探討5G通訊技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

劉陽(yáng)

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，為了滿足移動(dòng)數(shù)據(jù)大量增加的需求，我國(guó)于2019年11月1日正式上線5G商用套餐，這為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供重要推動(dòng)力。5G移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，高增益、低能耗的5G網(wǎng)絡(luò)能夠支撐物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)又為5G網(wǎng)絡(luò)提供終端需求，兩者相輔相成，共同促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。因此，該文章以5G通訊技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展前景以及其他相關(guān)內(nèi)容為切入點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的需求，重點(diǎn)分析、探討了5G移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)充分融合的重要性與必要性。

關(guān)鍵詞：5G通訊技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);發(fā)展

目前，我國(guó)已經(jīng)全面發(fā)展成為信息化、網(wǎng)絡(luò)化的社會(huì)，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）運(yùn)營(yíng)而生且成功商業(yè)化。作為基于4G通信技術(shù)發(fā)展而來(lái)的5G通信技術(shù)，其在傳輸速率以及網(wǎng)絡(luò)性能等方面都進(jìn)行了優(yōu)化處理，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，5G網(wǎng)絡(luò)的高頻段傳輸速率可高達(dá)10Gbit/s，相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)100倍，而且其網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間縮短至1毫秒以內(nèi)，提高了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性;另外，5G網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)容量大、連續(xù)廣域覆蓋廣、移動(dòng)性高等特點(diǎn)，極大程度上滿足了物聯(lián)網(wǎng)通信的需求。現(xiàn)階段，我國(guó)5G通訊技術(shù)尚未成熟，其發(fā)展與完善對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、5G 通訊技術(shù)的重要性

（一）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境改善

5G移動(dòng)通訊技術(shù)較4G移動(dòng)通訊技術(shù)而言，其在數(shù)據(jù)傳輸速度以及傳輸質(zhì)量等方面均有較大改善，且其控制信號(hào)也逐漸發(fā)展為多元形式，這為物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)的融合提供了重要條件，從而使得我國(guó)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有所改善，與此同時(shí)也進(jìn)一步提升了我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平。

（二）物聯(lián)網(wǎng)覆蓋區(qū)域擴(kuò)大

5G 移動(dòng)通訊技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，其蜂窩數(shù)據(jù)模得到了全面的加強(qiáng)，除此之外，其終端設(shè)備直接的通信模式也呈現(xiàn)多種形式，進(jìn)而促使網(wǎng)絡(luò)頻段以及覆蓋范圍顯著擴(kuò)大。

二、5G網(wǎng)絡(luò)的特征

（一）擴(kuò)展性

5G網(wǎng)絡(luò)是基于2G、3G與4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，為了更好地服務(wù)人民，為其帶來(lái)便利，其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋面積以及相關(guān)設(shè)備均得到擴(kuò)展，從而提高5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的效。

（二）節(jié)能性

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與其他通信網(wǎng)絡(luò)相比具有較大的兼容性，有利于減少5G通信網(wǎng)絡(luò)的能源消耗，符合“節(jié)能減排”的發(fā)展理念以及我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。

（三）利用率高

5G通信技術(shù)作為一種交互式的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，能夠有效提高各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的利用率，與此同時(shí)，還能豐富各個(gè)企業(yè)的業(yè)務(wù)種類(lèi)、提高其業(yè)務(wù)水平、改變其經(jīng)濟(jì)方式，從而在一定程度上促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

（四）可靠性

5G移動(dòng)通訊技術(shù)的可靠性是判斷5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是否成功的關(guān)鍵，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中， 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)大大縮短了網(wǎng)絡(luò)延遲，從而極大程度上滿足了用戶的使用需求。

三、5G通訊技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

現(xiàn)階段，5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋我國(guó)多個(gè)一線城市，并計(jì)劃于6-7年實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋。目前，在4G通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展的5G通訊技術(shù)已經(jīng)具有良好的市場(chǎng)效應(yīng)以及優(yōu)秀的發(fā)展前景，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）出行

目前，5G 移動(dòng)通訊技術(shù)和交通物聯(lián)網(wǎng)之間有著緊密的聯(lián)系，車(chē)載 GPS動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)就是較為直接的表現(xiàn)形式。該系統(tǒng)有助于交通管理部門(mén)利用車(chē)載GPS并通過(guò)云計(jì)算技術(shù)來(lái)達(dá)到合理指揮道路交通的目的情況進(jìn)行;另外，駕駛?cè)藛T也可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)及時(shí)了解道路情況，從而在面臨交通堵塞等情況時(shí)，能夠選擇其余路線，避免加劇交通擁堵現(xiàn)象。

（二）監(jiān)控

如今，公共安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為人民生活中不可缺少的一部分，是為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷拇嬖凇ｋS著5G 移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，公共安全物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率與質(zhì)量得到大幅度提升，一定程度上促進(jìn)了和諧、小康社會(huì)的積極發(fā)展。

（三）醫(yī)療

現(xiàn)階段，病人或者家屬能夠通過(guò)個(gè)人終端來(lái)進(jìn)行預(yù)約掛號(hào)或者了解用藥、就診信息等行為，這是通訊技術(shù)結(jié)合醫(yī)院信息管理系統(tǒng)所導(dǎo)致，而5G通訊技術(shù)提高了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，提高了醫(yī)院的綜合醫(yī)療服務(wù)水平。除此之外，在5G通訊技術(shù)的支持下，遠(yuǎn)程醫(yī)療也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

（四）物流

近年來(lái)，物流行業(yè)快速發(fā)展，而5G 移動(dòng)通訊技術(shù)與物流物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的高度融合，能夠最大程度上減少物流成本并使得物流效率最大化。以基礎(chǔ)物流為例，用戶線上購(gòu)買(mǎi)某一商品之后，物流平臺(tái)為其提供商品的運(yùn)輸信息，與此同時(shí)，物流工作人員也能通過(guò)這一平臺(tái)的信息來(lái)對(duì)商品的運(yùn)輸線路進(jìn)行合理的規(guī)劃，即在快遞、用戶、商品三者一直建立相互聯(lián)系的橋梁。

四、物聯(lián)網(wǎng)概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)即傳感網(wǎng)，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)高度結(jié)合之下的產(chǎn)物，其作為一種信息承載體，主要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與物體的連接來(lái)進(jìn)行信息交換或者通信，進(jìn)而在無(wú)時(shí)間、地點(diǎn)的限制下，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的互聯(lián)互通，現(xiàn)已在諸多領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用。

物聯(lián)網(wǎng)的組成主要分為應(yīng)用層、感知層和網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層即為人們提供監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能電網(wǎng)等服務(wù);感知層則是負(fù)責(zé)采集、分析、識(shí)別以及處理外界信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制，目前對(duì)于外界物體信息的識(shí)別主要依靠傳感器或者二維碼來(lái)進(jìn)行;而網(wǎng)絡(luò)層，即是指物聯(lián)網(wǎng)所采用的技術(shù)體系——RFID，其有著較強(qiáng)的適應(yīng)性[1]。物聯(lián)網(wǎng)涉及社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用為社會(huì)生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大便利，而5G通訊技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的革新與發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。

（二）物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況

目前，國(guó)家十分重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為此出臺(tái)了相關(guān)政策以推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步與創(chuàng)新，其發(fā)展趨勢(shì)不可估量，然而，其也存在著較為顯著的發(fā)展問(wèn)題。

1難以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范化

目前，物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用，然而各領(lǐng)域各行業(yè)之間存在基礎(chǔ)差異，再加上物聯(lián)網(wǎng)尚未有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范化難以實(shí)現(xiàn)。另外，由于我國(guó)存在的技術(shù)規(guī)范是以傳感網(wǎng)技術(shù)為主要基礎(chǔ)，所以離真正實(shí)現(xiàn)規(guī)范化還存在較大差距[2]。現(xiàn)階段，不少?lài)?guó)際化組織為此成立了專(zhuān)門(mén)的工作小組來(lái)促使其標(biāo)準(zhǔn)化的形成，我國(guó)同樣如此，以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。

2物聯(lián)網(wǎng)存在信息安全隱患

由于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)息息相關(guān)，因此物聯(lián)網(wǎng)的使用存在信息安全隱患。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)在采集、分析、傳遞等環(huán)節(jié)出現(xiàn)不合理操作時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)安全隱患，嚴(yán)重則導(dǎo)致信息泄露，進(jìn)而威脅個(gè)人隱私、企業(yè)生產(chǎn)甚至國(guó)家機(jī)密安全。現(xiàn)階段，作為物聯(lián)網(wǎng)核心的RFID技術(shù)雖廣受歡迎，但其信息安全隱患問(wèn)題仍未得到解決，極容易受到惡意攻擊發(fā)生信息泄露，因此，為促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的革新與發(fā)展，在保障其性能的前提下提高其安全保障至關(guān)重要。

五、5G網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的主要運(yùn)用技術(shù)

（一）SDN/NFV技術(shù)

SDN/NFV技術(shù)能夠轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和體系，對(duì)其業(yè)務(wù)的耦合度也具有重塑作用，因此，較好的滿足了5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)需求，為我國(guó)推出5G網(wǎng)絡(luò)商用套餐奠定了重要基礎(chǔ)。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，SDN/NFV技術(shù)真正做到了結(jié)合5G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，有效保障了其運(yùn)行安全，另外，SDN/NFV技術(shù)的運(yùn)用，使得虛擬化操作得以實(shí)現(xiàn)，有利于5G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)的形成，進(jìn)而有效發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的虛擬化和軟件化特征[3]。除此之外，在物聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析時(shí)，該技術(shù)為其提供分離操作，有效控制了5G通訊技術(shù)，從而最大程度上保障5G移動(dòng)通訊技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐中的安全、穩(wěn)定發(fā)展。

（二）全頻段通信技術(shù)

目前，5G移動(dòng)通訊技術(shù)還未普及，大多數(shù)地區(qū)仍以采用4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為主，然而4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)以及其他移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的工作頻率保持在3GHz左右，難以滿足當(dāng)前背景下人們對(duì)于移動(dòng)通信基本需求，而5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用了全頻段通信技術(shù)，有效解決了以往移動(dòng)通信中存在頻譜資源不足的問(wèn)題，與此同時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量以及網(wǎng)絡(luò)傳輸效率也得到了顯著提高。全頻段通信技術(shù)的采用，使得用戶設(shè)備密度、規(guī)模等多方面的要求有所降低，有利于移動(dòng)終端的發(fā)展朝向微型化、多元化以及綜合化。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，全頻段通信技術(shù)的缺陷在不斷被彌補(bǔ)的同時(shí)，也賦予增益高、網(wǎng)絡(luò)帶寬大等優(yōu)勢(shì)，使得其在5G移動(dòng)通訊技術(shù)中擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。在現(xiàn)階段的運(yùn)用過(guò)程中，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的工作頻率主要控制在28GHz-100GHz，然其頻段會(huì)在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程中不斷被擴(kuò)大。

（三）密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G移動(dòng)通訊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)流量較之4G移動(dòng)通訊技術(shù)而言，高達(dá)千倍有余且其網(wǎng)速能達(dá)到了1Gbp/秒，除此之外，5G移動(dòng)通訊技術(shù)采取無(wú)線接入技術(shù)以及密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋率較為優(yōu)秀。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為兩個(gè)方面：一是擴(kuò)展移動(dòng)通信的室外空間，即將大量高增益天線布置在移動(dòng)通信宏基站之外，從而有效增加了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量以及提高了網(wǎng)絡(luò)的信息處理效率和靈活性;二是促進(jìn)各通信網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)作，即將密集網(wǎng)絡(luò)天線布置于在宏基站外，促使各相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信的有效性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性以及靈活性，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量[4]。二者均是通過(guò)增強(qiáng)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間、空間的動(dòng)態(tài)變化，從而提高了其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋率。

六、5G通訊技術(shù)下與物聯(lián)網(wǎng)的融合

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要依靠需要更為有效、可靠、安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)支撐，這也是5G通訊技術(shù)發(fā)展、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)關(guān)鍵目標(biāo)之一。以往物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)的融合，其數(shù)量、種類(lèi)以及容量等方面都受到限制，主要是由于以下三方面的因素導(dǎo)致：一是信息技術(shù)等相關(guān)技術(shù)還未覆蓋到社會(huì)的多個(gè)層面;二是物聯(lián)網(wǎng)存在的信息安全隱患問(wèn)題尚未解決;三是缺乏較為完善、規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)體系、標(biāo)準(zhǔn)。

將物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信進(jìn)行融合是社會(huì)發(fā)展的必然，且存在極大的優(yōu)勢(shì)。目前5G通訊技術(shù)極大程度上滿足了物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋、安全防護(hù)等多方面的要求，并將物聯(lián)網(wǎng)原有的“有線式互聯(lián)”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁o(wú)線式互聯(lián)”模式，從而使得物聯(lián)網(wǎng)具備了延時(shí)低、覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)，提高了物聯(lián)網(wǎng)的靈活性、移動(dòng)性與實(shí)效性。 此外，在5G通訊技術(shù)支持下的物聯(lián)網(wǎng)避免了因單獨(dú)建設(shè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生資金，從而節(jié)約了建設(shè)成本。

總結(jié)：

綜上所述，5G移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，能夠有效推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的革新進(jìn)程，除此之外，其還能為提供多樣化、高度靈活的數(shù)據(jù)處理方式，進(jìn)而滿足社會(huì)發(fā)展的需要。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，積極促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與5G通訊技術(shù)的融合，有利于推動(dòng)二者共同發(fā)展。

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