科技发展的速度总是令人惊叹。几年前4G刚刚问世的时候,身边还有用iPhone4使用2G网络的人。自己使用4G网络也只有一年多的时间,而今年又传出5G手机将在2019年发布。

很难想象智能手机能够普及的这么迅速,几年前比较常见的手机还基本只有打电话发短信功能,拍照和录像基本和手机没有任何关联,虽然大部分手机已经可以在一些场景下使用。手机与生活如此的贴近,也难怪5G消息一出,最热的消息就是关于5G手机的。

现实中能够连接到网络的设备当然不仅仅是手机和电脑,近些年各个大厂也不仅仅专注于手机的开发。我们开始听到“智能家电”这个名词。雷布斯的小米更是推出了几乎一整套的智能家电设备,只要家里的各种智能家电连接到网络,即便你处在地球的另一边,都可以通过手机操控这些智能家电。当然,你还需要在手机安装一个APP。

物联网作为在互联网上的创新技术可以让我们进一步提升效率和保障安全,5G对于物联网来说是一项很关键的技术。虽然并不是所有的物联网设备都需要使用5G网络,但对于一些特殊的物联网领域来说5G将会给物联网带来巨大的变化。

为什么不用4G

对于现在来说,仅仅使用4G和其他的网络环境确实已经足够支撑已有的物联网设备的网络通信。但我们也要未雨绸缪。到2020年全球预计将会有超过200亿的物联网设备,而这些设备都需要接入到同一个互联网中。可以想象其中所需要的数据传输的数据是多么的庞大。


5G的优势不仅仅体现在更快的网络传输速度,还有更低的网络延迟与覆盖范围。对于个人使用的物联网设备来说,也许并不会有太多的影响。发送网络请求有一定的延迟并不会有太大的体验差别,或者说我们几乎察觉不到其中的差别。但如果自动驾驶技术使用4G网络,网络的延迟就不是能够忽略的部分了。

为什么5G可以

以前的1G-4G系统依赖于所谓的正交多址。以2G使用的时分多址为例:我们将一秒钟切入很多持续时间较短的时隙。然后,我们为每个用户分配一个特定的时隙,并且一个用户不能访问分配给其他用户的信道。这种正交多址访问将难以支持未来的物联网应用。未来将会拥有大量的物联网设备,我们必须为每个设备分配专用时隙。可用时隙和带宽资源的数量将不足,那时我们将无法承受网络的压力。


许多研究探索如何通过将大量用户置于有限带宽信道中来开发非正交多址。理想情况下,非正交多址访问可以在系统吞吐量和用户公平性之间取得更好的平衡。当然,用户之间存在干扰,这意味着某些用户可能会遇到低数据传输速率。但有趣的是,在物联网中,有许多设备应该以低数据传输速率及时提供。一个例子是无线医疗保健,其中可穿戴设备(心脏监测器,生物传感器等)需要及时将患者数据发送到医院服务器,但这些设备使用的数据速率可能不高。通过使用非正交多路访问,我们可以将具有不同服务质量要求的许多物联网用户/设备挤入相同的时隙或频道。从这个意义上说,非正交方法的概念对于物联网来说是非常令人兴奋和完美的。

5G在物联网中的作用

高通执行副总裁兼QCT总裁克里斯蒂安诺·阿蒙表示:5G的强大在于为无线网络提供关键任务型服务的能力。无线连接随处可见,但很多关键任务型的服务仍依托有线连接。 5G的一个应用场景就是在无线网络中实现所需的高可靠性,并在工业和安全方面创造全新的业务。

2G网络是专为语音传输而设计的,3G用于语音和数据,4G则是用于宽带互联网体验。有了5G,我们将看到算力与通信融为一体,因此数万亿个可穿戴设备等智能设备不必担心计算能力的缺乏,因为网络可以进行任何所需要的处理。


使用5G网络的物联网会更快,也会更加智能。智能设备不再仅仅被当作终端,而是一个个的节点。使用5G,你会感觉算力处处陪伴着你。智能手机、平板电脑、可穿戴设备和其他具有感知功能的设备将与你的使用的应用和服务协同工作。

假设你在日历上记录了与某个人的约会,而在几分钟前,你的设备可能会快速向你发送在云端附近缓存的内容来分享有关这个人的一些数据。使用5G网络,将会有一个带有计算和通信的底层网络,因此并非所有东西都需要通过回程,因为许多功能将在需要的地方提供。


从可穿戴设备到连接网络的其他设备,如洗衣机、智能电表、交通摄像头、甚至是带有微型传感器的树木,都可以随时传输可以快速分析的数据,以做到随时随地地做出决策。

5G在物联网中的应用

智能交通

根据中国的交通法规,机动车在高速公路上行驶,车速超过每小时100公里时,应当与同车道前车保持100米以上的距离。但是实际上,当谨慎的司机保持这个车距时,很快会发现由于临近车道的车辆的插队,而使他们的安全尝试归于失败。

借助移动通信技术,结合车联网能力,可以确保车辆之间相互交互,互相感知距离,控制车辆之间的车距。在现有的4G网络下,可以控制两辆车的车距在25米之间。由于5G的低时延特性,车辆的距离可以控制在3米之内。同时,5G网络的大容量特性使得即便车流密集,也可以支撑起正常的业务运营,杜绝交通事故。

此外智能交通也将会将车辆与道路连入网络。在车路协同运作的情况下,可以提升交通系统的效率,也更加保障了安全。例如,前方车辆如果遇到了突发状况,可以及时的减速停车,后方无法直接观察到突发状况的车辆也会及时的减速停车,进一步组织了危险状况的产生。

高端制造业

ABB正与爱立信的合作,用一支类似于“笔”的机械手操控位于远端的机器。如果另一端的钻头触碰到了钢板开始电钻,这边的人手还可以感受到钢板对钻头的反作用力,力度、手感都好像是亲手拿电钻时感受到的钢板阻力和反应。这样的机械手操作需要非常高的可靠性,而在现有网络环境下是不可能达到的。


实际上,在工业互联网中,更强调工厂中的协同工作,以及各工序的配合,所以,在5G环境下,可以把工厂、甚至于从库存、生产到销售各个环节的配合做的更精准。

远程医疗

利用5G网络的低时延特征,可以实现两个相距遥远的机械手的实现实时同步。如果这两个机械手是在远程医疗的场景下,就可以是两个实施远程实时手术的机械手。医生在一端操作机械手,另一端的机械臂随着医生的操作同步进行,而医生此时此刻并没有和病人在一个房间里。


AR和VR

谈到AR和VR,最开始想到的可能是VR游戏和VR视频了。确实,在游戏中使用AR和VR技术将会给玩家带来更加逼真的游戏体验。也会带来更真实的视觉感受但AR和VR技术的产生不仅仅是为了给游戏玩家或者电影观众更真实的视觉感受。

如果郊区出现一些特殊的异常情况,我们可能需要派遣较为专业的工程师去查看。有时可能还不仅仅是路途遥远,还有一些较为危险的因素。加入VR技术,我们可以远程操控无人机,而工程师则只需要带上VR眼镜来检查出现的具体故障,还原异常地点的真实情况,提升了效率,也更加安全可靠。


5G技术将是推动物联网发展的关键技术。它真正解决了物联网所需要的高传输速度与低延迟。同时5G网络的算力也将使物联网变得更加智能、更加安全。未来我们将拥有一个更加智能更加安全的物联网。



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