5G在高密度物联网部署方面看起来很有前景，但未来发布的蜂窝技术的潜力更大。

物联网已经蓬勃发展，随着5G蜂窝技术越来越普及，商业服务赶上已经在酝酿中的增强标准，物联网可以期待5G蜂窝技术的巨大推动

5G资源

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康宁公司无线解决方案和产品线管理副总裁Michelle Engarto说：“由于5G可用的频谱增加，它增加了整体带宽，并允许大量的物联网设备进行连接。”康宁公司为内部蜂窝产品制造分布式天线系统。

电信提供商Verizon Business负责无线、物联网和合作关系的副总裁Steve Szabo表示，5G的几个特点有助于行业和互联互通的转型。

一是超高吞吐量。Szabo说：“我们已经在试验中看到，供应商在峰值速度下可以达到4Gbps，这可以让您感受到5G的能力。”。

另一个是用于数据收集的高传感器密度，这将使工厂地板数字化，实现更高的可视化和生产率，而无需复杂的布线或传统技术。

Szabo说：“高传感器密度是指将传感器放置在数千（或）数百万个位置，并利用它们进行资产跟踪、警报等。”。“基于mmWave的5G技术可以处理数百万个连接的传感器，事实上每平方公里可以管理一百万个连接的设备”

5G还通过多址边缘计算（MEC）实现超低延迟，将工作负载处理转移到边缘。

5G有助于物联网

5G究竟会在多大程度上影响物联网，何时影响物联网在很大程度上取决于用例。

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研究公司Gartner的高级首席分析师Bill Menezes说，5G的主要特点包括数据吞吐量显著提高；支持大量机器或设备在没有任何人机交互或控制的情况下进行通信的大规模机器类型通信；以及超可靠、低延迟的通信。

Menezes说，这项技术的超可靠性来自于它提供规定服务质量或“实时”通信的能力，而不是像Wi-Fi这样基于以太网的技术的最大努力数据传输。此外，他说，5G在以后的版本中理论上的延迟不到1毫秒，而不是20到40毫秒当前一代Wi-Fi部署中的典型时间为毫秒。

所有这些属性“都与物联网相关，但相关程度取决于物联网端点和应用程序的需求，”Menezes说。

例如，如果应用程序不需要高数据速度或小于10毫秒的延迟就可以正常运行，那么使用大量低性能端点的实现可能是一个很好的选择。Menezes说，这样的场景将主要利用5G未来的能力来支持窄带物联网（NB IoT）连接，设备密度理论上高达每平方公里100万个低功耗端点。NB-IoT是一种低功耗广域网无线电技术标准，支持一系列蜂窝设备和服务。

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5G还可以为需要大量带宽的较少设备的部署提供服务。Menezes说：“部署监控摄像机的用例将更多地依赖5G的高吞吐量/低延迟能力，实现超高清8K实时视频传输，对设备密度的要求要低得多。”。

梅内泽斯说，汽车、制造业（智能工厂）、建筑以及采矿、石油和天然气等自然资源行业都是物联网5G机会最大的行业。“但是需求是广泛的，并且会因用例而异，”他说。

5G并不是所有物联网的最佳选择。Menezes说，企业将继续使用各种连接方式，包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee和4G NB物联网。他说：“企业需要衡量他们的实现需要哪些特定于性能的属性，而其他平台在所需的部署场景中无法提供这些属性。”。

5G如何与其他选项配合

恩加托说，如今的物联网设备大多通过有线技术连接。这包括屏蔽双绞线局域网和同轴电缆。她说：“在某些有限的地区，Wi-Fi可能有一些用途”，但并不总是理想的。“5G可以让更多的传感器就位，而不需要每根电缆都有电缆和导管，”Engarto说。

但研究公司国际数据公司（IDC）物联网和移动网络基础设施高级研究分析师帕特里克·菲尔金斯（Patrick Filkins）表示，较新的无线技术“将是众多旨在满足物联网全面需求的网络解决方案之一”。

“例如，5G可以处理需要任何延迟、可靠性和安全性的端点，”菲尔金斯说。“虽然5G将是瑞士军刀式的物联网解决方案，全部来自单一平台，但一些企业可能并不需要5G的全部能力。在许多情况下，例如LPWAN（低功耗广域网），您可以通过LoRaWAN等替代方案实现连接。”

Filkins表示，wifi6和Wi-fihalow也将在密集、短程物联网使用案例中发挥作用，不过可能会降低可靠性。

菲尔金斯说：“5G是LTE的一个提升，它承诺了零停机通信，采用了新技术，实现了接近零的数据包丢失。”。这些技术包括波束形成、网络快速故障转移（冗余基础设施和拓扑）、无线分组重传和软件定义的网络。

“此外，5G利用先进的同步和其他信道分割技术，最大限度地利用专用频谱信道，确保服务质量，”菲尔金斯说。“这确保了运营商5G环境中的[高]可靠性。”

Wi-Fi与5G之比较

Filkins说，Wi-Fi的可靠性首先受到范围的挑战。“你也许能保证，或者不能保证，一个服务水平，但几乎可以肯定的是，只能保证在中短期内，”他说。此外，他说，大多数Wi-Fi系统都部署在未经许可的频段上，而且随着更多的数据包共享频道，干扰的可能性变得更大。

Filkins说，wifi6通过将频谱拼接到资源单元来解决可靠性问题，但即使有了这些改进，频谱问题本身仍然存在，“这就带来了潜在的干扰”

部署成本、范围、干扰和物联网设备的能力都是确定物联网实施的主要或补充连接选项的因素，Menezes说。

Menezes说：“根据实现的网络性能要求做出决定。”。“因此，如果一个端点或应用程序不需要5G性能就可以在要求的级别上运行，这将有助于决定连接的选择。”

Menezes说，Wi-Fi 6或Zigbee可能非常适合智能楼宇控制的某些元素，但对于高度移动的广域应用则毫无用处。

Menezes说：“此外，使用基本上商品化的连接技术（如蓝牙、Zigbee、RFID或Wi-Fi）的端点，在5G可能可用但尚未达到显著市场规模的情况下，使端点或网络服务具有竞争力，可能更具成本效益。”。

消费品制造商惠而浦（Whirlpool）全球产品组织副总裁Shree Dandekar表示，在某些情况下，比如家庭使用，Wi-Fi对物联网的意义通常大于蜂窝网络，惠而浦提供联网厨房和洗衣设备等物联网服务。

丹德卡说：“科技界基本上认同这一观点，5G技术不太可能改变这一点。”。“即使是最便宜的蜂窝技术[NB IoT或LTE-M]也比Wi-Fi贵得多。”

另一方面，惠而浦的工厂情况完全不同。it公司副总裁迈克尔•贝伦森（Michael Berendsen）表示：“这种环境对Wi-Fi来说可能是一个挑战，因为有太多的设备和机器；影响Wi-Fi信号的只是大量的金属。”。

贝伦森说，该公司正在俄亥俄州一家洗衣机厂的一些自主汽车上测试5G，“因为我们相信5G可以提供更好的覆盖范围，并在如此大的空间内更加一致。”。

网络切片以获得更好的性能

电信运营商表示，随着5G的成熟，网络将变得越来越先进，这将为物联网开辟更多的可能性。

at&T商务部5G卓越中心主任Jason Inskeep说：“随着网络的发展和SDN（软件定义网络）对边缘结构建模的改进，带宽将继续提高。”。

Inskeep说：“5G将带来的另一个备受期待的功能是网络切片”，允许在无线接入网（RAN）上使用专用资源块。通过这种方式，蜂窝网络开始有了多协议标签交换（MPLS）网络的感觉，“创造了一个更高性能的机会来驱动自动汽车或‘超视距’无人机操作等技术，”他说。

Inskeep说，5G“可以在蜂窝网络的每个部分保持一定的性能阈值，这一属性一度只在有线端可用”。

“这些汽车和无人机正在收集大量需要快速处理的数据，以使其更具可行性。5G和edge计算提供的端到端的速度和较低的延迟，再加上网络切片，为数据提供了自己的‘通道’，将有助于数据在更短的时间内返回设备。”

当5G网络切片与物联网交叉时，“你开始看到整个5G平台是如何有用的，特别是在有许多用例同时运行的组织中，”菲尔金斯说。

“一个网络片可以专用于LPWAN物联网计划，而另一个可以连接需要超低延迟的端点，”Filkins说。“使用5G，从理论上讲，您可以创建一个单一的平台，能够解决传统上通过覆盖有线和无线链路组合来解决的物联网用例。使用5G，您可以使用无线技术从单一平台解决大多数此类用例。”

费尔金斯说，从管理和运营费用的角度来看，这对于希望提升物联网价值的组织来说应该是很有吸引力的。

更好的端点密度即将到来

Inskeep说，未来改进的另一个领域是每平方公里每台无线电能够进行更多的会话，“随着我们向5G移动，会话数呈指数增长，因此端点的密度可以增加。”。“当这种情况发生时，生态系统可以变得更加智能”，物联网的功能可以增加。

“在物联网方面，我们只是触及了5G的威力的表面，”Szabo说。“5G转变业务运营的潜力是巨大的，能够实现今天不存在的用例。”

例如，Szabo说，一个5G网络每平方英里将可能支持超过200万个连接的传感器。“与3D虚拟现实的协作可以帮助工程师、设计师和营销团队以近乎零的延迟比较新产品的设计。”

Szabo说，Verizon正与合作伙伴和开发者合作，拓展其5G生态系统。2020年7月，它宣布了简化和加速端到端物联网环境的计划。其中一部分是整合运营商的5G/LTE网络、ThingSpace物联网平台（允许公司在Verizon网络上对物联网设备进行原型制作、测试和连接），以及关键的资产传感器设备（监控光线、温度等条件，和压力），使物联网开发者能够快速高效地创建新的应用程序。

Menezes说，未来5G的迭代（版本16和17）包括许多与高级NB物联网、超低延迟和网络切片相关的规范，这些规范适用于各种类型的物联网用例。

Menezes说：“将5G视为主要或补充（资源）的组织需要将其计划的物联网用例或应用程序的路线图或现有物联网实施所需的性能更新与基于5G高级版本的服务和基础设施的商业可用性相匹配。”。

5G可能促进物联网的更多使用

专家表示，5G技术的不断进步有助于推动物联网的发展。

“5G将导致物联网设备在市场上的爆炸性增长，”Engarto说。5G的超低延迟将为增强和虚拟现实等新的用例铺平道路，“并为医疗、智能制造和教育等垂直领域的数字化开辟新的突破性可能性，”她说。“它可能是建设更智能城市的关键因素，在交通、公共安全甚至零售业方面都有进步。”

Menezes说，大规模的机对机通信与5G即将加入的NB物联网能力相结合，可能会进一步鼓励物联网的部署。Menezes说，这可能包括智能城市，这些城市在使用其他移动无线技术（如4G LTE）或局域网无线技术（如Wi-Fi）时可能面临的可扩展性较差。

Menezes说：“5G在其后续版本中有能力在其覆盖范围内支持更多的设备。”。“此外，在中低频频段，它的传输范围将比Wi-Fi更广。”

Szabo说，5G的出现将“大大加快传感化进程，推动工业数字化转型”。“大规模物联网可以支持高达12倍的传感器密度，技术（如NB物联网）将不断发展。从这些数据收集以及基于云的功能（如digital twins）将实现近实时模拟、评估、预测和补救。”

物联网“实际上是一种将技术能力与改善业务运营联系起来的实践，”菲尔金斯说。“没有人仅仅为了使用新技术而部署物联网项目。在某些行业，5G将成为推动工业自动化的前沿，使室内和室外环境能够无缝连接。”