到2025年，物联网(IoT)端点的数量将从数百万增加到超过550亿。5G网络的发展将成为这一扩张最重要的推动因素之一。
对于物联网市场来说，5G连接是个利好消息。这主要是因为5G网络能显著提升互连设备的性能和可靠性。
那么，5G对于物联网意味着什么呢？
5G，即第五代无线技术，是蜂窝技术的最新版本，旨在显著提升无线设备的响应能力和速度。
国际电信联盟(ITU)为这项新技术制定了最低标准，并由第三代合作伙伴计划(3GPP)进一步定义和标准化。
最初的5G标准版本是3GPP第15版，其主要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。同时，该版本还定义了5G新无线电(NR)技术基础，作为未来发展的平台。
在随后的5G规范更新中，即3GPP第16版，通过引入新功能，5G的应用范围得到了扩展。第16版提供了改进的超可靠低延迟通信(eURLLC)，以实现毫秒级延迟，支持时间敏感网络(TSN)和非授权频谱(NR-U)，并提供专用网络辅助，以实现更灵活的部署。
此外，第16版还引入了高可靠性的5G地理定位，它补充了目前的定位服务（如GNSS），并支持资产跟踪等各种5G物联网应用场景。
5G还将有效连接数十亿中等复杂性的物联网设备，例如环境传感器设备和电表。通常，这些物联网设备具有延迟容忍、低复杂性和高能效的特点。
尽管第16版已经开始处理物联网中高性能（例如IIoT）和低复杂性（例如NB-IoT）的关键任务节点的需求，但在物联网领域存在着广泛的应用场景。为此，3GPP第17版引入了5GNR-Light，该版本专为工业相机、高端可穿戴设备、入门级智能手机等复杂程度较低的设备提供新的效率。
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在5G蜂窝网络中使用物联网设备的好处
5G网络的出现为物联网设备带来了更快、更可靠和更安全的通信，推动了自动驾驶汽车、可再生能源智能电网以及工厂车间部署的人工智能机器人等技术的发展。以下是使用5G蜂窝网络的物联网设备的好处，让我们更详细地了解一下：
- 支持设备间高速数据交换 5G网络的到来将大幅提高数据传输速率，据报告显示，5G网络比LTE网络快10倍。这使得物联网设备能够更快地转换和交换数据，从而提升了物联网实施的功能和性能。
- 提供更可靠的网络连接 除了提供更快的连接速度，5G网络的运行更加稳定，具有更高的安全性和可靠性。对于任何物联网应用来说，可靠和稳定的网络连接至关重要，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。5G网络支持更多连接设备的能力，提供了更高的可靠性。
- 降低延迟，改善用户体验 5G网络相比于4G LTE网络能够显著降低延迟。一项实验表明，5G网络的延迟可能低于5毫秒。降低的延迟将支持实时联网，对于物联网和人工智能等新应用具有重要意义。
- 支持大规模物联网实施 5G网络提供了更宽的频率范围，容量是4G的1000倍。它能够连接大量支持互联网的设备，如智能手机、传感器和物联网设备，并同时管理众多高需求的应用程序。由于成本低、能源效率高和覆盖范围广，5G网络可以支持大规模部署更高效和易于使用的物联网设备。
- 通过网络切片对物联网使用进行分段 5G支持网络切片技术，即安装虚拟化网络，使用户和制造商能够提供定制连接。通过确定连接优先级和调整延迟，网络切片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，网络可以优先保证外科医生和机器人之间的连接，而不是患者使用的通信，从而保护紧急通信。
2023年的5G物联网主要应用场景
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影响：
- 智能家居和智慧城市 智能家居设备、智能手表和手机等物联网小工具和健身应用已经广泛普及。未来，5G将带来与目前对蜂窝物联网的依赖截然不同的智能家居发展，包括自动化的无人驾驶汽车和垃圾管理等公用事业服务。智能电网和环境监测的使用也将增加，以减少温室气体排放和污染。
- 智能电网和公用事业运营 如今，电力需求不断增长，智能电网和虚拟电厂是应对这一问题的技术解决方案。5G网络实现了智能电网的实时管理和自动化，使我们能够及时发现问题并采取补救措施，同时简化维护工作。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，因此受到公用事业运营商的广泛接受。他们逐渐将新的传感器、控制系统和可再生能源纳入其网络。
- 国家安全与视频监控 视频监控是另一个将受益于5G网络的物联网应用，预计将得到蓬勃发展。鉴于最近全球发展的情况，政府愿意在公共监控和安全措施上进行投资。当前的视频监控系统依赖于有线通信，但引入无线网络可能加快安装速度、降低成本，并提高连接性和性能。
结论
5G是一项全球性技术，正在按照3GPP国际标准持续部署。它的创建旨在确保对物联网的兼容性和支持，并且仍在不断改进和商定标准。除了支持物联网的4G功能外，3GPP标准的第15版和第16版还为具备5G特性的物联网设备提供了额外支持，例如超高安全性和可靠性，以及低延迟。5G的其他进展，如网络切片、安全网络和5G核心，将有助于实现支持大量连接设备的全球物联网网络的愿景。随着5G的快速普及和物联网的日益普及，整个过程预计将于2023年开始。
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