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繆圣凱談 5G 移動通信技術下的物聯網時代

時間: 2019-07-16 17:24 作者:楊思思 來源:互聯網

工信部部長苗圩在2019年博鰲亞洲論壇上表示:“5G應用將有80%用于物與物之間的通信。”如果說4G以及之前的蜂窩通信網絡是為“人聯”而存在,那么5G就是為“物聯”而生。作為中國物聯網傳感器標準委員會委員的繆圣凱先生也認為5G移動通信技術對物聯網的發展與變革具有重大的推動作用。

 

一、5G移動網絡在物聯網中的應用技術

SDN/NFV技術

SDN(Software Defined Network),即軟件定義網絡,是一種新型網絡創新架構,是網絡虛擬化的一種實現方式,其核心思想是將網絡設備的控制面與數據面分離開來,從而實現了網絡流量的靈活控制,使網絡變得更加智能。

NFV(Network Function Virtualization),即網絡功能虛擬化。通過使用x86等通用性硬件以及虛擬化技術,來承載專用硬件的軟件功能,從而降低昂貴的設備成本。

首先,SDN/NFV技術使得網絡更加靈活,是5G通訊網絡快速發展的良好前提條件。軟件控制平面被轉移到了更優化的位置,數據平面的控制則被從專有設備上提取出來并標準化,讓網絡與應用的革新不再需要升級網絡硬件設備。SDN與NFV結合,通用硬件和高級軟件降低了使用專業設備的成本。

其次,SDN/NFV技術能發揮5G通訊網絡管理作用。在SDN/NFV技術的支持下, 5G移動通訊技術可以在與其他技術融合的同時構建出5G移動通訊網絡基礎層、應用層、控制層等,實現移動通信系統中的自動調用功能。SDN/NFV技術中的分離與轉發功能能保持5G通訊技術在運行過程中處在受控制狀態中,通過SDN/NFV技術,在5G通訊網絡下構建虛擬網絡架構, 能高效滿足不同移動業務對不同通訊網絡提出的各種要求。

全頻段通訊技術

5G通訊網絡與4G移動通訊網絡以及其他移動通訊網絡相比,已經極大程度地擴大了工作頻段。例如4G的工作頻段為3GHz,無法滿足當前的移動通訊的需求。而5G通訊網絡的工作頻段已經達到了28GHz到100GHz。 在未來的網絡應用過程中,網絡通訊的頻段范圍將不斷地得到擴大。高頻段通訊技術或者全頻段通訊技術的應用可以彌補傳統移動通訊中資源短缺的問題,提高移動通訊網絡系統的總容量以及網絡傳輸的效率的同時保證了網絡承載量。

全頻段通訊技術在5G移動網絡中的應用,能提高承載量,保證高密度的移動寬帶用戶和大規模機器通訊性行為的順利進行,能夠有效推動移動終端實現綜合性、微型性、多元化的發展。在5G網絡通訊背景的支持下, 更多的是使用高頻毫米波天線發射信號,該頻段頻譜資源豐富,具有連續的大寬帶,能夠有效體現出增益高、設備小型化、網絡寬大等優勢。雖然目前全頻段傳輸技術還面臨著諸多問題,例如損耗大、繞射能力差、相關器件少而且貴等等,但是隨著現代化電子技術的高速發展,高頻技術在不斷被完善, 高頻段通訊技術5G通訊網絡中具有良好的使用前景。

3、密集網絡技術

第一,密集網絡技術通過在網絡中引入更多的低功率節點可以實現熱點增強、提高系統容量、改善網絡覆蓋的目的,從而提升5G網絡總體性能。第二,密集網絡技術能增強網絡的靈活性。

密集網絡技術在5G移動通訊網絡中有兩個最主要的體現:一是通過在移動通訊宏基站外側投放大量的高增益天線來擴大移動通訊的室外空間, 這樣能夠合理的擴大5G移動通訊網絡的系統容載量, 并且也能合理的提升5G通訊網絡系統的靈活性以及信息處理效率。二是宏基站外側投放密集網絡天線,能夠有效推動各個通訊網絡之間實現相互協助,進而準確提升各個節點之間通訊的敏銳性與時效性,能夠改進各個節點之間的信號比,整體強化網絡通訊質量。

 

所以, 在5G移動網絡通訊中, 合理融合密集網絡技術, 可以保證移動通信網絡三維動態變化, 正確擴大網絡覆蓋面積,優化5G通訊網絡信號質量,充分體現出運用移動通訊網絡的便利性。

二、5G移動通信技術對物聯網的影響

當5G實現SA(獨立組網)模式,實現了對eMBB、mMTC、uRLLC全場景的支持并且網絡覆蓋面和覆蓋強度已達到較大、較高程度,5G將可以促進萬物連接。萬物能否被有效連接主要取決于連接成本的高低以及連接的復雜程度。在大型的先進的制造工廠中,建設并持續運營專用內部網絡,成本與復雜度都不高。但若是在中小微企業、普通居民家庭中建設專用內部網絡,成本與復雜程度會阻擋80%的潛在連接。但5G網絡的商用能讓萬物智聯變得尋常。第一, 5G移動通信技術能提高網絡性能,因此5G移動通信技術能讓對網絡性能較高的場景真正實現全面商用,例如智慧醫療、智慧能源等。第二,隨著5G通信技術的發展,5G的連接密度將大幅度提高,而5G資費則會得到降低。針對智能家電、智能家居等場景,每個設備可在出廠時就開通5G網絡連接,用戶不用再自行手動連接,即便不使用智能功能,廠商也可以提供主動管理服務。圣科瑞(北京)科技有限公司在董事長繆圣凱的支持下正在探索5G移動通信技術下的物物連接以及設備的全流程連接。

 

對于物聯網而言,連接只是基礎。人工智能、區塊鏈、云計算、大數據、邊緣計算等現有技術以及未來可能誕生的更多新技術將持續與5G融合,形成“技術資源共同體”賦能物聯網等各類應用領域。

 

結語

5G通信網絡技術在物聯網中有諸多應用,隨著5G通信網絡技術的發展,物聯網也會得到全方位的變革,與人們日常生活的聯系也會更加全面、緊密。圣科瑞(北京)科技有限公司將致力于5G通信網絡下物聯網產業與人們生活的融合,讓生活更智能、更便捷。




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