Как мейнстримизация 5G повлияет на IoT в 2023 году?

К 2025 году количество конечных точек или «вещей» Интернета вещей (IoT) увеличится с нескольких миллионов до более чем 55 миллиардов. Рост сетей 5G будет одним из наиболее важных элементов, ведущих к этому расширению.

Предстоящее внедрение 5G или сотовой мобильной связи 5-го поколения — отличная новость для рынка Интернета вещей. Отчасти это связано с тем, что сети 5G значительно повысят производительность и надежность этих взаимосвязанных устройств.

Что означает 5G для Интернета вещей?

5G или беспроводная связь пятого поколения — это самая последняя версия сотовой технологии, разработанная для значительного повышения скорости отклика и скорости беспроводных устройств.

Международный союз электросвязи (МСЭ) разработал минимальные руководящие принципы для новой технологии, которые были дополнительно определены и стандартизированы в Проекте партнерства третьего поколения (3GPP).

В то время как первоначальная версия стандарта 5G, 3GPP Release 15, была сосредоточена на обновлении мобильного широкополосного доступа (eMBB) для обеспечения большей пропускной способности, более высокой пропускной способности и уменьшения задержки, она также определила техническую основу 5G New Radio (NR), которая будет служить платформой для будущие разработки.

В следующем обновлении спецификаций 5G, 3GPP Release 16, произошел решительный толчок к расширению охвата 5G в других секторах — путем добавления новых функций. Версия 16 предлагает улучшенную сверхнадежную связь с малой задержкой (eURLLC) для миллисекундных задержек, чувствительную ко времени сеть (TSN), обеспечивающую связь, определяемую по времени, а также нелицензируемый спектр (NR-U) с помощью частной сети для более гибкого развертывания.

В выпуске 16 также представлена ​​высоконадежная геолокация 5G, которая дополняет существующие службы определения местоположения, такие как GNSS, и обеспечивает различные варианты использования 5G IoT, такие как отслеживание активов.

5G также эффективно соединит миллиарды устройств IoT с небольшой сложностью, таких как датчики окружающей среды и счетчики коммунальных услуг. Как правило, эти устройства Интернета вещей устойчивы к задержкам, несложны и энергоэффективны.

В то время как выпуск 16 начал удовлетворять требования IoT в любом из этих критически важных узлов с очень высокой производительностью (например, IIoT) и чрезвычайно минимальной сложностью (например, NB-IoT), между ними существует широкий спектр вариантов использования IoT. В ответ на это 3GPP Release 17 представляет 5G NR-Light, который обеспечит новую эффективность для устройств с уменьшенной сложностью, таких как промышленные камеры, высококачественные носимые устройства и смартфоны начального уровня.

Преимущества использования IoT-устройств в сотовой сети 5G

5G обеспечивает более быструю, надежную и безопасную связь, что стимулирует разработку автономных автомобилей, интеллектуальных сетей для возобновляемых источников энергии и ботов с поддержкой искусственного интеллекта для развертывания на заводах. Это открывает обширную экосистему IoT, в которой сети могут обслуживать миллиарды связанных устройств с соответствующей пропускной способностью, задержкой и ценовыми компромиссами. Рассмотрим эти преимущества более подробно:

1. Включение высокоскоростного обмена данными между устройствами

Прибыльность любой реализации IoT в конечном итоге основана на ее функциональности, которая определяется тем, насколько быстро она может подключаться к нескольким другим системам IoT, планшетам и телефонам, технологиям в форме своего веб-сайта или приложения и другим типам программного обеспечения. С 5G скорость передачи данных резко возрастет. Отчеты показывают, что 5G действительно будет в 10 раз быстрее, чем сети LTE. Это улучшение скорости позволит устройствам Интернета вещей общаться и обмениваться данными быстрее, чем когда-либо прежде.

2. Повышение надежности сетей

Помимо обеспечения более быстрого соединения, сети 5G будут работать более стабильно, что приведет к большей безопасности и надежности. Надежные и стабильные сетевые условия имеют решающее значение для любого IoT, но особенно для систем мониторинга, которые полагаются на обновления в реальном времени, таких как системы безопасности, камеры наблюдения и другие подключенные устройства. Пользователи оценят повышенную надежность различных подключенных устройств благодаря способности сети 5G поддерживать дополнительные подключенные устройства.

3. Улучшение взаимодействия с пользователем с меньшей задержкой

Задержка — это интервал, который существует до завершения действия и его последующего ответа. Например, время от перехода по ссылке на веб-сайт и браузер, отображающий этот веб-сайт. Сети 5G значительно уменьшат задержку по сравнению с 4G LTE. Один эксперимент предполагает, что оно может быть ниже 5 миллисекунд. Эта сниженная задержка позволит работать в сети в режиме реального времени, которая будет поддерживать новые приложения, такие как Интернет вещей (IoT) и искусственный интеллект (ИИ).

4. Поддержка массовых внедрений IoT

5G обеспечит широкий частотный диапазон и до 1000 раз большую пропускную способность, чем 4G. Он сможет подключать множество устройств с доступом в Интернет, таких как смартфоны, датчики и устройства Интернета вещей (IoT), и одновременно управлять многочисленными приложениями с высоким спросом. Благодаря низкой стоимости, энергоэффективности и надежному покрытию он позволяет широкомасштабное развертывание более производительного и простого в использовании оборудования.

5. Сегментация использования IoT посредством сегментации сети

5G позволяет устанавливать виртуализированные сети, часто называемые сетевыми сегментами, что позволяет пользователям и производителям предоставлять настраиваемые соединения. Приоритизация подключений и настройка задержек помогают гарантировать устойчивость сети в случае перегрузки или аварии. Например, в больнице сеть может быть построена так, чтобы отдавать приоритет связям, существующим между хирургами и ботами, а не коммуникациям, используемым пациентами. Таким образом, экстренная связь может быть защищена, даже когда сеть находится на максимальной пропускной способности.

Основные варианты использования IoT для 5G в 2023 году

В 2023 году внедрение сетей 5G будет иметь наибольшее значение в следующих областях внедрения IoT:

1. Умные дома и умные города

Умные дома, IoT-гаджеты, синхронизированные с часами и телефоном, и фитнес-приложения стали сейчас в моде. При нынешней зависимости от сотового Интернета вещей в больших масштабах будущее 5G через 20 лет будет выглядеть совершенно иначе. Будет широко распространено использование беспилотных транспортных средств и автоматизация коммунальных услуг, таких как вывоз мусора. Чтобы свести к минимуму выбросы парниковых газов и загрязнение, также будет увеличиваться использование интеллектуальных сетей и мониторинга окружающей среды.

2. Интеллектуальные сети и коммунальные услуги

Сегодня спрос на электроэнергию продолжает расти. Интеллектуальные сети и виртуальные электростанции являются технологическим решением этой проблемы. 5G позволяет использовать управление в реальном времени и автоматизацию интеллектуальных электрических сетей. Как только мы начнем оперативно выявлять проблемы и предлагать решения, техническое обслуживание также будет упрощено.

По сравнению с проводными альтернативами, 5G имеет более высокую скорость развертывания и меньшую стоимость, поэтому он получил широкое распространение. Следовательно, коммунальные операторы постепенно включают в свои сети новые датчики, системы управления и возобновляемые источники энергии.

3. Национальная безопасность и видеонаблюдение

Видеонаблюдение — еще одно приложение IoT, ориентированное на 5G, которое, как ожидается, будет процветать. В свете недавних глобальных событий правительство готово вкладывать средства в меры общественного контроля и безопасности. В настоящее время системы видеонаблюдения зависят от проводной связи, но внедрение беспроводных сетей может ускорить установку и снизить затраты, а также улучшить возможности подключения и производительность по сравнению с проводными системами.

Заключение

5G, всемирная технология, постоянно развертывается с использованием международных стандартов 3GPP. Он был создан для обеспечения совместимости и поддержки Интернета вещей, и он все еще развивается, постоянно улучшая согласованные стандарты. В дополнение к поддержке 4G для Интернета вещей выпуски 15 и 16 стандартов 3GPP обеспечат дополнительную поддержку устройств IoT с характеристиками 5G, такими как сверхбезопасность и надежность, а также низкая задержка.

Дополнительные усовершенствования 5G, такие как нарезка сети, безопасные сети и ядро ​​5G, помогут реализовать концепцию всемирной сети IoT, способной поддерживать широкий спектр подключенных устройств. Весь этот процесс планируется начать в 2023 году с быстрым внедрением 5G и растущим внедрением IoT.