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到2025年，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)端點的數(shù)量將從幾百萬增加到超過550億。5G網(wǎng)絡的發(fā)展將是導致這一擴張的最重要因素之一。
而5G連接對于物聯(lián)網(wǎng)市場來說是個好消息。這在一定程度上是因為5G網(wǎng)絡將顯著提高這些互連設備的性能和可靠性。
5G對物聯(lián)網(wǎng)意味著什么？
5G或第五代無線是蜂窩技術的最新版本，旨在顯著提高無線設備的響應能力和速度。
國際電信聯(lián)盟(ITU)為新技術制定了最低限度的指導方針，第三代合作伙伴計劃(3GPP)進一步定義和標準化了該技術。
雖然最初的5G標準版本3GPP第15版，側重于升級移動寬帶(eMBB)，以提供更大的容量、更快的吞吐量和更低的延遲，但它還定義了5G新無線電(NR)技術基礎，該技術基礎將用作未來的發(fā)展平臺。
在接下來的5G規(guī)范更新中，3GPP第16版，通過增加新功能，將5G的覆蓋范圍擴展到其他領域。第16版提供改進的超可靠低延遲通信(eURLLC)以實現(xiàn)毫秒級延遲、時間敏感網(wǎng)絡(TSN)支持時間確定性通信，以及非授權頻譜(NR-U)和專用網(wǎng)絡輔助以實現(xiàn)更靈活的部署。
第16版還引入了高可靠性5G地理定位，它補充了GNSS等當前定位服務，并支持資產(chǎn)跟蹤等各種5G物聯(lián)網(wǎng)用例。
5G還將有效地連接數(shù)十億中等復雜性的物聯(lián)網(wǎng)設備，如環(huán)境傳感器設備和電表。通常，這些物聯(lián)網(wǎng)設備具有延遲容忍、低復雜性和高能效的特點。
雖然第16版開始處理任何這些具有極高性能（例如IIoT）和極其簡單的復雜性（例如NB-IoT）的關鍵任務節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)需求，但兩者之間存在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)用例。作為回應，3GPP第17版引入了5GNR-Light，它將為工業(yè)相機、高端可穿戴設備、入門級智能手機等復雜性降低的設備提供新的效率。
在5G蜂窩網(wǎng)絡中使用物聯(lián)網(wǎng)設備的好處
5G提供更快、更可靠和更安全的通信，這推動了自動駕駛汽車、可再生能源智能電網(wǎng)以及用于工廠車間部署的人工智能機器人的發(fā)展。它正在釋放一個龐大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，在這個生態(tài)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡可以通過適當?shù)膸?、延遲和定價權衡，為數(shù)十億個連接的設備提供服務。讓我們更詳細地研究這些優(yōu)勢：
1.支持設備間高速數(shù)據(jù)交換
任何物聯(lián)網(wǎng)實施的盈利能力最終取決于其功能，這取決于它與其他幾個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、平板電腦和手機、網(wǎng)站或應用形式的技術以及其他類型軟件的連接速度。隨著5G的到來，數(shù)據(jù)傳輸速率將大幅提高。報告顯示，5G確實將比LTE網(wǎng)絡快10倍。這種速度的提高將使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠比以往更快地轉換和交換數(shù)據(jù)。
2.使網(wǎng)絡更可靠
除了提供更快的連接外，5G網(wǎng)絡的運行更加穩(wěn)定，從而帶來更高的安全性和可靠性?？煽亢头€(wěn)定的網(wǎng)絡條件對于任何物聯(lián)網(wǎng)都至關重要，尤其是對于依賴實時更新的監(jiān)控系統(tǒng)，如安全系統(tǒng)、監(jiān)控攝像頭和其他連接設備。由于5G網(wǎng)絡支持更多連接設備的能力，用戶將享受各種連接設備的更高可靠性。
3.以更低的延遲改善用戶體驗
延遲是一個動作完成之前存在的時間間隔，以及它的后續(xù)響應。例如，從點擊網(wǎng)站鏈接到瀏覽器顯示該網(wǎng)站的時間。與4GLTE相比，5G網(wǎng)絡將大大減少延遲。一項實驗表明它可能低于5毫秒。這種降低的延遲將允許實時聯(lián)網(wǎng)，這將支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能(AI)等新應用。
4.支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)實施
5G將提供更寬的頻率范圍，容量是4G的1000倍。它將能夠連接眾多支持互聯(lián)網(wǎng)的設備，如智能手機、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備，并同時管理眾多高需求的應用程序。由于其低成本、能源效率和可靠的覆蓋范圍，它允許大規(guī)模部署更高效和易于使用的設備。
5.通過網(wǎng)絡切片對物聯(lián)網(wǎng)使用進行分段
5G支持安裝虛擬化網(wǎng)絡，通常稱為網(wǎng)絡切片，使用戶和制造商能夠提供定制連接。確定連接優(yōu)先級和調(diào)整延遲有助于確保網(wǎng)絡在發(fā)生過載或災難時具有彈性。例如，在醫(yī)院中，網(wǎng)絡可能被構建為優(yōu)先考慮外科醫(yī)生和機器人之間存在的連接，而不是患者使用的通信。因此，即使在網(wǎng)絡處于最大容量時也可以保護緊急通信。
2023年5G的頂級物聯(lián)網(wǎng)用例
到2023年，5G網(wǎng)絡的主流化將在以下物聯(lián)網(wǎng)實施領域產(chǎn)生最大的影響：
1.智能家居和智慧城市
智能家居、手表和手機同步的物聯(lián)網(wǎng)小工具和健身應用現(xiàn)在風靡一時。由于目前對蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模依賴，5G的未來在20年后將大為不同。無人駕駛汽車和垃圾管理等公用事業(yè)服務的自動化將得到廣泛部署。為了盡量減少溫室氣體排放和污染，智能電網(wǎng)和環(huán)境監(jiān)測的使用也將增加。
2.智能電網(wǎng)和公用事業(yè)運營
如今，電力需求繼續(xù)上升。智能電網(wǎng)和虛擬電廠是解決這個問題的技術答案。5G實現(xiàn)了智能電網(wǎng)的實時管理和自動化。一旦我們開始及時發(fā)現(xiàn)問題并提供補救措施，維護工作也將得到簡化。
與有線替代方案相比，5G具有更快的部署速度和更低的成本，因此被廣泛接受。因此，公用事業(yè)運營商逐漸將新的傳感器、控制系統(tǒng)和可再生能源納入其網(wǎng)絡。
3.國家安全與視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控是另一種以5G為中心的物聯(lián)網(wǎng)應用，預計會蓬勃發(fā)展。鑒于最近的全球發(fā)展，政府愿意對公共監(jiān)控和安全措施進行投資。目前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)依賴于有線通信，但無線網(wǎng)絡的引入可能會加快安裝速度并降低成本，同時與有線系統(tǒng)相比提高了連接性和性能。
結論
5G是一項全球性技術，正在利用3GPP國際標準持續(xù)部署。它的創(chuàng)建是為了確保對物聯(lián)網(wǎng)的兼容性和支持，并且它仍在不斷改進商定的標準。除了4G對物聯(lián)網(wǎng)的支持外，3GPP標準的第15版和第16版將為具有5G特性的物聯(lián)網(wǎng)設備提供額外支持，例如超安全和可靠性以及低延遲。
5G的其他進步，如網(wǎng)絡切片、安全網(wǎng)絡和5G核心，將有助于實現(xiàn)能夠支持大量連接設備的全球物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的愿景。隨著5G的快速主流化和物聯(lián)網(wǎng)的日益普及，整個過程計劃于2023年開始。
