2023 年 5G 主流化将如何影响物联网？

到 2025 年，物联网 (IoT) 端点或“事物”的数量将从几百万增加到超过 550 亿。 5G 网络的发展将是导致这种扩张的最重要因素之一。

即将推出的 5G 或第 5 代蜂窝移动连接对于物联网市场来说是个好消息。 这在一定程度上是因为 5G 网络将显着提高这些互连设备的性能和可靠性。

5G 对物联网意味着什么？

5G 或第五代无线是蜂窝技术的最新版本，旨在显着提高无线设备的响应能力和速度。

国际电信联盟 (ITU) 为新技术制定了最低限度的指导方针，第三代合作伙伴计划 (3GPP) 进一步定义和标准化了该技术。

虽然最初的 5G 标准版本 3GPP 第 15 版侧重于升级移动宽带 (eMBB) 以提供更大的容量、更快的吞吐量和更低的延迟，但它还定义了 5G 新无线电 (NR) 技术基础，该技术基础将用作以下平台：未来的发展。

在随后的 5G 规范更新 3GPP 第 16 版中，通过添加新功能坚定地将 5G 的范围扩展到其他领域。 第 16 版提供改进的超可靠低延迟通信 (eURLLC) 以实现毫秒级延迟、时间敏感网络 (TSN) 支持时间确定性通信，以及非授权频谱 (NR-U) 和专用网络辅助以实现更灵活的部署。

第 16 版还引入了高可靠性 5G 地理定位，它补充了 GNSS 等当前定位服务，并支持资产跟踪等各种 5G 物联网用例。

5G 还将有效地互连数十亿个具有适度复杂性的物联网设备，例如环境传感器设备和公用事业仪表。 通常，这些物联网设备具有延迟容忍、低复杂性和节能的特点。

虽然第 16 版开始处理任何这些具有极高性能（例如 IIoT）和极其简单的复杂性（例如 NB-IoT）的关键任务节点的物联网需求，但两者之间存在广泛的物联网用例。 作为回应，3GPP Release 17 引入了 5G NR-Light，它将为工业相机、高端可穿戴设备和入门级智能手机等复杂性降低的设备提供新的效率。

在 5G 蜂窝网络中使用物联网设备的好处

5G 提供更快、更可靠和更安全的通信，这正在推动自动驾驶汽车、可再生能源智能电网和用于工厂车间部署的支持 AI 的机器人的发展。 它正在释放一个庞大的物联网生态系统，在这个生态系统中，网络可以通过适当的带宽、延迟和定价权衡为数十亿个连接的设备提供服务。 让我们更详细地研究这些优势：

1. 实现设备间的高速数据交换

任何物联网实施的盈利能力最终取决于其功能，这取决于它与其他几个物联网系统、平板电脑和手机、网站或应用程序形式的技术以及其他类型软件的连接速度。 有了 5G，数据传输速率将大幅提升。 报告表明 5G 确实比 LTE 网络快 10 倍。 这种速度的提高将使物联网设备能够比以往更快地交谈和交换数据。

2. 使网络更可靠

除了提供更快的连接外，5G 网络的运行更加稳定，从而带来更高的安全性和可靠性。 可靠和稳定的网络条件对于任何物联网都至关重要，尤其是对于依赖实时更新的监控系统，如安全系统、监控摄像头和其他连接设备。 由于 5G 网络支持更多连接设备的能力，用户将享受各种连接设备的更高可靠性。

3. 以更低的延迟改善用户体验

延迟是一个动作完成之前存在的时间间隔，以及它的后续响应。 例如，从点击网站链接到浏览器显示该网站的时间。 与 4G LTE 相比，5G 网络将大大减少延迟。 一项实验表明它可能低于 5 毫秒。 这种降低的延迟将允许实时联网，这将支持物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 等新应用。

4.支持大规模物联网实施

5G 将提供较宽的频率范围和比 4G 高出 1,000 倍的容量。 它将能够连接众多支持互联网的设备，例如智能手机、传感器和物联网 (IoT) 设备，并同时管理众多高需求应用程序。 由于其低成本、高能效和可靠的覆盖范围，它允许大规模部署更高效和易于使用的设备。

5. 通过网络切片分割物联网使用

5G 支持安装虚拟化网络，通常称为网络切片，使用户和制造商能够提供定制连接。 确定连接优先级和调整延迟有助于确保网络在发生过载或灾难时具有弹性。 例如，在医院中，网络可能被构建为优先考虑外科医生和机器人之间存在的连接，而不是患者使用的通信。 因此，即使在网络处于最大容量时也可以保护紧急通信。

2023 年 5G 的顶级物联网用例

到 2023 年，5G 网络的主流化将在以下物联网实施领域产生最大的不同：

1. 智能家居和智慧城市

智能家居、手表和手机同步的物联网小工具和健身应用程序现在风​​靡一时。 由于目前对蜂窝物联网的大规模依赖，5G 的未来在 20 年后将大为不同。 无人驾驶汽车和垃圾管理等公用事业服务的自动化将得到广泛部署。 为了尽量减少温室气体排放和污染，智能电网和环境监测的使用也将增加。

2. 智能电网和公用事业运营

今天，电力需求继续上升。 智能电网和虚拟电厂是解决这个问题的技术答案。5G 可以将实时管理和智能电网自动化结合起来。 一旦我们开始迅速发现问题并提供补救措施，维护也将得到简化。

与有线替代方案相比，5G 具有更快的部署速度和更低的成本，因此被广泛接受。 因此，公用事业运营商逐渐将新的传感器、控制系统和可再生能源整合到他们的网络中。

3.国家安全与视频监控

视频监控是另一种以 5G 为中心的物联网应用，预计会蓬勃发展。 鉴于最近的全球发展，政府愿意对公共监控和安全措施进行投资。 目前，视频监控系统依赖于有线通信，但无线网络的引入可能会加快安装速度并降低成本，同时与有线系统相比提高了连接性和性能。

结论

5G 是一项全球性技术，使用 3GPP 国际标准不断部署。 它的创建是为了确保对物联网的兼容性和支持，并且随着对商定标准的不断改进，它仍在不断发展。 除了4G对物联网的支持，3GPP标准Release 15和16还将额外支持具有5G特性的物联网设备，如超安全可靠、低时延等。

其他 5G 进步，如网络切片、安全网络和 5G 核心，将有助于实现能够支持大量连接设备的全球物联网网络的愿景。 整个过程计划于 2023 年开始，届时 5G 将迅速成为主流，物联网的采用率将不断提高。