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为什么有人说5G就能万物互联,4G就不行吗?

业界  2022-06-12660

物联网是实现万物互联的基础,它有基本的特征和要求。5G网络的普及为加速物联网的部署与成熟提供了坚实的基础!下面我们就具体讨论一下什么是物联网、物联网怎么实现的问题。

什么是物联网?物联网( IoT ,Internet of things ),是互联网基础上的延伸和扩展的网络,是将各种信息设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,可以实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。

物联网有两层含义:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。

从以上内容可以看出,物联网其本质也是一种互联网,只是连接的对象范围有了大幅度的扩大:除了连接传统的个人电脑、服务器等传统连接对象外,还可以连接生产设备、生活用品、交通工具等等等等以前看似跟互联网毫无关联的事物。

物联网实现的基础技术1.互联网技术的发展

互联网各接入设备间的通信遵循TCP/IP协议。TCP/IP协议分为4层:网络接口层,负责接收和发送物理帧;网络层,负责相邻节点之间的通信;传输层,负责起点到终点的通信;应用层,提供诸如文件传输、电于邮件等应用程序。

其中网络层中引入了IP协议,IP协议中则引入了一个很重要的概念:IP地址。IP地址的作用是标识每一个接入互联网的设备,便于被寻找并与网络中其它设备进行通信。通俗一点IP地址就相当于各个家庭的快递地址,有了这个地址快递员才知道每个家庭的位置,知道了位置才能将包裹准确无误地送到个家庭。

现阶段互联网使用的是IPv4协议,它规定了IP地址的长度:32位,代表着IP地址的总数为4,294,967,296个,也就是说接入互联网的设备总数的上限就是这个数字,如果多于这个数字,新的互联网设备将无法接入互联网设备。

物联网的发展,对IP地址资源的需求是是非常庞大的,现有的IPv4地址资源,远远无法满足物联网的需求。

IPv6协议的出现将会彻底解决IP地址短缺的问题,它规定的地址长度为128位,是IPv4地址长度的4倍,理论上IP地址的数量将会是无限的。曾经一个个夸张的说法是:IPv6可以让地球上的每一粒沙子都可以分到一个IP地址。

现在IPv4 IP地址资源已接近枯竭,IPv6的加速部署已经迫在眉睫。本月初,工信部已经发出了促进我国IPv6发展的通知,将为物联网进一步扫清发展中的障碍。

2.物联网的连接媒介

IPv6可以解决物联网对IP地址需求的问题,但物联网的接入设备通过怎样的方式方法来接入到互联网中去呢?答案是使用固网接入方式(网线连接的方式),或者是无线连接的方式(移动通信网络、WiFi网络)。

由于物联网所连接的设备无处不在,很多设备就不具备网线连接的条件或者网线连接的成本很高,无线连接就成了更好的选择。

WiFi网络的接入只需要简单的密钥即可,如果物联网采用这种接入方式,网络安全性将十分脆弱。而移动通信网络因为有用户识别模块(俗称的SIM卡)和对接入网络用户进行鉴权和加密的体制,网络安全性大大高于WiFi接入方式。

综上所述,采用移动通信网络作为物联网设备接入物联网的媒介,是从成本和安全性角度考虑的最优选择。

为什么5G才是物联网的最佳选择通过上文的了解,移动通信网络只是为物联网设备接入物联网提供了一个管道而已。那有些人就会问了:不就是个管道嘛,5G可以,那4G也可以。

其实,别说4G可以,甚至是2G也可以。事实上NB-IoT(窄带IoT)通过2G/3G/4G网络,在某些领域已经实际应用了,只是因为传输带宽太窄,限制了其应用场景的扩大而已。从可提供的传带宽这个角度来说,3G和4G同样可以胜任承载NB-IoT的任务。那为什么说5G才是物联网的最佳选择呢?答案是5G有着三大应用场景。

1.eMMB(增强型移动宽带):5G网络提供的速度将百倍于4G网络,可以为物联网提供比以往任何一代移动通信技术都要宽的传输带宽。

2.mMTC(海量机器通信):物联网连接的是万物,如果不能够满足海量设备的连接需求,物联网是无法实现的,而5G这一特性就能够满足这样的需求。

3.URLLC(低延时高可靠):以5G时代的热门应用无人驾驶和远程手术为例,这两种应用的共同点是对网络通信的延时要求极高,是毫秒级的。以往的网络由于网络架构和无边缘计算能力等原因,根本无法满足具体应用场景的需求。

总结:4G由于网络技术的限制,无法完全满足物联网的需求。5G的出现,为物联网实施奠定了基础,但还需要配合其它条件如IPv6网络部署,他们共同发挥作用,才能将物联网真正带到我们身边!

本文写于2020年4月9日,感谢您的阅读。

首先我们要知道一个概念,什么是「物联网」!万物互联,指的应该就是loT(Internet of Things), 就是只要是一个东西(Thing), 就能够接入互联网(Internet)。

比如家里的冰箱、空调、洗衣机,甚至每一个电灯泡、每一个插头,都可以接入互联网,既然每一个东西可以接入了互联网,那么就以通过互联网来管理和控制这些 『东西』

我们假设一个场景,你在出差回来,在飞机上就看见北京好大雾霾,就用手机(现在有的飞机上也可以上网的)操纵自己家里的空气净化器开机,好让你回家就能呼吸干净的空气。

回到家之后,你决定洗个澡,但是泡在浴缸的时候感觉肚子饿了,叫了个外卖,没想到一分钟不到,无人机就把外卖送来了,你泡在浴缸里不想起来,就告诉无人机从窗户进来,用手机操纵自己的自动窗,窗户打开,无人机飞进来,你也不想被无人机偷拍走光是吧,所以用利用家里的监控摄像头看到无人机只是把麻辣烫放在桌上,然后从窗户飞走了,然后,你用手机控制自动窗关上,太饿了,不洗了,衣服也不穿跳出来就去吃麻辣烫,猛吃了几口,一抬头,糟了!窗帘忘了自动关了。。 . . . .

万物互联当然很牛逼!但是,我们仔细想想,哪怕没有5G, 只有4G, 甚至只有3G, 我们回到一个底层逻辑,这些东西(Thing)的连接是靠网络,网速的好坏真的能决定这些东西(Thing)的工作效率嘛!我想影响基本是微乎其微!是不是网络这个层面也行呢?我们居家、办公室这些常见得场景下,没有什么5G不5G的,就是用Wi-Fi就行了。

4G到5G, 只是网速带宽的提升,并不解决这些问题:

。如何开发应用

。如何设计智能家居

。如何给每个『东西』分配一个网络地址

所以,万物互联必须要有5G, 那绝对是一个噱头。实际上4G到5G, 除了网速带宽的提升,还带来一个问题,就是基站信号覆盖的缩小,因为5G使用频率更高的信号,我们中学就学过,频率越高,有效传输距离必然缩短,一个基站只能覆盖几百米范围内的区域,这意味着,要覆盖大面积的区域,要建不少基站啊!

还有一点不容忽略,基站和用户设备之间的带宽网速是5G信号,但是基站和整个互联网的带宽网速依然是光纤链接(据说也有用卫星链接的), 你和互联网的带宽和网速,虽然通过5G信号可以提升,但是如果基站和互联网的光纤不行。。 . . . . 再好的戏也出不来。

所以,用来鼓吹5G的场景应该是这样的~~~

你在大街上走着,突然飞来一颗陨石,将你击中,救护人员赶到现场,发现你被陨石压在下面,器官严重受损,30分钟内不做手术肯定完蛋了。

你:30分钟能赶到医院吗?

救护人员:怕是不行,现在堵车,而且,做你这种手术的医生现在全都在布鲁塞尔参加会议。

你:那我岂不是死定了?

救护人员:别怕别怕,虽然他们都在布鲁塞尔开会,但是现在科技发达,他们可以进行远程手术,也就是他们远程操纵机器人做手术那种。

你:好啊,那块招呼他们做手术啊!

救护人员:怕是不行,你知道,这种手术非常精细,远程操纵不能延时太大,你想想看,那边下指令割一刀,过了5秒钟才反馈回去,5秒钟过去了,本来想割10厘米小口子,过了5秒才发现割多了,已经给你开膛了。所以,做这种手术,只能在医院连接了告诉光纤的环境下才能进行。

你:那我不还是死定了?

救护人员:别怕别怕,我们有5G!

你:啥?5G能救我的命?

救护人员:5G的延时低啊!而且是移动通讯技术,也就是说,不用把你搬到医院,在任何有5G信号覆盖的地方,都可以利用机器人进行远程手术了,你看,我们救护车就正好有一台可以连接5G 的机器人。

你:那还废什么话呀,赶紧拿出来给我用上啊!

救护人员:您别急,我们先要签个免责声明后才能进行远程手术。

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