王多軍 張杰

摘要：5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了比之前幾代的蜂窩網(wǎng)絡(luò)高得多的數(shù)據(jù)速率，高達(dá)10Gbit/s， 5G還擁有較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，低至1毫秒，而4G則為30-70毫秒。5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬為萬(wàn)物互聯(lián)提供了數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)，5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備間直接通信，這也正好契合物聯(lián)網(wǎng)的需求。

關(guān)鍵詞：5G通信;物聯(lián)網(wǎng)

1 5G通信技術(shù)

通信技術(shù)的快速發(fā)展給我們的生活帶來(lái)了天翻地覆的發(fā)展，1G通信只能實(shí)現(xiàn)通話，而2G時(shí)代實(shí)現(xiàn)了短信傳輸，3G時(shí)代可以通過(guò)手機(jī)在線上網(wǎng)，人們獲取信息的途徑也發(fā)生了變化，而到了4G時(shí)代的通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)強(qiáng)大，人們已經(jīng)可以通過(guò)4G進(jìn)行視頻通話觀看直播等比較占用帶寬的業(yè)務(wù)，而5G已經(jīng)馬上要商用了，而5G在提供了更大的帶寬的同時(shí)，可以將延遲降低到幾毫秒甚至1毫秒，這是實(shí)現(xiàn)像自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)最主要的支撐。

5G就是第五代通信技術(shù)，是最新一代的蜂窩移動(dòng)通信。5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了比之前幾代的蜂窩網(wǎng)絡(luò)高得多的數(shù)據(jù)速率，高達(dá)10Gbit/s，這比當(dāng)前的有線互聯(lián)網(wǎng)速度更快，比以前的蜂窩技術(shù)4G LTE快100倍。5G的另一個(gè)特點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲（較快的響應(yīng)時(shí)間），低至1毫秒，而4G則為30-70毫秒。由于更高的數(shù)據(jù)速率，5G網(wǎng)絡(luò)不僅可以服務(wù)于手機(jī)，還可以作為一般的家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)。

先前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供適用于手機(jī)的低數(shù)據(jù)速率互聯(lián)網(wǎng)接入，但是蜂窩塔不能提供足夠的帶寬以用作家用計(jì)算機(jī)的通用互聯(lián)網(wǎng)提供商。5G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在30至300GHz的毫米波段內(nèi)或附近使用更高頻率的無(wú)線電波來(lái)實(shí)現(xiàn)這些更高的數(shù)據(jù)速率，而先前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用700MHz和3GHz之間的微波頻帶中的頻率。微波頻段中的第二個(gè)較低頻率范圍，低于6GHz，將由一些5G提供商使用，但這不會(huì)具有新頻率的高速。由于毫米波頻率帶寬越來(lái)越豐富，5G網(wǎng)絡(luò)將使用更寬的頻率信道與無(wú)線設(shè)備進(jìn)行通信，高達(dá)400 MHz，而4G LTE則為20MHz，每秒可傳輸更多數(shù)據(jù)（比特）。OFDM <使用正交頻分復(fù)用）調(diào)制，其中在頻率信道中發(fā)送多個(gè)載波，因此并行地同時(shí)傳送多個(gè)信息比特。

新的5G無(wú)線設(shè)備還具有4G LTE功能，因?yàn)樾戮W(wǎng)絡(luò)使用4G初始建立與小區(qū)的連接，以及5G接入不可用的位置。5G的高數(shù)據(jù)速率和低延遲被設(shè)想為在不久的將來(lái)開放新的應(yīng)用程序。一個(gè)是實(shí)用的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。另一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)中快速的機(jī)器到機(jī)器交互。例如，道路上的車輛中的計(jì)算機(jī)可以通過(guò)5G連續(xù)通信。

2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

在消費(fèi)者市場(chǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是與“智能家居”概念相關(guān)的產(chǎn)品的代名詞，涵蓋支持一個(gè)或多個(gè)的設(shè)備和設(shè)備（如照明設(shè)備，恒溫器，家庭安全系統(tǒng)和照相機(jī)以及其他家用電器）。更常見的生態(tài)系統(tǒng)，可以通過(guò)與該生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行控制，例如智能手機(jī)和智能揚(yáng)聲器。

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境是復(fù)雜的，由于大量不同的鏈接，自主參與者之間的相互作用，物聯(lián)網(wǎng)通常會(huì)被視為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。它有能力整合新的參與者。它可能被視為一個(gè)混亂的環(huán)境，作為一種實(shí)用的方法，并非物聯(lián)網(wǎng)中的所有元素都在全球公共空間中運(yùn)行。通常實(shí)施子系統(tǒng)以減輕隱私，控制和可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在智能家居中運(yùn)行的家庭機(jī)器人（家庭自動(dòng)化）可能僅在本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共享數(shù)據(jù)并且可通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)獲得。

與互聯(lián)網(wǎng)的集成意味著設(shè)備將使用IP地址作為獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符。由于有限的地址空間的IPv4的（擁有四十三億不同的地址），在物聯(lián)網(wǎng)的對(duì)象將不得不使用下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IM）擴(kuò)展到所需的非常大的地址空間。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還將受益于IM中存在的無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置，因?yàn)樗鼫p少了主機(jī)上的配置開銷。如果沒有IPv6的支持，在很大程度上，物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展不起來(lái)的。因此，未來(lái)幾年全球采用IPv6對(duì)于未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的成功發(fā)展至關(guān)重要。

3 5G給物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的變革與發(fā)展

3.1 突破網(wǎng)絡(luò)限制

在5G網(wǎng)絡(luò)建成后，可以達(dá)到的速率將會(huì)是4G網(wǎng)絡(luò)的100倍，這就為多設(shè)備，大量數(shù)據(jù)的傳輸提供了基礎(chǔ)，而傳輸?shù)男畔⒁膊辉偈?G網(wǎng)絡(luò)時(shí)的控制信號(hào)為主，信息會(huì)變成多元信息。這就為云計(jì)算和大數(shù)據(jù)這樣的技術(shù)提供了大量數(shù)據(jù)，加快技術(shù)成熟進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)智能化。5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲性也可以帶來(lái)更快的響應(yīng)速度，加快設(shè)備和設(shè)備之間的通信，增強(qiáng)設(shè)備間的相互配合，提升用戶使用體驗(yàn)。比如，自動(dòng)駕駛汽車，汽車之間通過(guò)5G通信，知曉相互之間的距離，對(duì)方的車速等數(shù)據(jù)，更快的更早的做出反應(yīng)，有效增加可靠性安全性。

3.2 實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)

5G網(wǎng)絡(luò)采用的高頻段傳輸技術(shù)、多天線傳輸技術(shù)、設(shè)備間直接通信技術(shù)，在增強(qiáng)了傳統(tǒng)蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型的同時(shí)，也加強(qiáng)了終端與終端之間的通信手段，在增強(qiáng)了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面、頻段的使用率的基礎(chǔ)上，大大減小了終端通信模塊體積，且融入了智能交互的技術(shù)保障。植入性能的提高，為更多終端入網(wǎng)提供了條件，真正意義上實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)。更能夠?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的人性化、個(gè)性化創(chuàng)新提供思路，比如低功耗、低輻射、低噪聲，都是5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)步的關(guān)鍵因素。

3.3 驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新思維

由于網(wǎng)絡(luò)瓶頸的突破，許多在46網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能得以實(shí)現(xiàn)，將會(huì)對(duì)新技術(shù)的研發(fā)帶來(lái)更高的平臺(tái)，如智能導(dǎo)航駕駛、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等高科技研發(fā)和應(yīng)用，都必將得到突破性進(jìn)展。而這將進(jìn)一步刺激市場(chǎng)，激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，新技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，這些新技術(shù)則將5G和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮到極致，使技術(shù)更好的服務(wù)于社會(huì)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，5G網(wǎng)絡(luò)也不是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終結(jié)，而是更高的起點(diǎn)，技術(shù)是在不斷更新迭代的，下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)彌補(bǔ)5G的缺點(diǎn)，一定會(huì)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

5G的發(fā)展必然對(duì)我們的生活帶來(lái)巨大變革，而萬(wàn)物互聯(lián)又讓許許多多的設(shè)備連入云，使之更加智能，更自動(dòng)化，或許在不久的將來(lái)我們就能實(shí)現(xiàn)像很多電影中的那種智能化的城市，也為我們帶來(lái)更加方便的服務(wù)，更好的生活體驗(yàn)。當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)除了5G解決的延遲問(wèn)題，還有像地址分配等問(wèn)題，不過(guò)ipv6協(xié)議已經(jīng)比較成熟，能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備提供足夠的地址，用于標(biāo)識(shí)和連接云，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

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