5G对物联网的承诺

5G在高密度物联网部署方面前景看好,但未来发布的蜂窝技术有更大的潜力。

盖蒂图片社

已经蓬勃发展的物联网,可以期待5G蜂窝技术的巨大提升,因为它变得更容易获得,商业服务也赶上了已经在酝酿中的强化标准

康宁无线解决方案和产品线管理副总裁Michelle Engarto说:“由于5G可获得的频谱增加,它增加了总体带宽,并允许大量的物联网设备连接。”康宁公司生产用于蜂窝产品的分布式天线系统。

电信提供商Verizon Business负责无线、物联网和合作的副总裁史蒂夫·萨博(Steve Szabo)表示,5G的几个特点有助于改变行业和连接。

一个是超高吞吐量。“我们在与供应商的测试中看到,峰值速度可达4Gbps,这可以让你感受到5G的能力,”Szabo说,5G有可能达到10Gbps。

另一个是用于数据收集的高传感器密度,这将使工厂的数字化,更可视化和生产力,而不需要复杂的线路或传统技术。

Szabo说:“高传感器密度就是把成千上万个传感器放在一起,利用它们进行资产跟踪、警报等。”“采用mmWave技术的5G可以处理数百万个连接的传感器,而且事实上每平方公里可以管理100万个连接的设备。”

5G也允许通过多访问边缘计算(MEC),其移动工作负载处理到边缘超低延迟。

凡5G可以帮助物联网

到底有多少5G将影响物联网和当地取决于使用情况很大一部分。

5G的主要特点包括数据吞吐量明显更快;支持大量机器或设备在没有任何人机交互或控制的情况下进行通信的大规模机器类型通信;研究公司Gartner的高级首席分析师比尔•梅内塞斯(Bill Menezes)表示,这是一种超可靠、低延迟的通信方式。

Menezes表示,该技术的超可靠性来自于它提供服务质量或“实时”通信的能力,而不是基于以太网络(如Wi-Fi)的最佳数据传输能力。此外,他说,5G在以后的发布中理论上有不到一毫秒的延迟,而当前一代Wi-Fi部署的典型延迟是20到40毫秒。

所有这些属性“都与物联网有关,但相关性的程度取决于物联网端点和应用程序的需求,”Menezes说。

例如,使用不需要高数据速度或延迟小于10毫秒才能正常运行的应用程序实现大量低功耗端点可能是一个很好的选择。Menezes说,这样的方案将主要利用5G未来的能力来支持窄带物联网(nb -物联网)连接,从理论上讲,设备密度可以达到每平方公里100万个低功率终端。窄带物联网是一种低功率广域网无线电技术标准,支持一系列蜂窝设备和服务。

5G还可以用于部署更少的需要大量带宽的设备。“部署监控摄像机的用例将更多地依赖于5G的高吞吐量/低延迟能力,实现8K超高清实时视频传输,对设备密度的要求更低,”Menezes说。

Menezes表示,汽车、制造(智能工厂)、建筑、采矿、石油和天然气等自然资源行业都是5G物联网的机遇。他说:“但是需求很宽泛,会因用例的不同而有所不同。”

和5G不是对所有物联网网络的最佳选择。组织将继续使用多种连接包括Wi-Fi,蓝牙,Zigbee和4G NB-物联网,梅内塞斯说。“企业需要衡量什么表现特定的属性及其实施将要求其他平台无法在所需的部署方案提供,”他说。

5G如何与其他选择相匹配

今天物联网设备通过有线技术大多连接,Engarto说。这些包括屏蔽双绞线LAN和同轴电缆。“在某些有限的区域的Wi-Fi可能有一定的使用”,但始终不理想,她说。“5G使得能够把更多的到位传感器,而无需电缆和管道每根电缆,” Engarto说。

国际数据公司(IDC)的物联网和移动网络基础设施高级研究分析师Patrick Filkins表示,新的无线技术“将是众多旨在满足物联网全部需求的网络解决方案之一”。

“例如,5G可以处理需要任何延迟、可靠性和安全性的端点,”Filkins说。“尽管5G将是物联网的瑞士军刀式解决方案,但全部来自单一平台,一些企业可能不需要5G的全部能力。”在很多情况下,比如LPWAN(低功耗WAN),你可以通过LoRaWAN等替代方案实现连接。”

Filkins说,Wi-Fi 6和Wi-Fi HaLoW也将在密集、较短范围的物联网使用案例中发挥作用,尽管可能会损失可靠性。

“在承诺零停机通信方面,5G是对LTE的一种提升,它融合了新技术,使包丢失接近于零,”菲尔金斯说。这些技术包括波束形成、网络快速故障转移(冗余基础设施和拓扑)、无线包再训练和软件定义的网络。

“此外,5G利用先进的同步和其它信道分割技术被利用来最大化专用频谱信道,确保服务质量,”菲尔金斯说。“这确保[高]可靠性在载体5G环境”。

wi - fi和5克

菲尔金斯说,Wi-Fi的可靠性首先受到其范围的挑战。他说:“你可以保证,也可以不保证服务水平,但几乎可以肯定的是,只能保证中短期的服务水平。”此外,他说,大多数Wi-Fi系统都部署在未经授权的波段上,而随着越来越多的数据包共享信道,干扰的可能性也越来越大。

wi - fi 6与可靠性问题拼接谱成的资源单位,菲尔金斯说帮助,但即使有了这些改进还是有谱问题本身,“它引入了干扰的可能性。”

部署成本、范围、干扰和物联网设备的能力是确定物联网实施的正确的主要或补充连接选项的所有因素,Menezes说。

“基础上实施的网络性能要求的决定,”梅内塞斯说。“所以,如果一个端点或应用程序没有在所要求的水平需要5G性能的功能,这将有助于决定了连接选择。”

梅内塞斯说,Wi-Fi - 6或Zigbee可能非常适合智能建筑的某些控制元件,但对于高度移动的广域使用则毫无用处。

Menezes说:“此外,使用蓝牙、Zigbee、RFID或Wi-Fi等基本商品化的连接技术的终端,在5G可能已经存在但尚未达到显著的市场规模以使终端或网络服务具有竞争力的情况下,可能会具有更大的成本效益。”

在某些情况下,比如家庭使用,无线网络连接,通常令人觉得物联网比细胞更感斯里丹德卡尔,副总裁,全球产品组织,在消费品制造商惠而浦,提供物联网服务,例如连接厨房和洗衣设备说。

“科技界基本上都认同这种观点,5G技术不太可能改变这一点,”丹德卡说。“即使是最便宜的蜂窝技术(窄带物联网或LTE-M)也比Wi-Fi贵得多。”

在另一方面,惠而浦的工厂是一个不同的情况完全。“这种环境可以为Wi-Fi,因为这么多的设备等多台机器是一项挑战;这只是一个大量的金属,可以影响一个Wi-Fi信号的,” IT的副总裁Michael Berendsen说。

该公司是测试5G上一些自主车在俄亥俄州洗衣机工厂,“因为我们相信5G可以提供更好的覆盖,并跨越这么大的空间较为一致,” Berendsen说。

网络切片以获得更好的性能

电信运营商表示,随着5G的成熟,网络将变得越来越先进,这将为物联网提供更多的可能性。

AT&T业务5G卓越中心主任Jason Inskeep说:“随着网络的发展和SDN(软件定义网络)边缘结构建模的改进,带宽将继续提高。”

“另一个备受瞩目的功能5G将带来的是网络分层,”允许无线接入网(RAN)专用资源块,Inskeep说。通过这种方式,蜂窝网络开始采取的感觉多协议标签交换(MPLS)网络“创造了一个机会,更高的性能,以推动像‘超视距’无人机操作自动驾驶汽车或技术,”他说。

5G“能保持一定的性能阈值在蜂窝网络中的每个切片,属性一次只可在有线方面,” Inskeep说。

“这些汽车和无人机正在收集大量数据,需要快速处理,以使它们更可行。速度和更低的延迟5G和边缘计算提供从端到端结合网络切片给数据自己的‘通道’将帮助数据回到设备在显著更少的时间。”

当5克网络切片与物联网相交叉的是,“你开始看到整个5G平台是如何有用的,特别是在有许多用例同时运行的组织中,”Filkins说。

“一网分片可专用于LPWAN物联网的倡议,而另一个可以连接需要超低延迟的终点,”菲尔金斯说。“随着5G,理论上你可以创建物联网寻址使用情况的单一平台,传统上由覆盖的有线和无线链路的组合解决。随着5G,可以用无线来解决大多数的这些用例从一个单一的平台。”

Filkins说,从管理和运营费用的角度来看,这对于寻求提高物联网价值的组织来说应该具有吸引力。

更好的终端密度来了

今后改进的另一个领域是使每平方公里无线电更多的会话,Inskeep说。“随着我们向5G的数量呈指数增长,从而[中]端点可以增加密度,”他说。“由于这种情况,生态系统会变得更加智能的”物联网及的功能可以增加。

当涉及到物联网时,我们只是触及了5G能力的表面,”Szabo说。“5G改变商业运营的潜力是巨大的,能够实现今天不存在的用例。”

例如,一个5G网络将可能支持每平方英里超过200万个连接传感器,Szabo说。“与3D虚拟现实的合作可以帮助工程师、设计师和营销团队在比较新产品的设计时几乎零滞后。”

Verizon正在与合作伙伴和开发者合作,以扩大其5G的生态系统,萨博说。七月到2020年,它宣布将简化和加速终端到终端的物联网环境。Part of this is integrating the carrier’s 5G/LTE Network, ThingSpace IoT platform (which allows companies to prototype, test, and connect IoTdevices on the Verizon network), and Critical Asset Sensor devices (which monitor conditions such as light, temperature, and pressure) with Microsoft’s Azure cloud to enable IoT developers to create new applications quickly and efficiently.

5G的未来迭代(版本16和17)包括许多适用于各种类型的物联网使用情况有关,以先进的NB-物联网,超低延迟和网络切片的规格,梅内塞斯说。

“企业在寻找5G作为主要或互补资源]需要他们对计划的物联网使用情况或路线图相匹配的应用,或者所需的性能更新现有物联网的实现,基于先进的5G版本的服务和基础设施的商业可用性,”梅内塞斯说。

5G可能促进物联网的更广泛使用

专家表示,5G技术的持续进步可能有助于推动物联网计划。

“5G将导致市场上物联网设备的爆炸式增长,”Engarto说。5G的超低延迟将为增强现实和虚拟现实等新应用铺平道路,“并在医疗保健、智能制造和教育等垂直领域开辟新的突破性的数字化可能性,”她说。“它可能成为建设交通、公共安全、甚至零售方面发展的智能城市的关键推动者。”

巨大的机器对机器通信,5G的到来NB-物联网结合的能力相结合,可以进一步鼓励物联网的部署,梅内塞斯说。这可能包括可能面临与其他移动无线技术,如4G LTE或无线局域网等无线网络的可扩展性少智能城市,梅内塞斯说。

“5G在其以后的版本已经可以支持在其覆盖区域显著更多设备的能力,”梅内塞斯说。“另外,在其中低带频谱[它]将发送进一步,从而覆盖比Wi-Fi较大的区域”。

5G的出现将“显著加快sensorization的过程中推动数字化转型的行业,”萨博说。“大规模的IoT最多可支持的传感器密度的12倍,和技术[如NB-的IoT]将演变。从这些与基于云的功能,如数字双胞胎一起收集数据将使近实时模拟,评估,预测[和]整治“。

物联网“实际上是连接技术能力和改善商业运作的一种实践,”Filkins说。“没有人仅仅为了使用一种新技术而部署物联网项目。在某些行业,5G将成为推动工业自动化的前沿,使室内和室外环境实现无缝连接。”

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