莫淑紅
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5G 移動通信技術是指第五代蜂窩網(wǎng)絡通信技術,目前,該技術的性能目標為低延遲、低成本、高效率以及支持大規(guī)模設備連接。而在物聯(lián)網(wǎng)時代下,5G 的出現(xiàn),打破了信息傳輸效率低、延遲等問題對物聯(lián)網(wǎng)技術應用所產(chǎn)生的制約,全面提升了物聯(lián)網(wǎng)技術的使用性能,為物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展奠定了扎實的基礎。
就目前來看,在物聯(lián)網(wǎng)時代下,5G 技術塑造出的高效特質主要體現(xiàn)在高速、穩(wěn)定、規(guī)?;男畔鬏敺矫妫涫沟梦锱c物之間的互聯(lián)反應可以更好地滿足各領域的智能化、自動化發(fā)展需求,促進了物聯(lián)網(wǎng)時代下各領域的發(fā)展。從高速的角度來看,相較于上一代的4G 通信技術,5G 技術在傳輸速度上具有較大的突破。一般來說,當前的5G 通信的傳輸峰值速度可達10 Gbps,最低的傳輸速度也可達到7.5 Gbps,也就是說,借助5G 來下載一個1G 左右的文件,所需時間僅為1 s,該信息傳輸速度基本可以與有線光纖媲美。而5G 技術賦予物聯(lián)網(wǎng)時代的高速優(yōu)勢,不僅體現(xiàn)在網(wǎng)速上,還體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術本身的應用性能上。利用這種高速傳輸模式,物聯(lián)網(wǎng)技術下,物與物之間的交流、感知將更具時效性,有助于物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣。
5G 物聯(lián)網(wǎng)時代的高效特質,除體現(xiàn)在信息傳輸速度方面以外,也較為明顯地呈現(xiàn)在了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性上。從該角度來看,基于4G 技術的信息傳輸,被制約在Zibee、Wi-Fi等網(wǎng)絡協(xié)議的框架中,導致其信息傳輸能力有限,一旦存在連接時間過長、信息傳播量過大的情況,其就會出現(xiàn)“停擺”的現(xiàn)象,造成信息傳輸中斷,影響技術運行的穩(wěn)定性,而在5G 技術下,由于其對應蜂窩窄寬帶物聯(lián)網(wǎng),因此,能保持相對獨立的信息傳輸,打破了網(wǎng)絡協(xié)議框架為其信息傳輸帶來的干擾、限制,使信息傳輸更加穩(wěn)定。基于此,5G 物聯(lián)網(wǎng)時代下的物與物之間的數(shù)據(jù)連通,能夠有效達到持續(xù)性的要求,使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行更為可靠,塑造出了物聯(lián)網(wǎng)時代下信息化領域的高效優(yōu)勢。
從高效性的物聯(lián)網(wǎng)時代特質角度來看,規(guī)?;男畔鬏斒俏锫?lián)網(wǎng)設施使用推廣的重要保障,有助于物聯(lián)網(wǎng)技術應用的常態(tài)化發(fā)展。在此過程中,由于5G 技術不受網(wǎng)絡協(xié)議框架制約,加之人們對其配套設施的優(yōu)化,使其能夠支持更多終端,同時連接到物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸網(wǎng)絡中,擴大了物聯(lián)網(wǎng)的使用規(guī)模,例如,在家居物聯(lián)網(wǎng)的應用中,基于5G 技術,人們建設了大規(guī)模的MIMO 天線系統(tǒng),讓水、電、煤氣等多種傳感設施可以順利接入到物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸系統(tǒng)中,以便于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向用戶提供水、電、煤氣等信息,構建出優(yōu)質、高效的物聯(lián)網(wǎng)設施功能。
通常情況下,5G 作為蜂窩網(wǎng)絡技術,其本身就具備泛在的特性,因此,將其應用到物聯(lián)網(wǎng)建設中,可以有效擴展物聯(lián)網(wǎng)應用的廣度,使物聯(lián)網(wǎng)技術得以適應各類場景的應用需求,促進了物聯(lián)網(wǎng)時代泛在特質的形成。就目前來看,該項特質主要體現(xiàn)在家居、交通、生產(chǎn)等多個物聯(lián)網(wǎng)應用場景中,極大地改變了大眾的生活與工作。其中,在家居應用場景下,借助5G 技術,各類傳感器和終端,可以在無需光纖網(wǎng)絡的情況下,直接接入物聯(lián)網(wǎng)中進行信息傳輸,同時,物聯(lián)網(wǎng)也基本支持所有常規(guī)、異構終端的接入,使物聯(lián)網(wǎng)可以覆蓋家居環(huán)境中的所有設施,如洗衣機、電視機、加濕器等,形成了其在家居場景中無處不在的狀態(tài),塑造出了家居場景下物聯(lián)網(wǎng)時代的泛在特質。
在交通場景下,物聯(lián)網(wǎng)的應用主要體現(xiàn)在智能汽車的自動駕駛功能上。在此過程中,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須能夠幫助車輛及時、準確地感知障礙、路況,并將響應的信息傳輸給決策系統(tǒng),以保證車輛駕駛的安全性。在此期間,一旦出現(xiàn)信號延遲、信息傳輸停擺的情況,就會造成交通事故,因此,物聯(lián)網(wǎng)技術下的信息傳輸必須具備較強時效性、連續(xù)性。基于此,在交通場景下,物聯(lián)網(wǎng)的有效運用依賴于5G 技術的應用,使得物聯(lián)網(wǎng)設施可以借助5G 本身的泛在性能,在極大的范圍內,均能夠保證自身對路況感知、判斷的準確性與時效性,增強了物聯(lián)網(wǎng)的泛在性能,提升了物聯(lián)網(wǎng)技術的應用水平。
在5G 技術下,物聯(lián)網(wǎng)內的物質之間可以進行有效地溝通與響應,使得生產(chǎn)用機械之間得以進行自動化的交互,實現(xiàn)了生產(chǎn)場景下物聯(lián)網(wǎng)的泛在應用,例如,在機械加工中,利用5G 技術,負責第一道生產(chǎn)操作的機械可以在加工操作完畢后,立即將信息傳輸給負責第二道工序操作的機械,而該機械在收到信號后,馬上開始第二道工序的操作,使得兩道工序之間可以達到無縫對接,實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)場景下的應用?;诖?,在5G 技術的作用下,物聯(lián)網(wǎng)技術有望在所有的機械生產(chǎn)程序中應用,形成其泛在的特點。
從本質上來看,物聯(lián)網(wǎng)的萬物互聯(lián)特質,主要是指其通過將物質塑造為獨立的IP,然后將IP 的行為,轉化為數(shù)據(jù)形式,發(fā)送給其他IP,使其他IP 能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信號加以相應,實現(xiàn)萬物的互聯(lián)互通。在此過程中,物聯(lián)網(wǎng)將萬物轉化為數(shù)據(jù)形式,并通過數(shù)據(jù)傳輸達到跨越空間的萬物互聯(lián)效果,由此可見,數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)是物聯(lián)網(wǎng)運行的核心環(huán)節(jié),而5G 技術的應用,為數(shù)據(jù)信息的傳輸提供了高質量的渠道,直接改變了該核心環(huán)節(jié)的運行狀態(tài),使該環(huán)節(jié)更加高效、穩(wěn)定,突出了物聯(lián)網(wǎng)技術的萬物互聯(lián)優(yōu)勢,促進了各領域的物聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展,開啟了各領域的物聯(lián)網(wǎng)時代。
在萬物互聯(lián)這一5G 物聯(lián)網(wǎng)時代特質上,異構終端的接入,使得物與物之間的互通互聯(lián),不受物質之間差異的約束,徹底跨越了物質形態(tài)的界限。但在傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術條件下,異構終端之間所發(fā)出的信號格式存在較大的差異,使得信息在傳遞、接收過程中需要經(jīng)過信號格式處理這一個環(huán)節(jié),而該環(huán)節(jié)的存在拖慢了終端之間的反應速度,影響了物聯(lián)網(wǎng)技術的應用效果。而5G 技術的出現(xiàn),極大地縮短了信息傳輸環(huán)節(jié)的時長,為信號格式轉換、統(tǒng)一提供了充足的時間,在保證異構終端之間正?;ヂ?lián)的情況下,提高了終端之間的信息反應效率,增強了物聯(lián)網(wǎng)時代下萬物互聯(lián)的落實效果,有助于物聯(lián)網(wǎng)技術水平的優(yōu)化發(fā)展。
在物聯(lián)網(wǎng)時代的背景下,5G 技術的應用極大地改善了萬物互聯(lián)的效果,但隨著異構終端的大量接入,使得網(wǎng)絡系統(tǒng)邊界區(qū)域數(shù)量逐漸增加,同時,由于異構終端可以直接連接物聯(lián)網(wǎng)后臺,因此,惡意代碼很容易從異構終端被傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)中,形成安全隱患。此外,當前大部分異構終端缺乏配套的安全防護措施,基本均處于“裸奔”的狀態(tài),嚴重影響了萬物互聯(lián)的安全性。為此,鑒于5G 技術的特質,人們逐漸開始向內生安全的方向展開5G 網(wǎng)絡安全框架研究,以完善5G 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全防御體系,以保證萬物互聯(lián)的安全性。
智慧家居領域是最早的物聯(lián)網(wǎng)技術實踐領域,也是中國人工智能發(fā)展戰(zhàn)略的重點部分。但在以往的物聯(lián)網(wǎng)技術條件下,智慧家居設施離不開Wi-Fi 的支持,而Wi-Fi 的穩(wěn)定性較差,容易受外界干擾,使得物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧化發(fā)展受到制約。而5G 技術的應用,使得家居智能設備可以突破Wi-Fi的制約,也無需安裝配套的網(wǎng)關、路由器等設施,促進了智慧家居的輕量化,增強了智慧家居用戶體驗,有助于物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)化。而5G 技術所帶來的商業(yè)化優(yōu)勢,物聯(lián)網(wǎng)智慧技術將得到更加全面的應用普及,推動物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展[1]。
現(xiàn)階段,電子商務的蓬勃發(fā)展,催生了大規(guī)模的物流產(chǎn)業(yè),并使其逐步成為了市場經(jīng)濟中的一個重要主體。而在物聯(lián)網(wǎng)技術下,大部分物流環(huán)節(jié)均可以實現(xiàn)自動化,構建處理智慧物流產(chǎn)業(yè),降低了工作者的勞動強度,也節(jié)約了人力資源成本。在此過程中,5G 技術的應用可以大幅度地提高機械自動化運作的效率,大幅度增加物流吞吐量,不僅能夠加快推進物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且還可以通過降低物流成本帶動電商產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升物聯(lián)網(wǎng)時代下市場經(jīng)濟的發(fā)展水平。此外,5G 技術在智慧物流中的應用,還能夠消除當前4G 背景下物流信息與實物之間的不對稱性,優(yōu)化物流服務用戶體驗,更好地塑造出物聯(lián)網(wǎng)時代的智慧特質[2]。
工廠領域作為對自動化、智慧化生產(chǎn)技術需求較大的領域,物聯(lián)網(wǎng)技術的應用,極大地提高了工廠的生產(chǎn)效率、壓縮了生產(chǎn)成本,促進了工廠智慧化的發(fā)展。但在4G 技術的背景下,由于信息傳輸速率無法滿足需求,導致一些對操作動作時效性要求較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié),依然無法實現(xiàn)機械自動化,阻礙了工廠智慧化的發(fā)展。而5G 技術的應用,使得設備、操作者、系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)高效協(xié)同,構建出閉環(huán)自動化生產(chǎn)體系,以提升工廠智慧化生產(chǎn)水平。目前,5G 技術在智慧工廠建設中的應用,使網(wǎng)絡延遲被控制在了0.1 ms以內,有效地滿足了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)對操作動作時效性的要求,促進了物聯(lián)網(wǎng)時代下,工業(yè)生產(chǎn)力水平的發(fā)展。
綜上所述,有效應用5G 移動通信技術,有助于物聯(lián)網(wǎng)在各領域的持續(xù)滲透。在物聯(lián)網(wǎng)時代下,借助5G 技術可提高互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信效率,擴大物聯(lián)網(wǎng)技術應用范圍,強化物聯(lián)網(wǎng)技術性能,推進生活與生產(chǎn)的智慧化發(fā)展進程,從而全面改善大眾的生活、生產(chǎn)水平,促進新市場經(jīng)濟主體的形成。