×
Súčasné nastavenia sledovania vyžadujú nepretržité pokrytie rozsiahlych priestranstiev, či už ide o rozsiahle továrenské areály alebo rušné mestské centrá. Najnovšie RF výkonové zosilňovače môžu zvýšiť dosah prenosu trikrát viac ako staršie systémy, ako uvádajú niektoré nedávne výskumy v oblasti bezdrôtových technológií. Tieto praktické malé zariadenia výrazne znižujú problémy so stratou signálu v rušných mestských oblastiach alebo v izolovaných priemyselných zónach, čím znižujú tieto neprikré diery v pokrytí približne o dve tretiny, podľa zistení z minulého roka od Ponemon. To, čo ich robí tak efektívnymi, je ich schopnosť hladkého fungovania v tých vyšších frekvenčných pásmach. To znamená, že zabezpečovací záznam a údaje zo snímačov sa do dispečinku dostanú rýchlejšie, čo má veľký význam, keď každá sekunda záleží na bezpečnostných operáciách.
Získanie presných údajov zo sledovania v skutočnosti závisí od signálov, ktoré nie sú narušené elektromagnetickým rušením. Novšie RF zosilňovače v skutočnosti obsahujú tieto pokročilé funkcie na potláčanie šumu spolu s niečím, čo sa nazýva technológia nitridu galitného. Podľa niektorých nedávnych výskumov z minulého roka tieto vylepšenia môžu zvýšiť jasnosť signálu takmer o tri štvrtiny, keď viacero zariadení pracuje súčasne. Pre bezpečnostný personál to znamená, že dokážu rozlíšiť skutočné hrozby a tieto otravné falošné poplachy, ktoré sa často objavujú. A pravdu povediac, nikto nechce zbytočne premrhať cenné minúty reakciou na ilúzie. Štúdie ukázali, že s lepšou kvalitou signálu sa chyby počas reakčných časov znížia približne o tretinu v miestach, kde sa neustále pohybuje veľa ľudí.
Bezpečnostná sieť v Singapurere ukazuje, do akej miery sa technológia RF zosilňovačov môže rozširovať pre potreby veľkých miest. Mesto tieto malé, ale výkonné zosilňovače umiestnilo na približne 12 000 pouličných lampách a dopravných bodoch, čo pomohlo ich AI dozorovému systému dosiahnuť takmer perfektnú presnosť údajov väčšinu času. Pôsobivé je, že táto konfigurácia skrátila meškania takmer o polovicu a dosiahla aj oblasti pozdĺž pobrežia, kde boli signály predtým slabé, čo zdôrazňuje aj Výskumná správa o mestskom pripojení 2024. Keď sa pozrieme na to, čo Singapur dosiahol, stáva sa jasné, že keď je RF infraštruktúra správne optimalizovaná, dáva zmysel nasadiť bezpečnostné systémy mestského rozsahu bez strát na sile signálu alebo spoľahlivosti pripojenia.
Bezpečnostné systémy sa dnes presúvajú od starých analógových nastavení k digitálnym RF výkonovým zosilňovačom. Tieto nové systémy umožňujú oveľa lepšiu kontrolu signálov a inteligentnejšie riadenie výkonu, ktoré sa prispôsobuje automaticky. Kúzlo sa deje prostredníctvom niečoho, čo sa nazýva digitálne predzrubeľnenie alebo skrátene DPD. V zásade to automaticky opravuje tie otravné problémy s vlnovými formami, čo znamená, že presnosť signálu stúpa niekde medzi 40 až 60 percentami v týchto zložitých sieťach s viacerými kanálmi. Pre inštalácie, ktoré bežia nonstop deň čo deň, táto zmena výrazne zníži stratu energie. Okrem toho tieto digitálne systémy oveľa lepšie zvládajú zmeny teploty v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami, čo ich činí ideálnymi pre vonkajšie bezpečnostné inštalácie, kde sa počasie môže v priebehu roka výrazne meniť.
Polovodiče z nitridu galia (GaN) majú trikrát vyššiu výkonovú hustotu v porovnaní so štandardnými kremíkovými alternatívami, čo mení spôsob, akým pracujú RF zosilňovače v mnohých priemyselných odvetviach. Podľa nedávnych trhových výskumov z roku 2024 dosahujú tieto GaN zosilňovače približne 82 % účinnosť pridania výkonu pri prevádzke v tých náročných 5G frekvenčných pásmach, čo pomáha udržať silu signálu aj v mestskom prostredí, kde je časté rušenie. Ďalšou veľkou výhodou je, že generujú približne o 35 % menej tepla v porovnaní so svojimi kremíkovými protiťahmi. To ich činí obzvlášť užitočnými v situáciách, kde nadmerné vytváranie tepla môže byť problematické. Vezmite napríklad skryté biometrické skenovacie systémy inštalované v priestoroch verejného využitia alebo diaľkovo monitorujúce zariadenia na kontrolu perimetra, ktoré sú úplne napájané solárnymi panelmi. Znížená tepelná stopa znamená, že tieto inštalácie môžu medzi údržbami dlhšie fungovať bez problémov s prehriatím.
Najnovšie metódy balenia, ako je integrácia na úrovni waferov, znížili veľkosť RF zosilňovačov o približne 70 % od roku 2020, pričom sa zachoval ich výkon. Menšie komponenty znamenajú, že sa teraz zmestia priamo do kamier s rozpoznávaním tváre a skenerov číselných značiek, ktoré vidíme všade. To umožňuje vytvárať distribuované anténne systémy s dobou odozvy pod milisekundu. Ak pridáme ešte niektoré funkcie samostatného monitorovania pomocou umelej inteligencie, zrazu začnú aj tieto miniatúrne balenia šetriť náklady. Mestá, ktoré vynakladajú prostriedky na údržbu svojich sledovacích sietí, uvádzajú zníženie ročných nákladov o približne 22 % vďaka týmto vylepšeniam. Keď si vezmeme do úvahy, že výpadky sú výrazne zreducované vďaka inteligentnejšiemu vybaveniu, dáva to celkom zmysel.
Dnešná technológia sledovania spracuje približne 87 percent týchto RF signálov priamo na zdroji namiesto odosielania všetkého do cloudu, čo podľa Frost & Sullivan z minulého roka skráti dobu odozvy takmer o dve tretiny. Keď skombinujeme RF výkonové zosilňovače s týmito čipmi edge computingu, na ktorých beží umeleá inteligencia, dosiahneme detekciu hrozieb za menej než 200 milisekúnd. Takáto rýchlosť má význam, keď sa snažíme identifikovať osoby prenášajúce zbrane alebo zaznamenať nelegálne drony lietajúce nad hlavou. Spôsob, akým tieto systémy spolupracujú, umožňuje umelej inteligencii filtrovať všetok pozadie RF šumu a zároveň zosilniť dôležité frekvencie. To dáva zmysel, keďže mestské ulice sú plné rôznych signálov, ktoré sa odrážajú všade okolo.
RF zosilňovače vylepšené pomocou umelej inteligencie dokážu skutočne riadiť alokáciu pásma pomocou prediktívnych modelovacích techník. Tieto systémy zvládajú spracovať približne 4,5-krát viac videozdrojov v porovnaní so staršími analógovými systémami. Čo sa týka zníženia skreslenia signálu, umelej inteligencii sa darí dosiahnuť výrazný pokrok. Štúdie ukazujú zlepšenie o 40–45 % v systémoch s viacerými kamerami, kde systém automaticky upravuje zosilnenie zosilňovača v závislosti od aktuálnej zaneprázdnenosti sledovacej siete. Výsledkom je, že inteligentné mestá môžu súčasne spracovať 8K rozpoznávanie tvárí aj údaje z milimetrových radarových systémov bez nadmerného zaťaženia ich infraštruktúry. Táto úroveň výkonu má veľký význam pri zložitých mestských monitorovacích systémoch, ktoré musia spracovať obrovské množstvo informácií naraz.
Zosilnené RF signály môžu prenikať stenami a dosahovať vzdialenosti približne 1,2 míle, ale podľa správy Privacy International z roku 2024 sa takmer tri štvrtiny obyvateľov miest obávajú, že tieto elektromagnetické vlny narúšajú ich súkromie. Nedávno zasiahli regulátori, ktorí zaviedli povinnosť použitia šifrovania pre akékoľvek RF údaje spracované umelou inteligenciou, ktoré pracujú na frekvenciách vyšších ako 24 GHz. Táto požiadavka spôsobuje skutočné problémy inžinierom, ktorí sa snažia udržať rýchlosť odozvy systémov dostatočne vysokú na praktické využitie. Stále prebiehajú živé diskusie o tom, ako nájsť správnú rovnováhu medzi bezpečnosťou komunít a ochranou osobných slobôd. Situácia sa ešte viac komplikuje, keď zvážime, že technológia RF dohľadu sa v porovnaní s tradičnými optickými monitorovacími systémami stala takmer o 90 % podrobnejšou, čo vyvoláva nové otázky o tom, aká úroveň dohľadu je v modernej spoločnosti akceptovateľná.
Moderné systémy dozorovania využívajú výkonové RF zosilňovače, ktoré zvyčajne pracujú približne 40 až 60 percent času, čo znamená, že produkujú približne 15 až 30 percent svojej celkovej energie vo forme odpadového tepla. Ak sa toto teplo nesprávne riadi, komponenty vydržia približne o 19 až 22 percent kratšie, ako sa očakáva (ako uvádza výskum Energy 2021), navyše sa zvyšuje aj počet falošných poplachov v dôsledku skreslenia signálov. Dobrá správa je, že zosilňovače na báze nitridu galitého (GaN) udržiavajú teplotu o 12 až 18 stupňov nižšiu v porovnaní s tradičnými kremíkovými zosilňovačmi. Okrem toho, pokročilé systémy chladenia fázových polí lepšie rozdeľujú teplo medzi všetky uzly v systéme. Pre rozsiahlejšie inštalácie, kde zariadenie beží nepretržite, techniky ponorného chladenia môžu znížiť celkovú spotrebu energie až o tretinu počas dlhodobej prevádzky, podľa najnovších správ o riadení teploty, ktoré sme videli.
Vedúce bezpečnostné siete využívajú trojstupňové škálovanie výkonu v RF zosilňovačoch:
Tieto techniky znížia spotrebu energie o 23–29% v mestských sieťach na dozor, pričom udržiavajú dostupnosť systému na úrovni 99,3%. Ako uvádza Thermal Management Market Report z roku 2024, adaptívne chladiace riešenia kombinujúce kvapalinové chladiče s optimalizáciou prúdenia vzduchu riadenou umelou inteligenciou zamedzujú 82% incidentom tepelného throttlingu pri nasadeniach s vysokou hustotou.
Spojenie technológií 5G a mmWave posunulo RF výkonové zosilňovače ďaleko za ich bežný rozsah a teraz pracujú na frekvenciách vyšších ako 50 GHz, čo je približne desaťkrát viac ako v starších systémoch pod 6 GHz. Ako sa to prejaví v praxi? Bezpečnostné systémy teraz môžu spracovať nekomprimované video streamy v rozlíšení 4K s oneskorením nižším ako 25 milisekúnd, čo je veľmi dôležité pri spúšťaní algoritmov pre detekciu hrozieb pomocou AI v reálnom čase. Najnovšie údaje z reportu RF Tech Trends ukazujú, že účinnosť týchto nových zosilňovačov vo vyšších pásmach dosahuje približne 92 %, čo v skutočnosti rieši niektoré dlhoročné problémy s tým, ako sa signály šíria v husto zastavaných mestských oblastiach, kde budovy predtým blokovali veľkú časť signálu.
Amplifikátory novej generácie obsahujú procesory využívajúce strojové učenie, ktoré predpovedajú poruchy komponentov viac ako 72 hodín vopred, čím sa v polních testoch znížila neplánovaná výpadková prevádzka o 38 %. Prototyp jedného výrobcu automaticky presmeruje signály počas tepelného stresu a dosahuje tak 99,999 % prevádzkovú dostupnosť pri testovaní v púštnom klíme. Tieto inovácie podporujú globálny posun smerom k samostatne sa udržiavanej, údržbovo nezávislej bezpečnostnej infraštruktúre.
Analytici trhov predpovedajú, že sekcia RF výkonových zosilňovačov na bezpečnostné účely sa v nasledujúcom desaťročí dosť výrazne rozšíri, pričom bude rásť približne o 9,8 percenta ročne až do roku 2030. Tento rast je výrazne podporovaný pokračujúcou distribúciou sietí 5G po mestách po celom svete a rôznymi projektmi chytrých miest, ktoré získavajú na obrátkach. Región Ázie a Tichomoria sa pravdepodobne stane v tomto sektore dominantným s podielom zhruba 42 percent z celkovej trhovej hodnoty, čo je výrazne spôsobené tým, že Singapur investuje takmer 740 miliónov dolárov do modernizácie svojej infraštruktúry na dozor s využitím najmodernejšej technológie mmWave. Medzitým Severná Amerika si udržiava druhé miesto s trhovým podielom približne 28 percent, kde vlády vkladajú prostriedky do pokročilých riešení na monitorovanie hraníc, ktoré sú navrhnuté tak, aby fungovali v rámci extrémne vysokých frekvenčných pásiem s prenosovou kapacitou presahujúcou 100 gigahertzov.
