物聯網形勢下的5G通信技術應用

莊保良

（中海油信息科技有限公司，廣東 深圳 518067）

0 引言

移動通信技術和現代電子技術的發展，使網絡垂直深入到各種社會活動中。物聯網作為現代信息、通訊行業發展的產物，將社會中的各種人、物進行互聯，在增加工作、活動效率的方面，體現出物聯網的經濟價值。而現代社會、人群對效率的追求，使網絡通信技術朝著更快、更有效的方向發展，也使移動通信技術從2G、3G、4G一直發展到今天的5G時代[1]。

1 物聯網與5G通信技術的概念及兩者之間的聯系

1.1 物聯網

物聯網簡單來說，就是將參與社會生產、生活活動中的設備、物體通過網絡進行連接，并對其進行統一的管理、控制，使這些設備能夠在良好的協調下，提升運行、活動的效率。從技術角度上來講，使用具有聯網功能的設備，或者通過芯片、控制器等方式為設備添加聯網功能，并使用傳感器、計算機、控制系統等物來增加各個設備之間的聯系，使其能夠協調工作，共享資源，從而減少重復的信息采集、資源獲取，達到資源的有效利用，并提升設備的工作效率[2]。

1.2 5G通信技術

5G通信技術也就是第五代移動通信技術，每一代移動通信技術的更新都使移動網絡的各種性能變的更加優秀。首先，5G通信技術的傳輸速率得到極大的提高，將網絡傳輸速率提升了數百倍，按照平均值的速度測量也達到了20倍左右的增加值，網絡延遲的時間也縮短了23倍，使其在物聯網中的應用范圍變的更加寬泛；其次，5G通信技術在提升網絡速度的同時，提升了可同時接入同一網絡的設備數量，也就是網絡容量的提升，現代社會中生活、工作等各項活動中網絡的垂直深入，使網絡無處不在，因此網絡中需要接入的設備數量也飛速增加，對網絡帶寬的需求就變的越高，而5G通信技術帶來的容量提升達到4G的100倍甚至1000倍左右；最后，5G通信技術良好的網絡切換、接入速率，使其具有更快的相應速度，也變相提升了5G信號的質量，而在快速的網絡速度和相應時間下，5G網絡的接入時間比4G降低了50倍左右，使5G網絡在工作、計算等活動中的優勢一覽無余[3]。

1.3 物聯網與通信技術之間的聯系

5G通信網絡的移動特性，快速低延時并具有較高可靠性的通信優勢，以及能夠容納大量聯網設備的容量優勢，使其在物聯網中具有及其重要的價值。首先，移動特性增強了社會交流中人與人之間的通信保障；而突出的通信優勢則可以利用在物與物之間的通信，其中自動化生產、控制、無人駕駛、自動監控等方面得到有效利用；其次，容量優勢使其在物聯網中有較大的應用空間，其中VR、AR、工業自動化、智能化互聯等業務中都得到廣泛的利用，同時5G通信技術的高密度、高覆蓋率、低延時、高效率等特點，使物聯網的發展、更新獲得網絡的技術的支持[4]。

2 物聯網形勢下的5G通信技術應用

2.1 全頻段通信

5G通信技術使用全頻段來解決頻段資源的缺乏，同時利用軟件技術可以優化設備的頻段使用、接入，從而達到對全頻段資源的利用，增加網絡接入設備，從而達到提升網絡質量，確保網絡設備的通訊速率和信號的穩定的目的。此外，5G通信技術支持小型化的信號天線將物聯網設備接入網絡，縮小物聯網設備體積，并提升設備的接入量有積極的作用[5]。

2.2 密集網絡覆蓋技術

5G通信技術將多個無線網絡進行技術性融合，使其形成更加密集的網絡覆蓋，然后對網絡資源進行優化、劃分，使物聯網設備能夠及時接入網絡，并擴展5G網路的容量。這種密集型的網絡覆蓋技術，讓5G網絡的靈活性變的更強，也是物聯網系統能得到有效的發展。但是在進行實際安裝時，需要在通信基站外圍布置更多的天線，并通過布置更多密集型網絡，使用節點來融合各個網絡，從而提升節點網絡之間的數據信號強度以及通信效率[6]。在物聯網領域中，使用5G技術基礎下的密集型網絡，使物聯網設備的傳輸數量、速度、穩定性得到有效提升，而數據流量也明顯得到擴展，從而進一步擴展5G通信網絡的發展。而在物聯網中，設備對無線網絡的通信質量、效率都有較為嚴苛的要求，而5G通信技術可以滿足其需求，并在5G通信網絡中，體現出明顯的密集網絡覆蓋技術特點。

2.3 智能技術應用

依托5G通信技術中信息傳輸效率、準確性、時延性的提升，物聯網平臺的數據處理可以擺脫小規模成本較高的個體處理，而交由更專業、集中化的云計算平臺來處理數據。而云計算平臺的管理者通過采用多型號、高計算速率的服務器進行組合，使用交換設備來傳遞數據，并在統一的數據管理、處理過程中，提升數據的有效性，并及時反饋到物聯網設備中，最終體現物聯網系統的優勢，從而發揮物聯網的價值。此外，我國現階段云計算平臺的計算能力和存儲容量都屬于世界頂尖水平，能夠滿足物聯網中巨量數據的計算、處理，而5G通訊技術還可以利用通訊基站、云計算平臺，來優化用戶服務內容，并提供有效的網絡頻段需求，從而為物聯網用戶提供優質的服務。最后，物聯網通過5G通訊技術，將智能技術與物聯進行融合、連接，達到快速的雙向信息傳遞，從而提升物聯網工作效率，而集中式數據處理方式也有利于提升物聯網中數據的安全和處理質量，并減少物聯網用戶的服務器成本投入，進一步凸顯物聯網的經濟價值[7]。

2.4 虛擬網絡技術

無論是使用軟件將5G通信網絡進行定義，還是針對網絡的功能直接將其進行虛擬化，都是5G通訊技術的基礎技術，而虛擬網絡技術可以針對網絡的管理層和控制層，進行構建優化，從而是其能夠發揮更好的安全、控制功能。而現階段自動化技術的使用過程中，都依賴于虛擬網絡技術的支持，同時利用軟件的圖像化編程，能夠有效調節自動化系統的功能，從而節約部分開發資金，并提升物聯網中自動化控制系統的效率以及準確性。

虛擬網絡技術的實際價值在于對網路中的控制層、應用層、管理層的創建，使其形成良好的系統結構，從而對通訊系統、網絡進行自主調節。而物聯網中涉及的行業較為廣泛，行業之間、設備之間對通訊系統、網絡的需求大不相同，使用虛擬網絡技術進行自主調節，能夠提升其實用價值，在實現物聯網的智能自動化控制功能中，能夠大幅提升數據、設備之間的交互效率，并提升數據傳輸、控制命令執行的準確性，和智能、自動化系統的安全性。

2.5 物與物之間的通訊連接

物聯網中物與物之間的通訊連接是構建物聯網的基礎，在4G通訊時代通過廣泛建設通訊基站來構建設備之間的通訊網絡，從而達到物聯網對網絡覆蓋的要求，但是此類覆蓋方式有非常明顯的缺點，例如基站必須建設在寬闊、空曠的區域，在網絡頻段覆蓋范圍內的障礙物，以及其結構和材質對信號的影響較大，同時物聯網設備只有在基站范圍能才能享受通訊網絡，使用通訊網絡進行數據傳輸。5G通訊技術則是在設備之間直接建立通訊，使物與物之間進行直連，從而將物聯網中設備的入網方式和聯網方式都得到了改善，將基站覆蓋范圍的限制、約束，進行優化，從而提升了5G通訊網絡對物聯網設備的支持效果，保證5G通訊網絡的高效性。

2.6 物聯網形勢下5G通信技術必須注意的信息安全

在享受5G通訊技術帶來的便利的同時，還需要注意高速、高效率信息傳輸情況下，可能出現的信息安全問題。而信息傳輸速率的提升也意味著信息泄露等安全問題造成的影響越大。若需要解決信息安全問題可以采用的方法：首先，使用分布式認證來提升物聯網設備訪問網絡時的用戶安全性，通過主動的安全認證來排除非法訪問；其次，建立明確的物聯網信息保密等級，限制信息接入人員、設備的訪問等級來提升物聯網的保密性；最后，使用人工智能的主動防御手段，通過人工智能進行信息安全問題的處理、學習，使其預測即將面對的信息安全問題，從而達到主動探索物聯網中的安全隱患，從而在根源上杜絕信息安全事故。

3 結語

物聯網對信息網絡的高要求使先進、高效的5G通訊技術在物聯網中的使用不可避免。而物聯網與信息網絡之間有著密不可分聯系，在物聯網中，5G通訊技術增加的速度、容量，以及可自定義化的虛擬網絡技術，使其在涉及行業眾多的物聯網中有較高的可用性，而5G通訊技術中的通訊速率使物聯網中的信息數據處理能夠使用專業、集中化的智能平臺得到成本、效率的提升。