本文帶您全面了解5G領域 物聯網應用.
隨著時代的不斷更新和科技的不斷進步, 通訊時代已發展到全面4G時代, 現在, 5G時代熱潮將成為全民時代, 第五代行動通訊, 已成為全球研發熱點.
1. 什麼是5G技術
簡而言之, 5G是第五代通訊技術, 主要特色是超寬頻, 毫米波長, 超低延遲, 和超高速。 2G實現語音通訊數位化, 功能機有小螢幕可以傳簡訊; 3G 實現語音、圖片以外的多媒體通信, 螢幕變得更大，這樣你就可以看到圖片了。 4G已實現區域內高速上網. 大螢幕智慧型手機可觀賞短視頻, 不過市區訊號很好, 但在家鄉很窮。 1G~4G都是為了人與人之間快速、方便的溝通，讓人們敢於期待透過直播參與全世界。 5G 的效能目標是減少延遲, 降低成本, 高數據速率提高系統容量節能.
5G的技術特點
5G 溝通 透過電磁波。電磁波有一個特性, 頻率越高, 波長越短, 速度越快, 傳輸能力越差。在這種情況下, 傳輸速率和傳輸容量是相互制約的。如果純粹追求速度的話, 那麼電磁波頻率的理論就可以增加。但可能是4G覆蓋, 以前只需要一個手機訊號塔, 可能需要四個或更多 5G 基地台。基地台成本一直是5G的最大絆腳石, 但這也是行動裝置運作的機會。裝備多並不可怕, 只要有人付帳, 羊毛在羊身上。更重要的是, 也可以用微型底座取代過去的大底座, 降低成本。也就是說, 華為與高通這場戰爭, 確實意義重大。這場戰爭誰贏了，誰就將贏得大量5G訂單.
5G的技術創新主要來自於 無線技術與網路技術. 在無線技術領域, 大規模天線陣列, 超密集組網, 新型多址和全頻譜存取技術已成為業界關注的焦點。大規模天線陣列在現有多天線基礎上增加天線數量，可支援數十個獨立的空間資料流, 這將數倍提升多用戶係統的頻譜效率，為滿足5G系統的容量和速度需求發揮重要支撐作用.
5G與4G有何不同?
5G和4G有什麼差別? 4G行動網路現已進入快速採用階段, 同時5G標準也開始出現。那麼4G和5G網路有什麼差別? 以下分享4G和5G網路差異對比, 我們來看一下!
5G和4G網路的區別
- 網速是最大的差別. 現在, 預計5G網路速度可達10G/s, 10 比4G快幾倍, 這意味著我們可以利用5G網路在幾秒鐘內下載一部高清電影.
2. 5G 旨在為快速、有彈性的連接奠定基礎, 並提供無處不在的連接, 無論用戶是在地鐵站還是摩天大樓，而先前的行動網路和 4G 主要專注於提供原始頻寬.
3. 5G網並不孤單, 各種技術，例如 機對機, 無線上網, LTE, 2G, 3G, LTE-A也將隨之而來。也就是說, 5G 旨在支援擴增實境, 沉浸式遊戲, 連網穿戴裝置, 和物聯網;
4. 5G網路將引領虛擬RAN和雲端RAN，以促進具有本地化資料中心的更集中的網絡;
5. 5G 還將允許網路基礎設施自動決定要提供的頻譜類型並在指定時間適應當前條件.
3. 5G如何運作
我們已經了解了5G的原理, 現在我們來了解一下它的工作原理。 首先, 看看什麼是頻譜.
5G工作在三個不同的頻段, 對您的日常使用造成難以想像的影響.
低頻段頻譜也稱為 1GHz 以下頻譜。低頻寬頻譜提供了良好的覆蓋範圍和穿牆能力, 有一個很大的缺點: 峰值資料速度約為 100Mbps.
中頻段頻譜提供低延遲和更快的速度。中頻頻譜峰值速度預計將達到 1Gbps.
高頻段頻譜是5G的最高性能, 然而, 它也有很大的缺點。它通常被稱為毫米波。高頻寬頻譜可提供超過 10Gbps 的峰值速度和極低的延遲。建築物穿透性差、覆蓋面積小是高浪段的主要弱點。這意味著需要大量的訊號單元來創建高效的高頻寬網絡.
高頻段頻譜對於 5G 來說是最大的。
4. 5G物聯網(物聯網) 挑戰
我. 物聯網安全風險
(1) 物聯網設備的安全: 一方面, 物聯網中使用的設備通常具有較長的生命週期, 這使得製造商不再生產設備或停止更新其軟體服務, 這也意味著相應的漏洞將不會被更新, 從而增加了物聯網設備受到攻擊的風險。物聯網由不同的感測節點組成. 這些感知節點資源空間有限，無法像桌上型電腦一樣進行複雜的演算法加密和安裝防毒軟體. 在無人監管的環境中, 感測節點容易受到安全攻擊.
(2) 物聯網資訊傳輸安全: 射頻識別系統 由電子標籤組成, 讀寫, 天線和電腦系統組件, 例如在讀/寫設備和電子標籤之間採用射頻接觸方式進行雙向資料傳輸, 由於讀寫設備是透過射頻訊號讀取標籤中的信息, 射頻訊號無法區分讀寫是否合法, 一旦其自身的傳輸頻率與攻擊者的傳輸頻率相匹配, 攻擊者可以在所有者不知情的情況下讀取標籤, 導致資訊洩露.
眾所周知，物聯網的相應設備經常使用2.5G/5.8G開放頻率無線電頻道, 容易被堵塞和損壞, 從而產生相應的安全風險。針對智慧家庭, 物聯網等產業應用場景, 相機的使用, 監控設備往往需要收集和處理大量的數據資訊, 這些資訊可能涉及用戶的個人隱私和商業機密, 一旦被不法分子利用, 會對網路使用者帶來巨大損失並造成不良影響.
2. 5G技術應用帶來的新挑戰
第一的, 5G通訊技術的使用需要對現有的通訊模組進行升級 物聯網設備, 從而提高了物聯網設備的生產成本。在物聯網應用場景, 往往有很多上網設備, 不同物聯網設備之間透過相應的通訊或網路協定進行連接, 使彼此能夠傳遞訊息, 數據並升級新的通訊模組, 可能會導致設備之間的通訊不良, 造成損害並增加網友成本.
第二, the upgrade of 5G communication technology has put higher demands on the ability of IoT devices to handle massive amounts of data. 5 g communication technology in the Internet of things application, can effectively promote the network information transmission rate and access to a lot of Internet equipment, 同時, high speed communication network with a large number of Internet of things device can produce vast amounts of data need to process, for the use of small volume, low power consumption and low cost embedded system technology of Internet of things in terms of equipment, It doesn’t have the ability to efficiently process massive amounts of data. Finally, 5G通訊技術在物聯網中的應用意味著物聯網設備正在利用公共網路進行資訊傳輸. 隨著訪問用戶的增加, 安全防護能力薄弱的物聯網面臨更高的安全風險.
5G技術的不斷發展極大地推動了物聯網的發展, 但也帶來了成本增加、網路和資訊安全等一系列問題。相信隨著不斷的發展 5 g科技及相關產業, 相關晶片和通訊模組將會減少, 物聯網設備安全性和處理大量資料的能力將會提升, 並且隨著規模的擴大 5 g 網路覆蓋, 物聯網應用場景, 並將有更廣闊的發展空間.
5. 行動通訊各版本介紹 (1G, 2G, 3G, 4G, 5G)
1G第一代行動通訊
的歷史 1 G:
在 1979, NTT在東京首次發表1G手機, 1979年的日本。隨後日本成為第一個普及無線網路的國家.
NMT在瑞典建立無線通訊系統, 芬蘭, 丹麥, 1981年和挪威。.
摩托羅拉手機首次在美國使用 1983.
的特點 1 G:
訊息可以透過數位訊號或類比訊號進行調製，1G類比訊號用於傳輸訊息
1 GB 僅用於傳輸語音電話訊息. 2.4Kbps is the maximum transmission rate with a 150MHz frequency. However, 同時音質和延遲大的問題也比較差.
在1980年代初的香港電影和電視劇中, 人們普遍認為手中的手機是第一代手機產品。
2G第二代行動通訊
2GSM
在 1991, GSM技術首次被引進。這是使用數位調變而不是類比調製。同時, 達到復用的目的, 它採用CDMA和TDMA技術來實現復用。全球行動通訊系統 工作在900MHz頻段.
GSM上行和下行的最高速度為14.4Kbps，同時支援語音通話和簡訊。同時, 與GSM相比, 語音品質大大提升。
2G網路被識別為“2G”
2.5GPRS
在 ETSI 中 1993, GPRS發布。 GPRS 利用分組交換技術. 該技術是將資訊傳輸到資料包中.
上行速度為 GPRS 可達26.8Kbps，下行速度可達 53.6 千比特/秒。此資料傳輸速率允許GPRS引入多媒體訊息服務。該技術使用戶能夠接收和發送多媒體圖像等訊息。也開始支援IP上網.
2.75邊緣(GSM 演進的增強數據)
由AT發明&溫度 2003
最高可達下行236.8Kbps、上行59.2Kbps
EDGE推出8BPSK編碼技術
EDGE 的符號是“E”, 因此，您手機上的“E”表示您正在使用 EDGE 網絡.
2 總結
2G引入分組交換技術與數位調變.
3G 第三代行動通訊
WCDMA-UMTS
日本 NTT 於 2017 年推出第一個非商用 3G 網絡 1998.
在 2001, 第一個商用 3G 網路由韓國 SK Telecom 營運。它採用分組交換技術, 碼分多址, 工作頻率為 850MHz,1900兆赫茲, 和2100MHz.
最大速度取決於移動性, 例如汽車或火車上手機的 384Kbps, 固定連接為 2MHz。 3G引進行動互聯網, 視訊通話, 線上影片和其他服務由於速度的增強.
3G的符號是“3G”
Td-SCDMA是時分同步碼分多址的簡稱。它是由我國首先提出並基於RTT完成的國際行動通訊標準。
SCDMA支援8KB/s至2Mb/s的3G業務和視覺電話,更高的語音速率, 網際網路及其他服務.
3.5g-HSPA (高速資料包接入)
HSPA 是一種改良的 WCDMA 技術，理論上最高可達 5.76Mbps 和 14.4 Mbps。但實際上它向上移動 200Kbps，向下移動 500Kbps
HSPA 的符號是“H”, 所以如果您的手機上顯示“H”, 您正在使用 HSPA 網路.
3.75 G-HSPA +
HSPA沿襲HSPA技術，引進了MIMO。換句話說, 利用一條以上的天線傳送訊號，同時透過一根天線接收訊號.
22由於引進了MIMO技術，其理論最大上行速度可達Mbps，下行速度可達168Mbps.
如果您的手機上顯示 H, 這表示您正在使用 HSPA+ 網路。
4G 第四代行動通訊
4G 也被稱為 LTE.
的歷史 4 G:
國際電信聯盟 (ITU) 開始對 LTE 進行標準化 2004.
LTE網路發佈於 2005 並開始在 2006.
在 2006, 第一個商用 4G 網路在挪威安裝, 斯德哥爾摩, 和奧斯陸.
LTE支援TDD和FDD, 因此通常被稱為FDD-LTE和TDD-LTE。中國的企業和組織為TDD-LTE標準的製定做出了許多貢獻。 TD-LTE三大業者全國試商用. 中國聯通、中國電信開展FDD+TD混合網路試點 16 分別是城市。將來, FdD-LTE將成為中國聯通和電信的中流砥柱。
無線麥克斯。 4G 的標準不僅僅是 LTE, 但Wimax是4G的標準之一。 Wimax於2006年在韓國發表。
標準之戰:
Wimax與LTE苦戰，爭奪4G主動權。對於押注Wimax的公司和營運商來說也將是一大損失, 例如台灣.
4G的符號是「4G,「如果你的手機上顯示 4G, 您使用的是 4G.
4G的詳細資料:
LTE是基於IP分組交換網路協定的.
LTE 使用 MIMO 和 OFDMA 技術.
LTE理論下行速度為100Mbps，上行速度為50Mbps; LTEA下行速度可達1Gbps，上行速度可達500Mbps.
Wimax的理論下行速度為128Mbps，上行速度為56Mbps
LTE支援的頻段有很多, 這包括 700/800/900/1700/1800/1900/2100/2600 MHZ.
4G在低時延的基礎上拓展了許多相關的應用場景.
5G: 第五代行動通訊
為什麼需要5G
遠距醫療應用大量, 智慧駕駛, 更高的速度, 感測器應用, 更低的延遲, 由於無線通訊網路應用的需要，會出現大量的連接 物聯網.
5G發展歷程
在 2013, imT-2020第一次會議 (5G) 推進劑集團在京召開
NTT DoCoMo 正式宣布 2014 表示將與諾基亞合作, 愛立信, 三星, 等六家廠商開始測試高速5G網絡, 這是 1,000 網路容量是現有4G網路的2倍, 傳輸速度可望提升至10Gbps.
首屆全球5G大會於北京召開 2016.
5G NR的初始版本是在3GPP RAN第78次全體會議上發布的 2017.
36月3GPP第80屆TSG RAN全體會議正式推出GPP 5G NR標準SA解決方案 13, 2018.
LG U+, 康泰, 12月，SK和SK在韓國同步推出5G服務 1, 2018.
資訊產業部正式向中國電信發放5G商用執照, 中國移動, 中國廣播電台, 中國聯通、中國電視台 2019.
資訊產業部發佈通訊產業統計公報 2021 在一月 2022.
概覽 5G
5G 使用新的射頻標準進行定義。與前幾代通訊系統最大的差異是採用了波束成形和大規模MIMO。 5G 可以在非常廣泛的頻率上工作。首次, 5G明確呈現不同的應用場景.
波束成形
波束成形是來自自適應天線的概念。在接收端的訊號處理中, 可以透過多天線陣元接收到的各種訊號的加權合成來形成期望訊號。相當於形成一根指向上方的梁。例如, 初始全向接收模式被轉換為具有零和最大指向的波瓣模式。同樣的原理也適用於發射機。
如果要使用波束成形，則需要多天線系統。
5 g帶
5G頻譜可分為400-1GHz, 6百萬赫,30GHz 和 60GHz 頻段。 sub-6ghz 是低於 6GHz 的頻率, 毫米波的工作頻率高於 6GHz。低頻提供移動性和高小區覆蓋範圍; 相反, 高頻率可實現高容量和高速度。
6. 5G 的實際用途以及為何選擇 5G?
第五代網路頻寬的到來還有一個更大的目的——讓世界上的設備更加緊密地連結在一起，建構智慧物聯網生態系統。這是相對 4G 向前邁出的有意義的一步。自那以後, 5G不僅會提高效率，還會增強工廠和家庭中的設備到設備的通訊.
經過 2030, 50 預計將部署十億個物聯網設備。
然而市場的準備比你想像的還要充分。全球領先的服務供應商已發布有關 5G 可用性的案例研究。例如, GSMA 正在提供智慧電網 5G 網路切片，作為 106 他們已經完成了全球發布。更重要的是, 愛立信也將 5G 用於智慧能源分配等商業用途, 和關鍵任務通信, ETC.
最令人印象深刻的是 loLIVE 的全球網絡，該網絡透過 5G 為物聯網生態系統提供動力。該平台使用專利的 SIM 引導技術為世界各地的設備提供不間斷的蜂窩連接.
5G如何更好?
5G將交付 10 網路頻寬比 4G 快 20 倍，網路頻寬更強大。閃電般的網路速度對於物聯網非常重要, 因為大多數設備僅在即時更新的情況下運行。警報, 鎖定係統, 相機, 門, 和其他裝置都已連線。只有提供即時更新，才能建構這個監控系統。
隨著數據量以創紀錄的速度成長, 傳輸它們的基礎設施也應該如此。這就是 5G 提供的功能.
網路切片: 為特定服務需求分配頻寬
綜上所述, 網路切片將可用的網路頻寬分成多個獨立的虛擬網路。這使得物聯網成為不同軟體元素和不同硬體的組合。
限制區域內的網路不應中斷。同時，許多私營機構對安全和服務品質有著嚴格且排他性的要求。與工廠, 研究實驗室, 醫院, 和雲端原生核心網絡, 智慧物流確保合規, 安全無憂, 和服務.
也可以在具有多個公共RAN的國家內建立多個地點的專用核心網路。
解鎖物聯網世界和 5G 機遇
5G 正以破紀錄的速度成長, 旨在為更聰明的未來建立通訊。工業物聯網, 遠距工作, 智慧城市只是 5G 基礎層廣泛應用的一些案例。
7. 5G有哪些缺點?
很難錯過來自 AT 的常見訊息&時間, Verizon 和其他營運商: 5G部署正在進行中。現在的焦點是 5G 如何改變消費者行為, 例如幾分鐘內下載一部電影。 5G的影響將是多方面的, 公司最終受益於更快的無線連接，而無需在資本支出和持續關注方面進行大量投資。企業在準備遵守5G標準並採用相關產品和服務時需要了解5G網路的優點和缺點:
的好處 5 G
1. 速度
5G 的數據速率高於 4G 和 4G LTE。企業實際上能夠達到的速度取決於多種因素, 包括靠近公司以使用舊標準下無法提供的服務, 例如自動化和先進的視訊會議功能。 5G不僅提供更高的速度, 但還有一些可能更重要的事情: 低延遲。
2. 低延遲
根據一些試驗, 5G 大幅減少了時間 (通常小於 5 毫秒) 響應命令。無論位置如何，應用程式和服務都將以相同的方式運作, 消除影響即時通訊的延遲.
3. 容量
5G 支援同時連接比 4G 更多的裝置。因此, 企業不再需要將其 Wi-Fi 和蜂窩策略作為一項或多項建議進行評估。擁有5G, 公司能夠在之間切換 無線上網 以及 5G 蜂窩連接.
4. 基於機器學習和人工智慧的新一代服務
5G將推動基於人工智慧和機器學習的新一代互動服務的興起。具有增強或虛擬實境功能的視訊會議, 例如, 可以模擬環境並幫助管理人員做出更好的專案決策。自動化將使企業依賴比現在更具預測性的服務.
5. 重新思考網絡
5G將成為引領企業重新構想網路的驅動力。企業分公司可以以5G為主要連結媒介，透過SIM卡採用多家通訊業者提供的網路服務。無論您在企業集中工作還是在家遠距工作, 您可以利用額外的自動化和安全功能。
的缺點 5 G
1. 安全
5G的傳輸安全演算法相當全面, 但企業可能面臨其他網路安全問題。 由於網路攻擊者試圖利用漏洞，大量連接到 5G 網路的物聯網設備和元件將大大增加企業面臨的威脅。 5G 設備本身也可能引起他們的注意，因為為其供電的晶片和其他元件可能會被網路攻擊者感染惡意軟體。 權衡網路切片的使用 (建立虛擬網路來託管專用應用程式或服務的技術) 他們的 5G 網路是必需的。對於風險承受能力較低的公司, 專用5G網路可能是最佳選擇.
2. 營運支出和資本支出
公司應該升級網路組件並採用支援更高速度的處理器。電信供應商預計明年初推出與 5G 相容的設備, 但企業必須努力尋找最大化 5G 投資的方法，因為它們的大部分網路基礎設施仍然依賴傳統設備。隨著營運商和設備定價的不斷變化，其價格將成為關鍵考慮因素.
3. 覆蓋不均勻
儘管電信業者持續投資 5G, 該國的許多地區在很長一段時間內都不會被5G覆蓋。在農村地區設有辦事處的企業可能特別容易受到 5G 覆蓋差距的影響，並且必須依賴傳統網路連接技術的組合。因此, 那些無法接入 5G 的人可能會被迫等待電信業者在其所在地區提供 5G 服務, which could be affected by competition from other operators.
4. 視線/穿透問題
5G’s high-frequency signals are more easily blocked by objects, so ensuring coverage of corporate offices and factory Settings will always be a problem. Companies may have to redesign and build facilities to ensure adequate services or build complementary radio spectrum networks (such as those based on the spectrum of citizen broadband radio services) that will allow them to extend the coverage and capacity of 5G networks.
5. 炒作因素
許多公司可能會對營運商和供應商關於 5G 將如何影響其營運的說法感到不知所措。他們將不得不花費大量時間來充分了解他們打算如何使用 5G 以獲得最大收益以及如何展示所需的投資回報 (投資報酬率). 5G不同於其他最初由企業推動然後被消費者採用的技術。採用5G時, 廣泛的企業採用將被推遲，直到 5G 相容設備得到更廣泛的使用並且營運商提供真正的 5G 服務。只有標準出台，5G 的相關性才會顯現 (例如覆蓋範圍, 價格點和支援的設備) 變得無所不在.
8. 5G技術物聯網應用案例
The number of connected devices is growing rapidly with digital transformation in full swing. According to IDC data, there will be 152,200 IoT devices connected to the network every minute by 2025.
讓我們將這些功能與現有 4G 網路進行比較:
● 更高的頻帶吞吐量
● 100 比目前網路快數倍
● 延遲減少 25 次
● 支援大規模物聯網通訊的能力。預計約 1 每平方公里連接數百萬物聯網設備.
● 功耗降低 90%.
● 提供網路切片能力。透過網路切片，企業可以根據自己的需求靈活地設計網路系統.
所有這些特性使得5G網路能夠適應外部環境, 與前任的有限靈活性不同.
智慧製造
5G將採取工業 4.0 到一個新的水平。廣泛的流動性, 低延遲, 只有超可靠的 5G 網路才能滿足露天採礦生產自動化和自動車輛控制關鍵任務所需的高可靠性.
基於蜂巢的定位系統在設施內安裝 TRPS。因此, 即使一條路徑被阻塞，訊號也可以防止通訊遺失並產生訊號冗餘.
物聯網設備, 人工智慧, 感測器透過先進的天氣分析幫助提高生產力。智慧調節機制自動調節控制設定以適應所有天氣條件.
智慧電網將更有效地管理能源負載。物聯網設備可以最大限度地減少能源成本和停機時間.
所有這些都涉及以最小的延遲透過網路無縫移動大量資料。
供應鏈
供應鏈需要大量的人力監督, especially during transportation to warehouses and movement within them. Individual product-level information will be enabled by 5G via 物聯網感測器. 因此, it gets easier to track cargo. Temperature and humidity of the trailer is also enabled to be remotely monitored.
零售
By making it more personalized and situations, the retail shopping experience can be enhanced by IoT and 5G. It’s also possible for clients to ask for other products instead of awkwardly shouting. Inventory management can be automated by smart shelves that support the IoT.
AmazonGo 商店沒有結帳系統和收銀員，因為購物者需要下載應用程式並在進入商店時進行掃描。客戶可以透過行動裝置自動完成計費流程。顧客拿起的東西和貨架上剩下的東西都可以透過電腦視覺和貨架感測器收集的數據進行跟踪.
智慧城市
自動化和連接性是企業的基本前提 智慧城市. 商業建築和家庭中的物聯網設備正在廣泛使用物聯網設備。
自 2012 年以來，巴塞隆納在廢棄物和運輸管理中部署了物聯網技術。 62% 到 670 到 2013 年。, 他們安裝了 19,500 智慧電錶.
They are modernizing transport with digital bus stops and parking systems. They built sensor systems into parking lots, which dramatically reduced congestion and emissions. They normally remain dim, brightening only when movement is detected. Lampposts also provide free Internet access and collect data on the city’s air quality.
自動駕駛汽車
A lot of data exchange is required for autonomous vehicles to work properly. Information about lampposts also makes great difference. 5G networks will ensure that this data is delivered efficiently to vehicles without lag. As a matter of fact, cars will eliminate the need for traffic lights. And the development of smart cities and extensive 5G networks are required.
衛生保健
A single PET or MRI scan can be a huge file. Moreover, there are other records like vital signs, and other medication details. These records is usually required to be shared between some medical experts.
需要低時延、高可靠性的網路來確保傳輸.
5支援G IoT的穿戴式裝置也可以遠端監控。即時監測，方便慢性病患者，減輕醫師負擔.
直到 2025-2030, 端對端 5G 基礎設施實施將無法在公共網路上實現。 然而, 在競爭開始之前，公司已經在建立 5G 網路以利用該技術。
9. 5G物聯網解決方案
連接設備的數量正在快速成長。 據IDC數據顯示, there will be 152,200 到 2025 年，物聯網設備每分鐘都會連接到網路。 5G不僅將支援高速行動通信，還將讓物聯網資料傳輸更加有效.
從 2018 到 2025, 營運商和投資者將押注 $1 兆全球認為5G將成為事實上的全球無線標準。由於多種原因，這個賭注肯定是安全的, 其中許多都與 5G 對物聯網的革命有關.
5G 改變物聯網的六種方式:
5G很可能改變世界.
從 2018 到 2025, 營運商和投資者將押注 $1 兆全球認為5G將成為事實上的全球無線標準. 由於多種原因，這個賭注肯定是安全的, 其中許多與 5G 為物聯網帶來的改變有關.
5G將在以下六個方面改變物聯網:
1. 連接更輕鬆
雖然速度提高了 100 倍, it’s not the only obvious way 5G could improve on current protocols.
Watches, phones, Laptops, smart home devices, bathroom scales, and everything else we have connected to the Internet are using these routers to operate.
We’ll also need to use routers for the time being while carriers further develop our 5G infrastructure, and the devices made by Power Power will be able to stay connected while consuming almost no power.
2. 新商業模式
One of the expected results of widespread 5G adoption is the new ways to serve wireless customers on all IoT devices.
Nokia said “Network slicing” would bring opportunities that 4G or earlier technologies could not.
Nokia predicts that web slicing could boost service providers’ operating margins by 5 percent and that up to 15 percent of current Internet users will be interested in premium service.
3. 幫助智慧城市發展
The centers of our technological progress and economy are cities. By 2050, 68 percent of the world’s people will live in urban areas. It’s reported that about 75% of the U.S. GDP comes from its 100 largest metro areas.
Smart cities invest in things like our infrastructure, and 5G will help this concept mature. The designers will follow as below to create these cities :
1. Design towns from the ground up with big data and sensors.
2. 無線技術可用於幫助汽車與市政基礎設施進行通信.
3. 為公民和企業提供多種替代方式來分發商品和訊息.
5G的落地將促進發展更順暢, 城市中更強大的網路將有助於自動駕駛汽車等技術的廣泛應用.
4. 加強農業管理
短短幾年內, 人工智慧和物聯網似乎已經發展成為完全實現的產品.
微軟定期投放廣告宣傳其產品的強大功能 人工智慧 最大限度地提高農作物產量並儘量減少農藥的使用, 肥料和水.
但人工智慧只是其中的一小部分。物聯網是充當眼睛和耳朵的機制.
鑑於將會有 9.6 世界上十億人 2050, investing in the Internet of Things now makes sense.
5. 提高資源管理效率
For 5G, the agricultural focus is just the beginning, and a huge leap forward in connectivity and functionality. Companies considering using IoT for facility and resource management will find sensors more cost-effective than ever.
6. 連接到服務不足的社區
Both companies and customers will take advantage of 5G technology. Rural areas and urban centres around the world usually suffer from a lack of services and infrastructure though a large proportion of the population lives in remote communities.
Health wearables have been shown to be effective in helping at-risk populations solve health problems and improve patient outcomes.
10. 5G的歷史
1. The 5G development history is as follows: the EU announced that it would invest 50 million euros in February 2013. Samsung Electronics Co., 有限公司. announced that it has successfully developed the core technology of 5G on May 13 in the same year. The technology is able to transfer data at a speed of more than 1Gbps and can transmit data up to 2 kilometers.
2. Samsung has solved this bottleneck, which was previously considered a technical problem by the industry, with an adaptive array of 64 antenna units. Huawei started early research into the technology in 2009, and has shown off prototype 5G base stations in the years since.
3. Huawei announced that it would invest 600 million US dollars in innovation and R&D of 5G technology before 2018. NTT DoCoMo officially announced that it will work with Nokia, 愛立信, and other six manufacturers to start testing a high-speed 5G network on 2014.
4. The Daily Mail reported that the UK has carried out data transmission tests within 100 meters on March 1, 2015. The European Commissioner for digital Economy and Society, formally unveiled the EU’s vision for 5G company cooperation on March 3, 2015, Guzer Oettinger.
5. Odinger said the VISION of 5G public-private partnership involves not only the integration of fiber, wireless and even satellite communication networks, but also the use of technologies such as software-defined Networking (SDN), Network Function Virtualization (NFV), Mobile Edge Computing (MEC) and Fog Computing. On spectrum, the EU’s 5G public-private partnership vision will also designate hundreds of megahertz for network performance, with bands of 60 GHz and higher also being considered. The EU’s 5G network will be operational between 2020 和 2025.
6. 36月3GPP第80屆TSG RAN全體會議上發表GPP 5G NR標準SA解決方案 13, 2018.
11. 5G技術常見問題解答
5隨著5G網路架構的變化和應用場景的豐富，G面臨多種安全問題和挑戰.
我. 存取安全
接入控制起到保護通訊資源和頻譜資源的作用。 5G對各種異質接入設備和技術的支援使得5G的存取控制面臨巨大的挑戰。具體來說, 5G有以下亟待解決的問題:
1. 使用者/裝置身份驗證.
(1) 跨底層異質多層無線存取網路的統一認證框架: 3G 並行/同時訪問, 4G, 5G, 無線上網, 小蜂巢, 宏小區, 微區就會變得正常。因此, 需要採用統一的認證框架來實現靈活高效的適用於各種應用情境的雙向認證.
(2) 海量終端設備頻繁訪問: 大量物聯網設備將被垂直產業使用. 與傳統終端不同, 物聯網設備擁有大量設備, 運算能力低, 以及突發的網路存取特徵。
2. 抵禦拒絕服務攻擊.
拒絕服務攻擊旨在耗盡網路資源. 如果駭客對擁有大量物聯網設備的網路發動分散式阻斷服務攻擊，對網路的損害將比傳統終端造成的損害更大。防止或限制對資源的過度請求可以在一定程度上防止DoS攻擊。
2. 網路安全
網路切片本身可以定制, 從而最大限度地減少資源消耗, 節省成本, and improving the quality of service. 5G network can be divided into service slices and functional slices as per the functions realized by network slices. The flexibility of 5G network is reflected by the slicing. But providing a continuous security isolation mechanism for network slicing is required by 5G.
3. 使用者安全
User privacy protection is the most important issue in user security domain. Due to the wide variety of services provided by 5G, the open network architecture makes user data and personal privacy information face more severe tests. In traditional communication networks (mainly 3G and LTE), the Int L mobile subscriber identity (IMSI for short) of a user will be directly transmitted in the channel in plaintext when the user authenticates to the network for the first time, resulting in the destruction of user identity privacy. 5G systems are designed to avoid IMSI theft attacks and ensure the privacy of connected devices at all times.
The privacy problem 5G is facing is not only the privacy of users’ identity information, but also a series of personal and property-related privacy information generated during users’ use of the network.
4. 應用程式安全
5G supports the connection of massive IoT devices. 然而, IoT devices often transmit small data packets frequently, which is bound to cause frequent signaling interaction between the core network and the access network.
5. 信譽與安全
The 5G network will be open to a large number of third-party applications, so as to realize the interaction between the third-party applications and network. First of all, 5G will provide interfaces for network functions like session, 流動性, and QoS, making it easier for third-party applications to complete basic network functions independently. Besides, 5G will open up MANO,這樣, third-party service providers can implement network orchestration capabilities. If trust problems occur in the process of opening authorization, malicious third parties will launch attacks on the entire 5G network through the obtained network control capabilities.
6. 安全管理
1. 安全上下文和金鑰管理
A security context is temporary status information set up by the network for devices. The purpose is to reduce the resource consumption for mutual authentication between devices when they switch between different states, and facilitate the devices to quickly switch from idle state to connected state and communicate securely. In 5G, device movement and switching between different access networks need to consider the migration and management of the security context. Different networks support different cryptographic algorithms during the migration. Moreover, the security context is limited by the computing capacity of the device in the small-data communication mode.
2. 保全安排
Choreography is the coordination of activities in the business process via a central control node to control the overall effect. The output of one service can be used as the input of another, thereby enabling service composition and ultimately meeting changing user needs. Orchestration is widely used in converged infrastructure, SOA, platform virtualization, and more. In addition, choreography determines the topology of the network/particular service, and choreography itself determines where security mechanisms and policies are deployed. Adequate security need to be provided in the choreography process.
3. 證書管理
5G will introduce PKI to enhance the protection of mutual authentication and user identity confidentiality between network nodes. The introduction of PKI makes the system have to maintain a large CA system, 一方面, the CA capacity requirements are high; 另一方面, there will be a series of certificate management costs, such as a large number of concurrent certificate application, certificate update, certificate revocation and so on. In addition, 5G is also facing security challenges and impacts brought by the upgrading of PKI.
4. 密碼演算法
A cryptography algorithm is an essential component to guarantee secure communication. 如今, s series of symmetric cryptography algorithms have no security problems. 然而, 5G is required to expand the key length based on the future development trend and consider the quantum security of the algorithm. Therefore, it is necessary to improve the adaptability of the cryptographic algorithm. Meanwhile, lots of algorithms in 4G cost a lot of calculation, a series of lightweight cryptographic algorithms should be considered. However, 3GPP also has attribute-based encryption and recommends the use of a large number of public key cryptography algorithms. 這些演算法將會遇到巨大的安全挑戰.
這些認證方法提高了使用者的便利性，但對其安全性的評估仍有待進一步進行。由於生物識別資訊的唯一性和不可替代性, 生物辨識資訊外洩造成的後果遠比密碼外洩嚴重。
過去的研究表明，多個實體之間的互動最容易受到安全問題的影響。系統往往沒有安全隔離機制, 而由於物聯網設備資源有限，網路環境中設備的暴露增加了攻擊介面。在智慧型手機的互動場景中, 雲端服務和物聯網設備, the exploration and solution of new security problems will also be the direction of future research.
