Bob Violino 發表於 2020-10-13 11:09:16
物聯網已經蓬勃發展，隨著5G蜂窩技術的普及和商業服務趕上已經在醞釀中的增強標準，可以期待5G蜂窩技術的巨大推動。
康寧公司（Corning）無線解決方案和產品線管理副總裁米歇爾·恩加託（MichelleEngarto）表示：「由於5G可用的頻譜增加，它增加了整體帶寬，並允許大量物聯網設備連接。」康寧公司主要為建築內蜂窩產品製造分布式天線系統。
電信提供商VerizonBusiness負責無線、物聯網和合作夥伴關係的副總裁史蒂夫·薩博（SteveSzabo）表示，5G的幾個特徵有助於轉變行業和連接。
其一是超高吞吐量。Szabo說：「我們在與供應商的試驗中看到，峰值速度高達4Gbps，這可以讓你感受到5G的能力，」Szabo說，有可能達到10Gbps。
另一個是用於數據收集的高傳感器密度，這將使工廠車間數位化，並實現更高的可視化和更高的生產力，而無需複雜的布線或傳統技術。
Szabo說：「高傳感器密度就是將數以千計（或）數百萬的傳感器放在一起，並利用它們進行資產跟蹤、警報等。」「5GonmmWave技術是為處理數百萬個連接的傳感器而建造的，事實上，它能夠管理每平方公裡100萬個連接的設備」。
超邊緣MEG（ultra-Edge-MEG）也可通過低延遲移動計算工作負載。
5G可以幫助物聯網
5G對物聯網的影響究竟有多大，何時影響，在很大程度上取決於用例。
研究公司Gartner的高級首席分析師比爾·梅內澤斯（BillMenezes）表示，5G的主要特點包括顯著更快的數據吞吐量；支持大量機器或設備在沒有任何人工交互或控制的情況下進行通信；以及超可靠、低延遲的通信。
Menezes說，這項技術的超可靠性來自於其提供規定服務質量或「實時」通信的能力，而不是基於乙太網的技術如Wi-Fi的最大努力數據傳輸。此外，他說，在以後的版本中，5G的理論延遲不到1毫秒，而當前一代Wi-Fi部署中通常延遲為20至40毫秒。
Menezes說，所有這些屬性「都與物聯網相關，但關聯程度取決於物聯網端點和應用程式的需求」。
例如，使用一個不需要高數據速度或小於10毫秒延遲的應用程式來實現大量低功耗端點可能是一個不錯的選擇。Menezes說，這樣的場景將主要利用5G未來支持窄帶IoT（NB-IoT）連接的能力，理論上每平方公裡的設備密度高達100萬個低功耗端點。NB-IoT是一種低功耗廣域網無線電技術標準，支持一系列蜂窩設備和服務。
5G還可以服務於需要大量帶寬的較少設備的部署。Menezes說：「部署監控攝像機的用例將更多地依賴於5G的高吞吐量/低延遲能力，實現超高清晰度8K實時視頻流，對設備密度的要求要低得多。」
Menezes說，汽車、製造業（智能工廠）、建築業以及採礦業、石油天然氣等自然資源行業都是物聯網的5G機遇所在。「但是需求是廣泛的，並且會因用例而有所不同，」他表示。
而5G並不是所有物聯網網絡的最佳選擇。Menezes說，組織將繼續使用各種連接方式，包括Wi-Fi、藍牙、Zigbee和4G-NB-IoT。他表示：「企業需要衡量他們的實現將需要哪些性能特定屬性，而其他平臺在需要的部署場景中不能提供這些屬性。」
5G如何與其他選擇相匹配
Engarto說，如今的物聯網設備大多通過有線技術進行連接。包括屏蔽雙絞線LAN和同軸電纜。她說：「在某些有限的地區，Wi-Fi可能有一些用途」，但並不總是理想的。恩加託說：「5G使更多的傳感器能夠安裝到位，而不需要為每根電纜安裝電纜和導管。」
但研究公司國際數據公司（IDC）的物聯網和行動網路基礎設施高級研究分析師派屈克·菲爾金斯（PatrickFilkins）表示，新的無線技術「將是眾多旨在滿足物聯網全面需求的網絡解決方案之一」。
「例如，5G可以解決需要任意延遲、可靠性和安全性的端點，」菲爾金斯說。「雖然5G將是物聯網的瑞士軍刀式解決方案，全部來自單一平臺，但一些企業可能不需要5G的全部功能。在許多情況下，例如LPWAN［低功耗廣域網］，您可以通過LoRaWAN等替代方案實現連接。」
Filkins說，Wi-Fi-6和Wi-Fi-HaLoW也將在密集、短距離物聯網使用案例中發揮作用，儘管可能會降低可靠性。
菲爾金斯說：「5G是LTE的一個提升，在實現零停機通信方面，5G採用了新技術，實現了近乎零的數據包丟失。」。這些技術包括波束形成、網絡快速故障轉移（冗餘基礎設施和拓撲結構）、無線分組重傳和軟體定義網絡。
「此外，5G還利用了先進的同步技術和其他信道劃分技術，最大限度地利用專用頻譜信道，確保服務質量，」菲爾金斯說。「這確保了運營商5G環境中的［高］可靠性。」
Wi-Fi與5G
Filkins說，Wi-Fi的可靠性首先受到其範圍的挑戰。他表示：「你可能能夠保證服務水平，也可能不能保證，但幾乎可以肯定的是，你只能保證中短期範圍內的服務水平。」此外，他說，大多數Wi-Fi系統都部署在未經許可的頻段上，隨著更多的數據包共享信道，幹擾的可能性會變得更大。
Filkins說，Wi-Fi6通過將頻譜拼接到資源單元來幫助解決可靠性問題，但是即使有了這些改進，頻譜本身仍然存在問題，「這會帶來潛在的幹擾。」
Menezes說，部署成本、範圍、幹擾和物聯網設備的能力都是確定物聯網實施正確的主要或補充連接選項的因素。
Menezes說：「根據實施的網絡性能要求來做出決定。」「因此，如果端點或應用程式不需要5G性能即可在所需級別運行，這將有助於決定連接性。」
Menezes說，Wi-Fi6或Zigbee可能完全適合智能建築控制的某些元素，但對於高度移動的廣域應用來說卻毫無用處。
「此外，在5G可用但尚未達到顯著市場規模以提高端點或網絡服務競爭力的情況下，使用基本商品化的連接技術（例如藍牙，Zigbee，RFID或Wi-Fi）的端點可能會更具成本效益，Menezes說。
消費品製造商惠而浦（whillpool）全球產品組織（GlobalProductOrganization）副總裁什裡丹德卡爾（ShreeDandekar）表示，在某些情況下，比如家庭使用，Wi-Fi通常對物聯網比蜂窩更有意義。惠而浦提供互聯廚房和洗衣設備等物聯網服務。
Dandekar說：「科技界與這一觀點基本一致，5G技術不太可能改變這一點。」「即使是最便宜的蜂窩技術［NB-IoT或LTE-M］也比Wi-Fi貴得多。」
另一方面，惠而浦的工廠則是完全不同的情況。IT副總裁麥可·貝倫森（MichaelBerendsen）表示：「這種環境可能會對Wi-Fi構成挑戰，因為設備和機器太多了；只是大量的金屬會影響Wi-Fi信號。」
該公司正在俄亥俄州的一家洗衣機工廠對其一些自動駕駛汽車進行5G測試，「因為我們相信5G可以提供更好的覆蓋範圍，並在如此大的空間內更加一致，」貝倫森說。
網絡切片以獲得更好的性能
電信運營商表示，隨著5G技術的成熟，網絡將越來越先進，這將為物聯網帶來更多可能性。
at&TBusiness5G卓越中心主任JasonInskeep說：「隨著網絡的發展和SDN（軟體定義網絡）對邊緣結構建模的改進，帶寬將繼續提高。」
Inskeep說：「5G將帶來的另一個備受期待的功能是網絡切片，」允許在無線接入網絡（RAN）上使用專用的資源塊。通過這種方式，蜂窩網絡開始呈現出多協議標籤交換（MPLS）網絡的感覺，「為驅動自動汽車或『超視距』無人機操作等技術創造了更高性能的機會。」。
Inskeep說，5G「可以在蜂窩網絡的每個部分保持一定的性能閾值，這一特性曾經只在有線端可用」。
「這些汽車和無人機正在收集大量需要快速處理的數據，以便使它們更具可行性。5G和邊緣計算提供了端到端的速度和較低的延遲，再加上網絡切片，為數據提供了自己的「通道」，這將有助於數據在更短的時間內返回設備。」
當5G網絡切片與物聯網交叉時，「你開始看到5G平臺的整體是如何有用的，特別是在有許多用例同時運行的組織中，」菲爾金斯說。
「一個網絡片可以專用於LPWAN物聯網計劃，而另一個可以連接需要超低延遲的端點，」菲爾金斯說。「通過5G，理論上可以創建一個能夠解決傳統上通過覆蓋有線和無線鏈路組合解決的物聯網用例的單一平臺。通過5G，您可以使用無線技術從單個平臺解決大多數此類使用情形。」
費爾金斯說，從管理和運營費用的角度來看，這對於希望提升物聯網價值的組織來說應該是非常有吸引力的。
更好的端點密度即將到來
InsKeep說，未來改進的另一個領域是實現每平方公裡每個無線電設備更多的會話。他說：「隨著我們轉向5G，這個數字會呈指數級增長，因此終端的密度可能會增加。」「隨著這種情況的發生，生態系統可以變得更加智能」，物聯網的功能也可以增加。
「當涉及到物聯網時，我們只是觸及了5G力量的皮毛，」Szabo說。「5G轉變業務運營的潛力是巨大的，可以實現今天不存在的用例。」
例如，一個5G網絡每平方英裡可能支持超過200萬個連接的傳感器，Szabo說。「與3D虛擬實境的合作可以幫助工程師、設計師和營銷團隊在幾乎零延遲的情況下比較新產品的設計。」
Szabo說，Verizon正與合作夥伴和開發商合作，拓展5G生態系統。2020年7月，它宣布了簡化和加速端到端物聯網環境的計劃。這其中的一部分是整合運營商的5G/LTE網絡、ThingSpace物聯網平臺（允許公司在Verizon網絡上對物聯網設備進行原型、測試和連接）和關鍵資產傳感器設備（監控光線、溫度等條件），以及壓力），微軟的Azure雲使物聯網開發者能夠快速高效地創建新的應用程式。
Menezes說，5G的未來迭代（版本16和17）包括許多與高級NBIoT、超低延遲和網絡切片相關的規範，這些規範適用於各種類型的物聯網用例。
Menezes表示：「將5G視為主要或互補［資源］的組織需要將其規劃的物聯網使用案例或應用的路線圖——或現有物聯網實施所需的性能更新——與基於先進5G版本的服務和基礎設施的商業可用性相匹配。」
5G可以促進物聯網的更多使用
專家表示，5G技術的不斷進步有助於推動物聯網計劃。
「5G將導致物聯網設備在市場上的爆炸性增長，」Engarto說。5G的超低延遲將為增強和虛擬實境等新的使用案例鋪平道路，「並為醫療、智能製造和教育等垂直領域的數位化開闢新的突破性可能性，」她說。「這可能是建設智慧城市的關鍵推動因素，交通、公共安全甚至零售業都有進步。」
Menezes說，大規模的機器對機器通信與5G即將整合的NB-IoT功能相結合，可能會進一步鼓勵物聯網的部署。Menezes說，這可能包括智慧城市，這些城市可能無法通過其他移動無線技術（如4GLTE）或LAN無線網絡（如Wi-Fi）來實現可擴展性。
Menezes說：「5G在以後的版本中能夠在覆蓋範圍內支持更多的設備。」。「而且，在中、低頻段頻譜中，它的傳輸距離會更遠，因此覆蓋的區域比Wi-Fi更大。」
Szabo說，5G的出現將「大大加快傳感器化進程，以推動行業數位化轉型」。「大規模物聯網可以支持多達12倍的傳感器密度，並且技術（例如NB-IoT）將不斷發展。從這些數據以及基於雲的功能（如數字孿生）收集的數據將實現近實時的模擬，評估，預測［和］補救。」
物聯網「實際上是連接技術能力和改善商業運作的一種實踐，」Filkins說。「沒有人僅僅為了使用一種新技術而部署物聯網項目。在某些行業，5G將成為推動工業自動化的前沿，使室內和室外環境實現無縫連接。」
責任編輯:tzh
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