山東省公司，濟(jì)南 250001；2.廣州杰賽科技股份有限公司，廣州 510310）

本文基于5G無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料機(jī)1080P高清監(jiān)控視頻回傳技術(shù)進(jìn)行研究，在客戶認(rèn)可的安全評(píng)估下，通過5G基站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)18部1080P攝像頭高清視頻無線回傳，重點(diǎn)解決視頻回傳卡頓，播放不流暢等問題。

1 高清監(jiān)控視頻回傳

1.1 原高清監(jiān)控視頻回傳方案及存在問題

自動(dòng)堆料機(jī)機(jī)身上有18路1080P攝像頭，攝像頭的視頻回傳目前采用Wi-Fi方式，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示：

圖1 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

每臺(tái)自動(dòng)堆料機(jī)配備18部1080P攝像頭回傳的視頻經(jīng)常出現(xiàn)卡頓，回傳視頻信號(hào)質(zhì)量低無法滿足監(jiān)控所需。因視頻回傳采用Wi-Fi方式，Wi-Fi信號(hào)抗干擾能力低導(dǎo)致回傳視頻信號(hào)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

1.2 高清視頻監(jiān)控回傳對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的要求

隨著新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)的深度融合，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將逐步向工業(yè)領(lǐng)域滲透，在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)中，5G將成為工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)有力的補(bǔ)充或替代。在工業(yè)應(yīng)用上，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)對(duì)其速率、時(shí)延、可靠性、容量、安全性等均有較高要求。

表1 高清視頻監(jiān)控回傳對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的要求

2 5G網(wǎng)絡(luò)承載高清視頻回傳技術(shù)研究

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，5G將作為一項(xiàng)重要技術(shù)普遍應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，不斷地打通工業(yè)領(lǐng)域“信息孤島”，海量的設(shè)備產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，以及工業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等將對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出更高的要求。開展5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用探索，隨著國(guó)家“制造強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略部署，實(shí)踐范圍（包括業(yè)務(wù)、地域范圍）將逐漸擴(kuò)大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將普遍應(yīng)用5G來解決企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和企業(yè)外網(wǎng)中存在的問題，更好地滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

2.1 5G網(wǎng)絡(luò)承載高清視頻回傳架構(gòu)

通過在堆料場(chǎng)部署5G基站，用5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)代替原有的Wi-Fi信號(hào)，解決上下行通道傳輸速率的問題。技術(shù)方案見圖2：

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)高度安全策略

通過5G承載生產(chǎn)控制信號(hào)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全尤為重視，出于安全角度的考慮，提出不希望監(jiān)控視頻信號(hào)走公眾互聯(lián)網(wǎng)。針對(duì)這一個(gè)特殊安全需求，我們提出了僅通過5G核心網(wǎng)路由的技術(shù)方案，技術(shù)方案見圖3：

圖2 5G網(wǎng)絡(luò)承載架構(gòu)圖

圖3 5G網(wǎng)絡(luò)安全策略

通過在監(jiān)控平臺(tái)側(cè)增加一臺(tái)CPE作為視頻的輸出路由，確保監(jiān)控視頻傳輸是在5G核心網(wǎng)閉環(huán)路由內(nèi)，滿足高度安全的需求。

2.3 5G基站上行和下行速率測(cè)試

5G基站開通后，上行峰值速率可達(dá)60Mb/s，下行峰值速率可達(dá)1Gb/s，滿足18路1080P高清監(jiān)控視頻傳送所需。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況

2.4 高度安全性評(píng)估

監(jiān)控視頻傳送路由在5G核心網(wǎng)閉環(huán)路由內(nèi)，未連接公眾互聯(lián)網(wǎng)，滿足高標(biāo)準(zhǔn)安全需求，并通過客戶的安全評(píng)估。

3 結(jié)束語

5G網(wǎng)絡(luò)能夠完全承載工業(yè)應(yīng)用高清視頻回傳的需求，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，既可以滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求，形成具有低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋特點(diǎn)的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，也將是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域深度融合所形成的新興應(yīng)用模式，更會(huì)在此基礎(chǔ)上形成的全新工業(yè)生態(tài)體系。