為什麼 5G 的未來取決於頻譜接入 | 華爾街日報
對 5G 用例感到好奇？我們解釋了 5G 的好處，當前和未來的現實使用案例，以及你的組織如何開始使用私人 5G。
5G 用例有哪些示例？
5G 目的在提高傳輸速度，增加網路容量，並減少延遲。 這些先進的能力對以下行業具有巨大的潛力：
- 醫療保健
- 教育
- 娛樂
- 工業物聯網（IoT）
- 自動駕駛車輛
- 智慧城市
在我們深入研究一些具體用例之前，讓我們簡要談談為什麼 5G 如此不同，它是如何運作的，以及為什麼它正在改變企業的溝通和規模。
為什麼 5G 改變了一切
5G 似乎是手機世界的最新流行語，但它沒有辜負炒作嗎？簡短的答案是肯定的。每隔幾年就會發布一個新的細胞標準；這些標準通常被描述為幾代人。例如，4G（第四代）在各方面都與其 3G 前身相比是一個重大升級。4G 為智慧手機鋪平了道路，允許使用者比以往更快地串流式傳輸高畫質影片、快速下載檔案和共享資訊。
5G 也是如此，但 4G 和 5G 之間的效能差距如此之大，以至於它使以前無法實施的新技術和服務成為可能。例如，5G 在最佳條件下擁有約一毫秒的超低延遲。這將允許自動駕駛車輛、遠端手術和先進機器人等技術幾乎立即接收和執行命令。
5G 目前提供了許多效能優勢，為多個行業創造了新的機會。5G 的幾個關鍵特徵包括：
- 有線可靠性
- 超低延遲 < 20ms
- Gbps 資料速率
當你比較 5G 和 LTE 時，5G 在效能方面的飛躍意義重大。除了這些特徵之外，5G 傳輸的資料也與前幾代不同。5G 改進了正交頻分複用（OFDM），稱為 5G 新無線電（5G NR），允許靈活的載波間距，提高頻譜利用率，並減少干擾。這一切都轉化為更可靠的訊號，可以支援大量不同的傳輸。
5G 在傳送和接收資料時也使用多個頻段。使用多頻段是可靠的長距離通訊和短距離超低延遲連線的關鍵。5G 使用高頻、中頻和低頻段來確保資料在最有效的路徑上傳輸。
例如，跨越數十英里的 5G 訊號將使用低頻段，而工廠樓層的物聯網感測器使用高頻段以獲得最佳效能。使用這些頻段不僅有助於 5G 訊號覆蓋更遠的距離，還有助於確保訊號滲透玻璃、金屬板和混凝土等材料。
經常被掩蓋的最大好處之一是能夠完全擁有自己的 5G 網路。當組織擁有其頻譜許可、基礎設施和裝置時，他們重新控制了對蜂窩網路資源，並能夠塑造這些資源，以滿足特定的服務級別協議（SLA）、正常執行時間要求和業務目標。
這種型別的蜂窩架構被稱為私有 5G，它在我們將在下面介紹的許多 5G 用例中很受歡迎。
什麼是私人 5G？
商用 5G 和專用 5G 網路的主要區別在於，組織擁有其專用 5G 網路的每個部分。與企業 Wi-Fi 類似，私有 5G 網路可以完全控制其網路資源，以及這些資源的分佈方式。
過去，AT&T 或 Verizon 等電信業者的網路，是希望在業務中利用蜂窩網路的組織的唯一選擇。 挑戰在於，商業網路在覆蓋範圍或如何在網路上，使用頻寬方面幾乎沒有靈活性。
例如，醫療保健服務業者希望保證其醫療應用的可用性。在商業網路中，他們幾乎無法保證正常執行時間，或確保該應用的某些服務水準得到滿足。
專用蜂窩網路允許電信業者精細地控制其網路資源，降低確切的延遲和吞吐量要求。 可以為跨企業環境的特定應用、組、裝置和子網設定和同步規則。
對於尚未完全擁有 5G 接入的私有 LTE 網路來說，情況也是如此。同樣的規則和原則適用於私有 LTE 網路，只是在 4G 效能水準上。已經使用專用 LTE 的組織將來會發現升級到專用 5G 要容易得多。
5G 應用案例
以下是 5G 的一些具體用例，每個行業都從 5G 的改進速度、容量和覆蓋範圍中受益。雖然並非每個企業都需要 5G，但幾乎所有需要高正常執行時間、一致效能和完全可見性的大型環境都將受益於私人 5G。
工業物聯網（IIoT）
製造公司是最早開始在其環境中實施私有蜂窩網路，並從中受益的企業之一。工廠和工業流程無法承受停機時間；更換機器往往成本高昂，而且是不可能的。相反，製造商利用物聯網感測器來幫助獲得對舊機器的新見解，並在問題可能出現時向維護人員傳送警報。
IIoT 感測器需要持續的無線訪問，通常超過數千平方英尺。私人 5G 網路使工廠能夠建立支援 IIoT 感測器和其他技術所需的確切網路。透過策略性地規劃蜂窩網路，企業可以確保其工廠沒有死區，並達到服務水準。
私人 5G 透過增加容量和低延遲要求，來可靠地支援複雜環境中的數千台 IIoT 感測器和機器人機器，從而迎接了工業挑戰。
一些關鍵的工業 5G 用例如下：
- 透過物聯網感測器進行預防性維護
- 生產力和效能監控
- 為傳統機器提供網際網路連線，無需更換
- 遠端控制機器人，沒有明顯的延遲或干擾
醫療保健
醫療保健網路通常很複雜，包括多個醫療機器、患者感測器、醫療保健應用和跨越數千平方英尺的監控裝置。裝置必須保持安全但可訪問。患者資料必須保密，但可供合適的工作人員使用。
醫院使用物聯網感測器來追蹤胰島素泵、呼吸機、醫療推車和心電圖機等關鍵硬體的效能和位置。這些感測器可以幫助維護人員知道裝置在哪裡，以及何時需要維修。經理也可以使用這些資料來瞭解他們的裝置，甚至藥物的容量和庫存水準。
由於蜂窩裝置使用安全的 SIM 卡身份驗證，蜂窩網路被證明是比其他無線替代品更安全的選擇，使其更容易保持合規性。即使在最繁忙的時間，醫院 IT 人員也可以放心地知道他們的 5G 網路，可以可靠地支援越來越多的患者、訪客和裝置庫存。
一些關鍵的醫療保健 5G 用例如下：
- 機器、藥品、用品和醫療廢棄物的庫存管理
- 救生裝置的實體位置追蹤
- 自動建立工作訂單的預防性維護感測器
- 為員工和患者提供安全的跨校園服務
自動駕駛車輛
自主駕駛車輛需要能夠在儘可能短的時間內，處理資訊並進行相應調整。超低延遲、容量和覆蓋範圍的增加，將使自動駕駛車輛車隊能夠接收更新並進行更改。雖然無人駕駛車輛尚未出現，但 5G 將在車輛如何大規模通訊和功能方面發揮關鍵作用。
氣象站可以與空中的自主無人機分享見解，允許它們在沒有人工輸入的情況下自動調整航向。其他車輛可能能夠相互分享見解，以幫助避免事故，減少高速公路擁堵，並提高安全標準。
汽車製造商將能夠更新韌體，修復安全漏洞，並利用 5G 網路新增新功能。隨著這項技術的發展，公司將利用私人 5G 作為其業務支柱，為自動駕駛汽車市場服務的新機會將出現。
一些關鍵的自動駕駛汽車 5G 用例如下：
- 自動更新、安全補丁和新增功能
- 途中車輛的即時天氣、交通和安全更新
- 安全找回被盜車輛
- 車對車通訊
教育
大學校園和 K-12 學校，都可以利用私人 5G 來提供全校網路訪問，並彌合數位鴻溝。 大學校園肩負著為小鎮規模的學生和員工提供安全網路訪問的挑戰性任務。這可能是一個挑戰，特別是在需要無線接入的多個建築和戶外學習區的情況下。
蜂窩網路提供的功率水準，使人們可以輕鬆地覆蓋許多英畝的室內和室外空間。透過室內和室外基礎設施的結合，大學校園可以確保演講廳、學習區和室外空間得到充分覆蓋。
遠端屋頂安裝天線可以延伸到校園地面之外，即使家裡沒有網際網路，學生也可以從家裡訪問學校資源。由於每個裝置都使用 SIM 卡技術，IT 人員可以輕鬆管理裝置並細分員工和學生網路。
一些關鍵的教育 5G 用例如下：
- 為家裡的學生提供受控的網際網路接入
- 設計可靠的蜂窩覆蓋校園
- 使用物聯網感測器追蹤教室出勤率、學習室可用性和公共交通
- 安全分割教職員工和學生網路
- 促進快速可靠的戶外學習
智慧城市
智慧城市似乎是一個來自未來的概念，但它們已經在這裡了。市政府使用 5G 網路為公民提供更好的服務，跟蹤公用事業，並主動監控城市基礎設施。在某些情況下，市政當局提供部分 5G 網路供其公民免費使用。
廢棄物管理和水處理等服務可以使用 5G 網路來追蹤其車隊，並監控關鍵基礎設施的問題。支援物聯網的垃圾箱和卡車，可以監控車隊庫存，並幫助城市瞭解它們產生多少廢棄物，以及廢棄物在哪裡累積。
交通部門可以使用 5G 來監控高速公路擁堵，並可靠地訪問全市交通攝影機的高畫質即時影像。5G 網路能夠跨越數百英里並支援數百萬台裝置，使智慧城市成為現實。
一些智慧城市 5G 用例如下：
- 車隊追蹤
- 使用物聯網感測器進行基礎設施監控
- 全城影像監控和交通攝影機
- 為居民提供安全且受控的網際網路接入
交通
無論你是移動人還是產品，5G 的規模都能提供更合時、更準確的見解，瞭解事情的走向以及何時到達。在航運方面，大型倉庫需要保持聯絡，以便向經理提供最新資訊。托盤和貨櫃上的物聯網感測器，可以自動共享其到達和離開設施。在後端，經理可以使用這些資料來根據其基線追蹤績效，甚至更準確地預測新發貨的未來到達時間。
同樣，車隊追蹤為公共和私人運輸提供了洞察力。組織可以使用即時指標來瞭解其效率、利用率和基於最新資料的最佳路線。
幾個關鍵的運輸 5G 用例如下：
- 艦隊追蹤
- 發貨和收貨產品的自動時間戳
- 基於即時資料的動態見解
- 高度準確的庫存管理和容量規劃
娛樂
在提供可靠的網路訪問方面，戶外場地、體育場和主題公園都面臨著相當大的挑戰。這些環境往往在室內和室外，覆蓋了大片土地，並有大量裝置需要支援。
功率級別 5G 允許組織以比其他無線技術少得多的硬體覆蓋大面積。透過使用多個頻段和一系列不同的硬體，娛樂公司可以確保室內和室外的可靠性和速度。
遍佈整個公園的中小型蜂窩塔可以為客人和工作人員提供全面覆蓋。由於 5G 的裝置容量如此之大，當公園人滿為患或體育場人滿為患時，網路不會停止。
一些關鍵的娛樂 5G 用例如下：
- 透過物聯網感測器進行主動維護
- 透過中立主機服務安全可靠的訪客訪問
- 確保室內和室外區域都有高速網路接入
- 為大量不可預測的裝置提供可靠的服務
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