如何理解 5G將重新定義物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算

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比上一代蜂窩服務(wù)(4G)相比，5G提供的無線蜂窩連接性具有更高的帶寬、更低的延遲和更高的設(shè)備密度。除10 Gbps的速度和1毫秒的延遲外，5G還可以在每平方公里支持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備。

5G還支持網(wǎng)絡(luò)切片，這使運(yùn)營商可以將5G無線電訪問網(wǎng)絡(luò)劃分為虛擬網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段都可以進(jìn)行自定義以支持不同類型的應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)切片的另一個(gè)好處是可隔離一個(gè)網(wǎng)段的流量與其他網(wǎng)段的流量，以確保安全性。

5G使用各種頻率，范圍從現(xiàn)有的2.4 GHz頻段到毫米波(MM wave)。毫米波頻率支持更高帶寬的信道，盡管會(huì)由于射頻吸收而縮小范圍。這意味著可部署更多的接入點(diǎn)，這將減少與每個(gè)AP關(guān)聯(lián)的端點(diǎn)數(shù)量，并增加每個(gè)端點(diǎn)可用的帶寬。

5G邊緣計(jì)算、霧計(jì)算和IoT

邊緣計(jì)算將數(shù)據(jù)處理集成到邊緣設(shè)備中，這些邊緣設(shè)備通常是數(shù)據(jù)收集器或過程控制器。邊緣計(jì)算可快速處理原始傳感器數(shù)據(jù)，而無需將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)應(yīng)用程序。通過在邊緣設(shè)備附近或邊緣設(shè)備內(nèi)處理原始數(shù)據(jù)，可以減少傳輸延遲和帶寬成本。

其中一個(gè)很好的示例是可編程邏輯控制器，它會(huì)收集和處理本地生成的數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)連接將摘要數(shù)據(jù)上傳到綜合監(jiān)控應(yīng)用程序，以執(zhí)行其他數(shù)據(jù)處理和歸檔。

邊緣計(jì)算可提高上游數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，并提供?duì)物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。在邊緣計(jì)算中，處理能力安裝在邊緣設(shè)備內(nèi)部或附近。

而霧計(jì)算提供了另一種選擇，它將計(jì)算和存儲(chǔ)功能放在邊緣設(shè)備附近，而不是在邊緣設(shè)備內(nèi)。它提供了本地設(shè)備到設(shè)備通信，提供更好的控制系統(tǒng)彈性，并將摘要數(shù)據(jù)發(fā)送到基于云的應(yīng)用程序。

5G邊緣計(jì)算組合為新的和改進(jìn)的應(yīng)用(包括IoT部署)帶來機(jī)會(huì)，這主要得益于該標(biāo)準(zhǔn)的帶寬延遲和實(shí)時(shí)控制功能。

5G的1毫秒延遲性(而4G的延遲為10毫秒)可支持實(shí)時(shí)應(yīng)用程序–這些應(yīng)用程序無法忍受4G的延遲性。常見的示例是自動(dòng)駕駛汽車，其中汽車通過5G相互通信，共享傳感器數(shù)據(jù)和駕駛意圖，從而使每輛汽車都能就其預(yù)期路徑做出明智的決策。

霧計(jì)算與5G的低延遲相結(jié)合，可支持實(shí)時(shí)應(yīng)用程序，這是高延遲基于云的應(yīng)用程序無法提供的支持。通過分布式架構(gòu)—其中霧計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)安裝在IoT設(shè)備附近，還可以提高應(yīng)用程序的彈性。

通過使用正確的架構(gòu)，基于邊緣和霧計(jì)算的應(yīng)用程序仍可以在本地級(jí)別繼續(xù)運(yùn)行，即使與云的網(wǎng)絡(luò)連接失敗。

安全用例支持5G邊緣計(jì)算

另外，通過使用專有5G網(wǎng)絡(luò)切片，邊緣計(jì)算安全可得到增強(qiáng)，因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)切片受防火墻保護(hù)，構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)上。同時(shí)，容器化將使定制軟件更容易部署到邊緣或霧計(jì)算系統(tǒng)。大型固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)將能夠存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算和存儲(chǔ)的組合為很多有趣且功能強(qiáng)大的系統(tǒng)打開大門。

我們?cè)倏纯唇ㄖ锏沫h(huán)境、照明和安全系統(tǒng)。借助5G和霧計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，低成本傳感器可以通過本地安全網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。霧計(jì)算系統(tǒng)基于從云下載的配置數(shù)據(jù)做出控制決策。而5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲和高密度意味著它可以從數(shù)百個(gè)溫度調(diào)節(jié)器、入住客傳感器、安全掃描儀和環(huán)境光監(jiān)控器中實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)。

霧計(jì)算系統(tǒng)通過5G網(wǎng)絡(luò)將命令發(fā)送到建筑物照明、門鎖以及供暖和制冷系統(tǒng)。如果云連接中斷，系統(tǒng)仍將繼續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，由于5G網(wǎng)絡(luò)切片將傳感器和控制數(shù)據(jù)與其他網(wǎng)絡(luò)用戶相隔離，因此安全性得到增強(qiáng)。

另一個(gè)很好的示例是裝配廠控制系統(tǒng)。機(jī)器人彼此通信以互相傳遞零件，并依靠5G邊緣計(jì)算進(jìn)行通信。而基于霧的基礎(chǔ)架構(gòu)將在相鄰機(jī)器人間增加另一級(jí)控制。你還可以輕松地將此概念擴(kuò)展到化工廠過程控制系統(tǒng)。在這兩種示例中，5G的網(wǎng)絡(luò)切片都可增強(qiáng)安全性。

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