為什麽物聯網需要 5G 連接

 隨著參與互聯社會的不斷發展和影響我們的日常生活，作為物聯網一部分的設備數量正在以驚人的速度增長。根據您訂閱的預測，到 2023 年底，可能會有多達 32 億臺設備在運行，這比今天物聯網的 7 億臺設備顯著增加。 盡管連接設備數量上升的原因有很多，但毫無疑問，期待已久的 5G 通信技術的融合將對這一增長產生影響。由於 5G 不僅取代了現有的 4G 標準，而且成為常態，因此公司和製造商明確需要在設計、測試和推出其物聯網特定設備和傳感器時考慮到下一代連接。 我們不再需要想象這樣一個世界：糖尿病等慢性健康狀況可以 24/7 全天候進行管理，而不會出現高血糖和低血糖，車禍是可以預防的，或者只需簡單的面部掃描就可以解鎖車門。任何參加過被稱為 CES 的下一代消費技術年度盛會的人都會知道，自動調節家庭照明和溫度，或在您用完之前訂購您需要的雜貨的技術已經出現。 然而，從科幻小說到以商業為中心的事實的轉變需要有一個能夠支持需求和數十億連接設備的基礎設施。這就是 5G 的用武之地。當你將物聯網的承諾與 5G 的實際功能結合起來時，你就會擁有一個超級強大的技術生態系統，可以以非常高的速度傳輸大量數據。 再加上物聯網通信和傳感器小型化的進步，來自數百個(如果不是數千個)無數傳感器的數據可用於收集信息並提供可操作的見解。然後，這些信息無論多麽大，都可以通過 5G 連接以極快的速率進行通信和處理。 更快的連接是顯而易見的未來 根據泰雷茲集團最近舉辦的網絡研討會，到今年年底將有大約 4.38 億臺設備具有 5G 連接。這就是為什麽 5G 將成為推動物聯網更上一層樓的關鍵因素的根本原因。 然而，需要回答的問題是，除了更普遍的 4G、快速和低延遲之外，5G 連接將提供多少優勢。該問題的答案取決於您的數字需求實際是什麽。 正如我們都知道的那樣，連接已經從簡單地提供對互聯網的訪問發展到實施復雜的架構，這些架構是數字世界的基石。例如，如果您考慮智能城市，它們能夠將汽車、家庭和公用電網，甚至垃圾收集系統與物聯網連接起來。 公司面臨的挑戰是設備數量的增長和對更快數據通信的需求意味著現有網絡需要升級。 Wi-Fi、藍牙、3G 和 4G LTE 等無線技術依賴於與其網絡上的連接設備進行性能權衡。 5G 並非如此。 5G 連接速度高達 10 Gbps(比 4G 快 100 倍)，該技術可以提供更適合我們日益互聯的社會需求的網絡。無論您是在智能手機上播放電影還是駕駛智能汽車，現有的 4G 網絡並不總是提供必要的連接級別。 5G 既可以解決這些問題，又可以提供消費者期望的速度。 那麽，5G 對 4G 有這麽大的改進嗎?畢竟，電信公司和 ISP 多年來一直在談論 4G 有多棒。 對此的簡單回應是：是的，5G 更好。 不僅因為它是一項革命性的無線技術，許多人認為它與光速有關，還因為 5G 更節能、延遲更低，並且每個節點可以支持更多設備。我們有沒有提到 5G 真的很快? Strategy Analytics 最近的一份報告指出，當前所有蜂窩 5G 連接中只有不到 1% 是物聯網設備。預計該數字將在未來九年內增長，該報告的作者預測，到 2030 年，所有連接的 40% 將與物聯網相關。他們表示，大部分增長預計將在 2026 年以後發生，因為 4G仍將是最流行的網絡通信形式。 5G 和物聯網：強大的結合 隨著公司努力融入 5G，必須要求任何要連接的設備都旨在充分利用其優勢。 迄今為止，物聯網設備的商業成功取決於它們與其他設備(智能手機、平板電腦、家庭集線器、語音用戶界面等)的通信情況。設備之間的通信速度越快，它們帶來的好處就越多最終用戶。此外，如果一個項目或數字計劃依賴於閃電般的連接，那麽我們可以將 5G 納入其中。 在一個非常簡單的層面上，提議的萬物互聯必須建立在速度、低延遲和大帶寬的基礎上。這反過來又在可能的方面釋放了強大的進步。 5G 可以成為催化劑，在龐大的物聯網生態系統中實現穩定和安全的連接，在這個生態系統中，數十億連接的設備能夠協同工作，以提供公司和關聯客戶想要的東西。 5G 兼容性是關鍵 為了獲得 5G 的無可置疑的好處，製造商必須首先投資構建兼容 5G 的設備。 此外，OEM 必須優先考慮針對這些 5G 設備的全面質量保證測試。如果軟件和硬件在各種預先確定的條件下不能按預期運行，那麽設備很有可能被標記為故障。存在測試以發現和修復可避免的錯誤;如果這一基本要求不是流程的一部分，那麽 5G 提供的任何潛在收益都將被浪費掉。 首先，物聯網測試需要大的測試覆蓋率。物聯網網絡應與一系列舊設備和新設備或即將推出的設備兼容，請記住系統碎片可能成為一個問題。根據我們的經驗，構建一個在不同操作系統上運行良好的物聯網測試網絡並不總是那麽容易，因此至關重要的是，兼容 5G 的設備已經在一系列系統中進行了測試，以限製碎片化出現錯誤的機會. 其次，必須從各個角度對物聯網和相應的軟件進行測試。此操作將發現可能影響設備及其與 5G 網絡連接的錯誤。通過測試軟件和物聯網的可用性和功能以獲得 5G 連接質量(軟件到對象、對象到軟件和行為)的準確報告，公司可以更清楚地了解相關交互。 這意味著，如果存在任何會阻止關鍵功能並降低用戶體驗的錯誤，QA 團隊將在測試階段發現它們。 第三，測試需要評估物聯網與其他智能設備連接和保持連接的能力。在許多方面，這是測試階段最重要的部分。不穩定的連接可能會阻礙設備之間的交互並導致數據丟失，這可能是一個問題。穩定性是關鍵，5G 網絡上的連接依賴於這個因素。如果連接不穩定，那麽與其他設備保持連接就會有問題。因此，在不同的連接場景下對物聯網進行測試以避免這些困難至關重要。 公共與私人 5G 當大多數人提到 5G 時，他們指的是公共 5G 網絡。為了使用這個公共 5G，您必須在兼容網絡的範圍內，並且可以訪問通常由移動網絡運營商 (MNO) 擁有的頻譜。因此，該公共 5G 網絡的管理和服務是 MNO 的責任。 有人會假設相同類型的基本條件將適用於私有 5G 網絡，而 MNO 被本身不是電信提供商或運營商的公司所取代。否則稱為非公共 5G，設計人員和開發人員需要註意明確的差異。 一個主要區別是，公共 5G 旨在供普通民眾使用，全國網絡上有數百萬用戶。另一方面，私有 5G 網絡具有由給定位置的單個企業或組織定義的專用目的。這些物理元素的範圍可以從單個建築物到整個港口，著名的例子包括製造設施、大學校園、醫院、軍事基地和其他具有關鍵基礎設施或關鍵任務應用程序的地方。 由於高容量、快速通信和低延遲，私有 5G 網絡的采用率正在提高。 5G 被視為數字通信發展的下一個階段，因此決策者希望將該技術整合到他們的工作實踐中是有道理的。 如果你想進一步證明這一點，那麽你只需要看看工業和製造公司都在密切關註 5G 的事實。這些組織中的許多組織都渴望將 5G 網絡無縫集成到他們的儀器、互連傳感器和其他設備中，所有這些都將與現有基礎設施和工業應用程序聯網，其中包括製造和能源管理。 5G 和工業物聯網 2020 年的封鎖迫使每個商業部門審視他們的溝通方式，更重要的是，審視他們在所需的數字化轉型之旅中所處的位置。 ComputerWeekly 報道說，這種流行病不僅在商業意義上具有破壞性，而且還是物聯網采用率增加的催化劑。新聞來源援引 Gartner 對全球商業領袖的調查發現，數字孿生和人工智能等創新正在推動對物聯網特定解決方案的投資增加，402 名受訪者中有 47% 計劃將更多數字解決方案集成到他們的公司。報告稱，主要原因是「物聯網在管理期內產生了可預測的投資回報率」。 根據瞻博網絡研究，到 2025 年，工業物聯網 (IIoT) 預計將包括 220 億臺設備，復合年增長率 (CAGR) 為 107%。 更普遍地稱為工業 4.0，IIOT 將成為「未來工廠」，將智能製造與實體生產和運營相結合，通過使用智能數字技術、機器學習和大數據來創建一個更全面、更緊密的連接 產業生態系統; 這家工廠需要正確的連接。 Startus Insights 的一份專註於 5G 重大裏程碑的報告稱，從 2015 年起，IIoT 領域已投資 23 億美元。 綜上所述，這一投資水平僅次於同期投入物流的 28 億美元。 資料來源：Startus Insights 考慮到上述情況，5G 技術提供商高通公司宣布了自己的物聯網調製解調器解決方案，該解決方案針對工業物聯網應用進行了優化，並配備了 5G 連接。 這些支持 5G 的最新物聯網調製解調器支持全球 5G 新無線電低於 6 GHz 頻段，並以獨立模式運行。除此功能外，調製解調器還可以根據需要切換到 LTE，並使用網絡切片或單獨部署在公共或專用 5G 網絡上。據說該解決方案最適合可與有線技術和現有以太網集成的工業物聯網應用。此外，新調製解調器配備了延長壽命的硬件和軟件。 高通聲稱，這項技術將為組織提供新一代快速、高性能、強大的物聯網解決方案，涵蓋不同的細分市場，包括建築、製造、公共場所和精準農業。例如，315 5G 物聯網調製解調器在設計時考慮了工業和企業應用，具有熱效率功能，並提供低功耗千兆級性能以實現工業物聯網。 Enea 也在追求 5G 創新所創造的勢頭。這家總部位於瑞典的全球 IT 公司推出了面向企業的 5G Microcore，專註於智能製造和工業 4.0 計劃。作為一項額外的獎勵，Enea 已將其產品開發為最小占用空間的一部分，該產品基於該公司由多家 1 級運營商開發的 5G 核心解決方案。 在撰寫本文時，Enea 的產品在亞洲進行了大量試驗。一些企業已經在智能工廠中引入了私有 5G 網絡，並且需要對機器人技術和自動化進行強大的數據管理，以支持工業 4.0 計劃。這使得此類產品的開發不僅在 5G 兼容性方面更加相關，而且在它將如何影響物聯網本身的未來方面也更加重要。 為什麽 5G 很重要 盡管移動網絡運營商已多次嘗試將 5G 的明顯優勢推廣給其用戶，但公眾仍然對 4G 提供的速度感到滿意。這並不是說消費市場不會發生演變，而是說社會似乎(目前)滿足於現狀。 從工業或商業的角度來看，餐桌上的賭註要高得多。例如，Juniper Research 將 5G 確定為 IIoT 增長的關鍵，利用該技術獲得更高水平的運營。此外，報告預測，5G 和低功率廣域(LPWA)等技術將在吸引製造業接受「智能製造」概念方面發揮關鍵作用，其中高連接密度和實時數據傳輸提供高度自主性製造商的操作。 盡管公共網絡是 5G 的主要用例，但私有網絡對於在高連接密度環境中生成大量數據的公司來說將是無價的。如果網絡正常運行，運營支出將通過提高效率而減少。如果您還考慮到更多智能手機製造商正在生產具有內置 5G 兼容性的設備，那麽您無需成為火箭科學家即可了解 5G 將成為所需連接方面的主導力量。 事實上，5G 不僅僅是 4G 的邏輯升級。隨著對快速通信門戶和無縫數據傳輸的需求不斷增長，物聯網變得不再關註事物本身，而是更多地與它們如何使我們的生活更美好、更高效和更數字化相關。僅出於這些原因，5G 就讓無線技術更接近科幻小說幾十年來向我們承諾的未來可行願景。 然而，就目前而言，我們仍處於采用 5G 的初期。是的，技術就在這裏，它將改變遊戲規則，但公司需要確保他們以正確的方式接近網絡連接的最新發展。 有些人仍在努力應對從 3G 到 4G 的轉變，因此將 5G 添加到等式中會引發一系列全新的挑戰需要克服。如果決策者明白這些痛點是可以解決的，那麽將 5G 融入互聯社會將是我們數字化未來的下一步。