2023 年 5G 主流化將如何影響物聯網？

到 2025 年，物聯網 (IoT) 端點或“事物”的數量將從幾百萬增加到超過 550 億。 5G 網絡的發展將是導致這種擴張的最重要因素之一。

即將推出的 5G 或第 5 代蜂窩移動連接對於物聯網市場來說是個好消息。 這在一定程度上是因為 5G 網絡將顯著提高這些互連設備的性能和可靠性。

5G 對物聯網意味著什麼？

5G 或第五代無線是蜂窩技術的最新版本，旨在顯著提高無線設備的響應能力和速度。

國際電信聯盟 (ITU) 為新技術制定了最低限度的指導方針，第三代合作夥伴計劃 (3GPP) 進一步定義和標準化了該技術。

雖然最初的 5G 標準版本 3GPP 第 15 版側重於升級移動寬帶 (eMBB) 以提供更大的容量、更快的吞吐量和更低的延遲，但它還定義了 5G 新無線電 (NR) 技術基礎，該技術基礎將用作以下平台：未來的發展。

在隨後的 5G 規範更新 3GPP 第 16 版中，通過添加新功能堅定地將 5G 的範圍擴展到其他領域。 第 16 版提供改進的超可靠低延遲通信 (eURLLC) 以實現毫秒級延遲、時間敏感網絡 (TSN) 支持時間確定性通信，以及非授權頻譜 (NR-U) 和專用網絡輔助以實現更靈活的部署。

第 16 版還引入了高可靠性 5G 地理定位，它補充了 GNSS 等當前定位服務，並支持資產跟踪等各種 5G 物聯網用例。

5G 還將有效地互連數十億個具有適度複雜性的物聯網設備，例如環境傳感器設備和公用事業儀表。 通常，這些物聯網設備具有延遲容忍、低複雜性和節能的特點。

雖然第 16 版開始處理任何這些具有極高性能（例如 IIoT）和極其簡單的複雜性（例如 NB-IoT）的關鍵任務節點的物聯網需求，但兩者之間存在廣泛的物聯網用例。 作為回應，3GPP Release 17 引入了 5G NR-Light，它將為工業相機、高端可穿戴設備和入門級智能手機等複雜性降低的設備提供新的效率。

在 5G 蜂窩網絡中使用物聯網設備的好處

5G 提供更快、更可靠和更安全的通信，這正在推動自動駕駛汽車、可再生能源智能電網和用於工廠車間部署的支持 AI 的機器人的發展。 它正在釋放一個龐大的物聯網生態系統，在這個生態系統中，網絡可以通過適當的帶寬、延遲和定價權衡為數十億個連接的設備提供服務。 讓我們更詳細地研究這些優勢：

1. 實現設備間的高速數據交換

任何物聯網實施的盈利能力最終取決於其功能，這取決於它與其他幾個物聯網系統、平板電腦和手機、網站或應用程序形式的技術以及其他類型軟件的連接速度。 有了 5G，數據傳輸速率將大幅提升。 報告表明 5G 確實比 LTE 網絡快 10 倍。 這種速度的提高將使物聯網設備能夠比以往更快地交談和交換數據。

2. 使網絡更可靠

除了提供更快的連接外，5G 網絡的運行更加穩定，從而帶來更高的安全性和可靠性。 可靠和穩定的網絡條件對於任何物聯網都至關重要，尤其是對於依賴實時更新的監控系統，如安全系統、監控攝像頭和其他連接設備。 由於 5G 網絡支持更多連接設備的能力，用戶將享受各種連接設備的更高可靠性。

3. 以更低的延遲改善用戶體驗

延遲是一個動作完成之前存在的時間間隔，以及它的後續響應。 例如，從點擊網站鏈接到瀏覽器顯示該網站的時間。 與 4G LTE 相比，5G 網絡將大大減少延遲。 一項實驗表明它可能低於 5 毫秒。 這種降低的延遲將允許實時聯網，這將支持物聯網 (IoT) 和人工智能 (AI) 等新應用。

4.支持大規模物聯網實施

5G 將提供較寬的頻率範圍和比 4G 高出 1,000 倍的容量。 它將能夠連接眾多支持互聯網的設備，例如智能手機、傳感器和物聯網 (IoT) 設備，並同時管理眾多高需求應用程序。 由於其低成本、高能效和可靠的覆蓋範圍，它允許大規模部署更高效和易於使用的設備。

5. 通過網絡切片分割物聯網使用

5G 支持安裝虛擬化網絡，通常稱為網絡切片，使用戶和製造商能夠提供定制連接。 確定連接優先級和調整延遲有助於確保網絡在發生過載或災難時具有彈性。 例如，在醫院中，網絡可能被構建為優先考慮外科醫生和機器人之間存在的連接，而不是患者使用的通信。 因此，即使在網絡處於最大容量時也可以保護緊急通信。

2023 年 5G 的頂級物聯網用例

到 2023 年，5G 網絡的主流化將在以下物聯網實施領域產生最大的不同：

1. 智能家居和智慧城市

智能家居、手錶和手機同步的物聯網小工具和健身應用程序現在風靡一時。 由於目前對蜂窩物聯網的大規模依賴，5G 的未來在 20 年後將大為不同。 無人駕駛汽車和垃圾管理等公用事業服務的自動化將得到廣泛部署。 為了盡量減少溫室氣體排放和污染，智能電網和環境監測的使用也將增加。

2. 智能電網和公用事業運營

今天，電力需求繼續上升。 智能電網和虛擬電廠是解決這個問題的技術答案。5G 可以將實時管理和智能電網自動化結合起來。 一旦我們開始迅速發現問題並提供補救措施，維護也將得到簡化。

與有線替代方案相比，5G 具有更快的部署速度和更低的成本，因此被廣泛接受。 因此，公用事業運營商逐漸將新的傳感器、控制系統和可再生能源整合到他們的網絡中。

3.國家安全與視頻監控

視頻監控是另一種以 5G 為中心的物聯網應用，預計會蓬勃發展。 鑑於最近的全球發展，政府願意對公共監控和安全措施進行投資。 目前，視頻監控系統依賴於有線通信，但無線網絡的引入可能會加快安裝速度並降低成本，同時與有線系統相比提高了連接性和性能。

結論

5G 是一項全球性技術，使用 3GPP 國際標準不斷部署。 它的創建是為了確保對物聯網的兼容性和支持，並且隨著對商定標準的不斷改進，它仍在不斷發展。 除了4G對物聯網的支持，3GPP標準Release 15和16還將額外支持具有5G特性的物聯網設備，如超安全可靠、低時延等。

其他 5G 進步，如網絡切片、安全網絡和 5G 核心，將有助於實現能夠支持大量連接設備的全球物聯網網絡的願景。 整個過程計劃於 2023 年開始，屆時 5G 將迅速成為主流，物聯網的採用率將不斷提高。