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5G+IoT(1):融合、趋势、建议

2019年12月3日 15:35  搜狐号  作 者:陈志刚

01

企业的机会和赢利点

申博平台移动技术会深刻影响物联网(IoT)。

目前正在部署的5G移动蜂窝网络是从现有的4G网络演变而来的,4G网络将继续为许多用户服务。5G预计将持续到未来很长一段时间,可以满足当前的需求,比如智能能源应用,但是可以预测的情况是仍需一段时间才能实现的应用,比如自动驾驶汽车。

随着管理技术的升级,移动运营商将需要确保他们的网络同时支持当前和未来的用例需求,同时谨慎的运营商也将管理投资,以确保客户在网络向5G过渡时得到支持。

大多数5G案例场景可以分为三个主要类别:增强移动宽带(eMBB)、大规模低功耗接入(mMTC)和低延时高可靠通信(uRLLC),每个场景都有自己的速度、容量和延迟要求。虽然4G将继续被许多消费者和企业物联网用户使用,但5G为物联网提供了4G或其他技术无法提供的一系列好处。这包括5G支持大量静态和移动物联网设备的能力,这些设备具有不同的传输速度范围。

由于物联网的发展,5G的灵活性对于寻求支持满足通信严格要求的企业将变得更加重要。5G的超高可靠性和低延迟将使自动驾驶汽车、智能电网、增强的工厂自动化和其他高要求的应用成为现实。

云计算人工智能和边缘计算都将有助于处理物联网产生的数据量,因为5G扩大了网络容量。随着进一步的5G技术发展,如网络切片、非公共网络和5G核心网络,最终将有助于实现全球物联网网络的愿景,支持大量连接设备。

02

5G发展概述

第一批5G网络目前正在世界各地部署,人们预期这种先进的移动技术将在许多国家的数字转型和经济成功中发挥重要作用。

本文着眼于5G对物联网的影响,并与其他技术相比,研究5G的一些独特特征和好处。其中还介绍了可以使用现有蜂窝技术(如3G和4G)支持的物联网案例,并讨论了5G至关重要的用例。这篇论文的重点是移动技术在物联网应用中的部署,旨在为非技术用户和企业内通信系统的消费者提供一个教育文档。

物联网连接的数量将在未来五年内激增。The GSMA intelligence预测,到2025年,物联网连接的总数量将增至252亿。据估计,其中31亿将使用移动技术,包括低功耗广域移动物联网网络。

今天的物联网设备使用各种各样的无线技术。这些技术包括短程技术,通常使用未经许可的频谱,如WiFi、蓝牙、ZigBee和Z-wave以及广域蜂窝技术,使用许可的频谱,如GSM、LTE和5G。替代解决方案例如在未经许可的频谱中运行的低功率技术,包括LoRa和Sigfox。蜂窝技术在许可的频谱中运行,为物联网设备提供了许多好处,包括增强供应、设备管理和服务支持。

更重要的是,蜂窝网络提供全球覆盖和高水平的可靠性、安全性和性能,这是最苛刻的物联网应用所需要的。

目前的LTE或4G网络将继续与5G共存,在未来几年,随着5G网络在全球范围内的扩展,它们将提供足够的覆盖范围和容量,以满足各种不同的使用情况。

然而,5G给物联网带来的一系列好处是4G或其他技术无法提供的。这包括5G支持大量静态和移动物联网设备的能力,这些设备的速度、带宽和服务质量要求各不相同。其中大部分可分为三大类: 增强移动宽带(eMBB)、大规模低功耗接入(mMTC)和低延时高可靠通信(uRLLC)。

目前部署的5G网络是建立在4G网络之上的,4G网络同时采用了LTE (LTE- m)和窄带物联网(NB-IoT)技术,5G提供了支持现有和未来用例所需的功能。

GSMA预计,5G在其早期部署中将提供高速、低延迟、可靠和安全的移动宽带。随着时间的推移,大量的物联网设备将连接到5 G网络,支持超可靠和低延迟通信。5G和无线边缘技术支持要求用例,如自主驾驶、时序要求严格的工业物联网生产流程和增强虚拟现实(AR / VR)。

移动物联网网络,使用LTE-M或NB-IoT技术,继续获得牵引力需要低功率大范围的应用程序连接性。(LPWA) 2019年10月,移动运营商已经推出了商业LTE-M和NB-IoT网络这些网络将继续发展,并无缝地与现有网络和运营5 G NR(新收音机)连接。

从核心网络的角度来看,现有的LTE核心(增强型分组核心/EPC)和新的5G核心(5GC)都将继续支持移动物联网向未来的演进。

03

5G物联网解决方案

3.1介绍

标准机构3GPP对5G网络架构和NR规范进行了大量改进,以改善对消费者和企业使用的物联网设备的支持。

3GPP第16版是5G规范的第二阶段,计划于2019年12月完成。第16版将增强5G NR的能力,并引入对关键功能的支持,如:超可靠低延迟通信(URLLC)以及非公共网络。

3.2超可靠低延迟通信(URLLC)

适应力将是5G时代的关键,因为移动网络被明确要求支持超可靠和关键的系统,比如工业设备的自动控制和自动驾驶汽车。根据GSMA5,这是5G的一个重要卖点,并反映在URLLC被认定为5G机遇的关键支柱之一。URLLC对于企业物联网用例以及消费者领域的智能城市和智能家居应用至关重要。

例如,智能城市可以使用URLLC的物联网设备来更有效地管理交通,防止拥堵,并提前发出事故预警,这对道路使用者有利。在智能家庭中,URLLC的功能将带来许多好处,支持在线游戏和AR/VR设备。更快的响应时间和更高的可靠性将减少传输延迟,提供更身临其境的体验。

低延迟连接对于自动驾驶(如自动车辆)或执行关键任务(如控制工业设备)的机器非常重要。低延迟将使5G网络得到优化,实时处理大量变化的数据,这是其他技术无法做到的。

综上所述,关键的物联网所需的可靠性和低延迟将通过全球标准支持的5G技术得到最好的满足。

3.3非公开网络

工业物联网应用通常需要高水平的安全性和可靠性。这些包括工业机器人、工厂车辆、预测性维护、连接工具、可穿戴技术典型的公共网络可能无法满足企业对这些应用程序的严格要求。3GPP Rel-16将非公共网络(通常称为“专用网络”)定义为服务于企业需求的网络。

一些独立的频谱选项,包括专用物联网频带、共享频带和未授权频带,可用于启用非公共网络。

此外,运营商可以分配部分频谱资源来支持这些网络。根据需要,非公共网络可以连接到公共网络,也可以限制到特定的工厂或站点。5G技术再一次为企业提供了满足个人需求的灵活性。一些潜在的用例包括大学、医院或军事基地的校园网络,以及海港、制造基地或交通枢纽。

网络切片技术可以作为私有网络的替代。GSMA发布了一份介绍网络切片的文档7,展示了商业客户如何使用它来满足他们的个人需求,就像私有网络一样。

编 辑:章芳
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