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2022年9月19日 星期一
· 什麼是雲端運算? 關於雲,你需要知道的一切在這裡都解釋了
不只是縮時,還有粉塵、噪音、位移偵測 |
全面更新:雲端運算簡介,從基礎知識到 IaaS 和 PaaS、混合、公有和私有雲、AWS 和 Azure。
簡單地說,什麼是雲端運算?
雲端運算是透過網際網路(「雲」)提供運算服務 —— 包括伺服器、儲存、資料庫、網路、軟體、分析和智慧,以提供更快的創新、靈活的資源和規模經濟。
雲端運算是如何工作的?
企業可以從雲端服務提供商那裡租用,從應用到儲存的任何東西,而不是擁有自己的運算基礎設施或資料中心。
使用雲端運算服務的一個好處是,企業可以避免擁有和維護自己的 IT 基礎設施的前期成本和複雜性,而是在使用時簡單地支付他們使用的東西。
反過來,雲端運算服務提供商可以透過,向廣泛的客戶提供相同的服務,從顯著的規模經濟中受益。
有哪些雲端運算服務可用?
雲端運算服務現在涵蓋了廣泛的選擇,從儲存、網路和處理能力的基礎知識,到自然語言處理和人工智慧,以及標準辦公應用。幾乎所有不需要你在實體上,接近你正在使用的電腦硬體的服務,現在都可以透過雲端交付 —— 甚至是量子運算。
雲端運算的例子有哪些?
雲端運算支撐著大量的服務。這包括 Gmail 等消費者服務,或智慧手機上照片的雲端備份,儘管這些服務允許大型企業託管所有資料,並在雲中執行所有應用。 例如,Netflix 也依靠雲端運算服務,來執行其影片流媒體服務,和其他業務系統。
雲端運算正在成為許多應用的預設選項:軟體供應商在嘗試切換到訂閱模式時,越來越多地透過網際網路將應用作為服務,而不是獨立產品提供。然而,雲端運算有潛在的缺點,因為它也可能給使用它的公司,帶來新的成本和新風險。
為什麼它叫雲端運算?
雲端運算背後的一個基本概念是,服務的位置以及許多細節,如其執行的硬體或作業系統,在很大程度上與使用者無關。正是考慮到這一點,雲的隱喻是從舊的電信網路原理圖中借用的,其中公共電話網路(以及後來的網際網路)通常被表示為雲,以表示位置並不重要 —— 它只是一個東西的雲。 當然,這是一個過於簡化的問題;對於許多客戶來說,他們的服務和資料的位置仍然是一個關鍵問題。
雲端運算的歷史是什麼?
雲端運算作為一個術語,自 21 世紀初以來一直存在,但運算作為一種服務的概念已經存在了很久 —— 早在 20 世紀 60 年代,當時電腦局將允許公司在大型機上租用時間,而不必自己購買。
這些「分時」服務在很大程度上被 PC 的崛起所取代,這使得擁有一台電腦變得更加負擔得起,然後又被公司儲存,大量資料的企業資料中心的崛起所取代。
但租用運算能力的概念一次又一次地浮出水面 —— 在 20 世紀 90 年代末和 21 世紀初的應用程式服務提供商、公用事業運算和網格計算中。隨後是雲端運算,隨著軟體即服務和亞馬遜網路服務等,超大規模雲端運算提供商的出現,雲端運算真正站了上正地。
雲有多重要?
構建支援雲端運算的基礎設施,現在佔所有 IT 支出的很大一部分,而隨著運算工作負載繼續轉移到雲端,無論是供應商提供的公共雲端服務,還是企業自己建構的私有雲,傳統內部 IT 支出都會滑動。
事實上,越來越清楚的是,當涉及到企業運算平台時,無論喜不喜歡,雲都贏了。
技術分析師 Gartner 預測,到 2025 年,應用軟體、基礎設施軟體、業務流程服務和系統基礎設施市場的支出,將多達一半轉移到雲端,高於 2022 年的41%。 它估計,近三分之二的應用程式軟體支出,將透過雲端運算進行,高於 2022 年的 57.7%。
頂級雲提供商
隨著企業在疫情期間加快了數位化轉型計劃,這一轉變在 2020 年和 2021 年才獲得了重視。 在整個疫情期間的封鎖表明,公司能夠從員工工作的任何地方訪問其運算基礎設施、應用程式和資料是多麼重要,而不僅僅是從辦公室存取訪問。
Gartner 說,對整合功能、靈活的工作流程和可組合架構的需求,將推動向雲的持續轉變。
雲支出的規模繼續上升。2021 年全年,技術分析師 IDC 預計雲基礎設施支出將成長 8.3%,而 2020 年為 718 億美元,而非雲基礎設施預計僅成長 1.9%,達到 584 億美元。從長遠來看,分析師預計,運算和儲存雲基礎設施的支出,在 2020 - 2025 年期間,將達到 12.4% 的複合年成長率,到 2025 年達到 1188 億美元,並將佔運算和儲存基礎設施總支出的 67.0%。相比之下,非雲基礎設施的支出將相對持平,到 2025 年將達到 586 億美元。
即使細節略有不同,圍繞雲端運算支出的所有預測,都指向同一方向。他們描述的趨勢是一樣的:技術分析師 Chalys 報告說,2021 年第四季,全球雲基礎設施服務支出,每季的基礎首次超过 500 億美元。全年,雲基礎設施服務支出成長 35%,達到 1917 億美元。
Canalys 認為,雲已經有了新的成長機會,其形式是擴增和虛擬實境,以及元宇宙。「這將是未來十年雲服務支出和基礎設施佈署的重要驅動力。這位分析師說:「在許多方面,元宇宙將類似於今天的網際網路,具有增強的功能和放大的運算消耗率。」
雲端運算的核心要素是什麼?
雲端運算可以分解為許多不同的組成元素,專注於技術堆疊的不同部分和不同的用例。讓我們更詳細地看看一些最著名的。
什麼是基礎設施即服務(IaaS)?
基礎設施即服務(IaaS)是指可以租用的基本運算基石:實體或虛擬伺服器、儲存和網路。這對那些想從頭開始建構應用程式,並希望自己控制幾乎所有元素的公司很有吸引力,但它確實需要公司擁有技術技能,才能在該級別協調服務。
什麼是平台即服務(PaaS)?
平台即服務(PaaS)是下一層 —— 除了底層儲存、網路和虛擬伺服器外,該層還包括開發人員在上面建構應用所需的工具和軟體,其中可能包括中介軟體、資料庫管理、作業系統和開發工具。
什麼是軟體即服務(SaaS)?
軟體即服務(SaaS)是應用程式即服務的交付,可能是大多數人日常習慣的雲端運算版本。底層硬體和作業系統與終端使用者無關,終端使用者將透過網路瀏覽器或應用訪問該服務;它通常按每個座位或每個使用者購買。
SaaS 是雲支出的最大一部分,僅僅是因為透過 SaaS 交付的應用程式種類繁多,從 Salesforce 等 CRM 到微軟的 Office 365。分析師 IDC 表示,雖然整個市場正在以驚人的速度成長,但 IaaS 和 PaaS 細分市場的成長速度持續快得多:「這凸顯了企業日益依賴基於雲端基礎設施、軟體定義資料、運算和治理解決方案即服務的雲端基礎,以及企業 IT 內部應用佈署的雲原生平台。」 IDC預測,「隨著彈性、靈活性和敏捷性指導 IT 平台決策」,IaaS 和 PaaS 將繼續以高於整個雲端市場的速度成長。
什麼是多雲運算?
雖然大型雲供應商,非常樂意滿足其企業客戶的所有運算需求,但越來越多的企業希望將負載分散到許多供應商。所有這些都導致了多雲的崛起。這種方法的一部分,是避免只被鎖定在一個供應商身上(這可能導致雲通常聲稱要避免的高成本和不靈活性),部分原因是找到整個行業的最佳技術組合。
這意味著能夠連線和整合,來自多個供應商的雲端服務,將對業務構成新的、越來越大的挑戰。這裡的問題包括技能短缺(缺乏跨多個雲專業知識的工人)和雲端環境之間的工作流程差異。客戶還希望從一個地方,管理他們所有不同的雲基礎設施,使建構應用和服務變得容易,然後移動它們,並確保安全工具可以在多個雲上工作 —— 現在沒有一個特別容易。
雲端運算有什麼好處?
確切的好處將因使用的雲端服務型別而異,但從根本上講,使用雲端服務意味著企業不必購買或維護自己的運算基礎設施。
不再購買伺服器、更新應用程式或作業系統,或在硬體或軟體已失時退役和處置,因為這一切都由供應商負責。對於電子郵件等商品應用,切換到雲提供商是有意義的,而不是依賴內部技能。一家專門執行和安全這些服務的公司,可能擁有比小型企業所能僱用的更好的技能和經驗豐富的員工,因此雲端服務可能能夠為終端使用者提供更安全、更高效的服務。
使用雲端服務意味著公司,可以更快地執行專案並測試概念,而無需冗長的採購和高昂的前期成本,因為公司只支付他們消耗的資源。雲端倡導者經常提到這種商業靈活性的概念,是一個關鍵的好處。在沒有傳統 IT 採購相關時間和精力的情況下,能夠快速開發新服務,這應該意味著更快地使用新應用程式。如果一個新的應用非常受歡迎,那麼雲的彈性意味著它更容易快速擴充套件。
對於一個應用使用高峰的公司來說,例如僅在一週或一年中的特定時間使用的應用,將其託管在雲端可能是財務上合理的,而不是在大部分時間裡閒置專用硬體和軟體。轉換到雲託管的應用程式,用於電子郵件或 CRM 等服務,可以減輕內部 IT 員工的負擔,如果此類應不能產生多少競爭優勢,那麼幾乎不會產生其他影響。轉向服務模式還將支出從資本支出(資本支出)轉移到營運支出(opex),這對一些公司可能有用。
雲端運算的優點和缺點是什麼?
雲端運算不一定比其他形式的運算便宜,就像從長遠來看,租賃並不總是比購買更便宜一樣。如果應用 app 對運算服務有定期和可預測的要求,那麼在內部提供該服務可能會更經濟。
一些公司可能不願意在競爭對手,也使用的服務中託管敏感資料。轉換到 SaaS 應用程式,也可能意味著你正在使用與競爭對手相同的應用 app,如果該應用 app 是你業務的核心,這可能會使你難以創造任何競爭優勢。
雖然開始使用新的雲應用 app 可能很容易,但將現有資料或應用程式遷移到雲端可能要複雜得多,也更昂貴得多。 現在雲技能似乎有些短缺,擁有 DevOps 和多雲監控和管理知識的員工尤其短缺。
在一份報告中,很大一部分有經驗的雲使用者表示,他們認為前期轉移成本,最終超過了 IaaS 創造的長期節約。
當然,只有當你有網際網路連線時,你才能訪問你的應用程式。
雲端運算的採用,對 IT 預算有什麼影响?
雲端運算傾向於將支出從 capex 轉移到 opex,因為公司購買運算作為一項服務,而不是以實體伺服器的形式。這可能會使公司避免 IT 支出的大幅增加,這傳統上會出現在新專案中;使用雲在預算中騰出空間,可能比去找首席財務官並尋找更多資金更容易。
當然,這並不意味著雲端運算,總是或必然比將應用 app 內部儲存更便宜;對於對運算能力有可預測和穩定需求的應用 app,將它們保留在內部可能更便宜(至少從處理能力的角度來看)。
你如何建構雲端運算業務案例?
要構建將系統移動到雲端的業務案例,你首先需要了解現有基礎設施的實際成本。有很多事情需要考慮:顯而易見的事情,如執行資料中心的成本,以及租賃線路等額外費用。實體硬體的成本 —— 伺服器和 CPU、核心和 RAM 等規格的詳細資訊,加上儲存成本。你還需要運算應用 app 的成本,無論你是計劃轉儲它們,不變地將其重新託管在雲端,為雲完全重建它們,還是購買全新的 SaaS 軟體包。這些選項中的每一個都會有不同的成本影響。雲業務案例還需要包括人員成本(通常僅次於基礎設施成本)和更模糊的概念,如能夠更快地提供新服務的好處。任何雲業務案例還應考慮潛在的缺點,包括被鎖定在一個供應商的技術基礎設施中的風險(見上文多雲)。
雲端雲算的採用
分析師認為,由於雲現在支撐著,從行動銀行到醫療保健等所有領域的大多數新技術中斷,使用量只會增加。很難看到許多新技術專案,沒有以某種方式利用雲層。Gartner 說,到 2025 年,超過 85% 的組織將接受雲優先原則,沒有它,將無法充分執行其數位策略。這位分析師表示,佈署在雲原生環境中的新工作負載將無處不在,而不僅僅是受歡迎,任何非雲的工作負載都將被視為遺留。到 2025 年,Gartner 估計,超過 95% 的新數位工作負載,將佈署在雲原生平台上,高於 2021 年的 30%。
如果這聽起來不現實,那麼關於採用雲的數位,可能取決於你在組織內與誰交談。並非所有雲支出都將由資訊長集中驅動:雲端服務相對容易註冊,因此業務經理可以開始使用它們,並從自己的預算中支付,而無需通知 IT 部門。這可以使企業更快地移動,但如果不管理應用程式的使用,也可能產生安全風險。
採用情況也因應用程式而異:例如,基於雲的電子郵件比新的財務系統更容易採用。對於供應鏈管理等高效工作的系統來說,向雲端進行潛在昂貴和風險的轉移的短期壓力將減少。
雲端運算安全呢?
許多公司仍然擔心雲端服務的安全性,儘管違反安全性的情況很少。你認為雲端運算的安全性,在很大程度上取決於你現有系統的安全性。由團隊管理的內部系統,以及許多其他需要擔心的事情,可能比雲提供商致力於保護該基礎設施的工程師監控的系統更洩漏。
然而,人們仍然擔心安全性,特別是對於在許多雲端服務之間行動資料的公司來說,這導致了雲安全工具的成長,這些工具監控資料進出雲,以及雲平台之間的移動。這些工具可以辨識雲中資料的詐欺性使用、未經授權的下載和惡意軟體。然而,存在財務和績效影響:這些工具可以將雲的投資報酬率降低 5% 至 10%,影響績效 5% 至 15%。雲端服務的原籍國,也讓一些組織感到擔憂(請參閱「地理與雲端運算無關嗎?」 下面)
什麼是公有雲?
公有雲是經典的雲端運算模型,使用者可以透過網際網路訪問大量計算能力(無論是 IaaS、PaaS 還是 SaaS)。這裡的重要好處之,一是能夠快速擴充套件服務。雲端運算供應商擁有大量的計算能力,它們在大量客戶之間共享這些能力 —— 即「多租戶」架構。 它們的巨大規模意味著它們有足夠的剩餘容量,如果任何特定客戶需要更多資源,他們可以很容易地應對,這就是為什麼它經常用於需要不同資源的敏感性較低的應用程式。
什麼是私有雲?
私有雲允許組織,從公有雲的一些優勢中受益 —— 但不必擔心放棄對資料和服務的控制,因為它隱藏在公司防火牆後面。公司可以準確地控制其資料儲存的位置,並可以以他們想要的方式建構基礎設施 —— 主要用於 IaaS 或 PaaS 專案 —— 以便開發人員訪問按需擴充套件的運算能力庫,而不會危及安全性。然而,這種額外的安全性是有代價的,因為很少有公司會擁有AWS、微軟或谷歌的規模,這意味著它們將無法創造相同的規模經濟。儘管如此,對於需要額外安全性的公司來說,私有雲可能是一個有用的墊腳石,幫助他們瞭解雲端服務,或重建雲的內部應用程式,然後將其轉移到公有雲中。
什麼是混合雲?
混合雲也許是每個人在現實中的位置:一點點,一點點。 公有雲中的一些資料、私有雲中的一些專案、多個供應商和不同級別的雲使用。
雲端運算遷移成本是多少?
對於計劃在雲端執行所有系統的新創公司來說,入門非常簡單。 但大多數公司,這並不那麼簡單:有了現有的應用程式和資料,他們需要弄清楚哪些系統最好保持執行狀態,哪些系統開始轉換到雲基礎設施。這是一個潛在的風險和昂貴的舉措,如果公司低估了此類專案的規模,那麼轉換到雲端可能會使他們付出更多代價。
一項對 500 家早期採用雲的企業的調查發現,需要重寫應用程式來最佳化雲端應用程式是最大的成本之一,特別是如果應用程式複雜或客製化。三分之一的受訪者表示,在系統之間傳遞資料的高費用,是移動關鍵任務應用程式的挑戰。轉移所需的技能既困難又昂貴 —— 即使組織可以找到合適的人,他們也有被資金雄厚的雲端運算供應商偷走的風險。
除此之外,大多數人仍然擔心關鍵應用程式的效能,三分之一的人認為這是不移動一些關鍵應用程式的原因。
地理與雲端運算無關嗎?
事實上,事實證明,雲確實很重要。地緣政治正在迫使雲端運算使用者和供應商發生重大變化。首先,存在延遲問題:如果應用程式來自地球另一側的資料中心,或位於堵塞網路的另一側,那麼你可能會發現它與本地連線相比很慢。這就是延遲問題。
其次,還有資料主權問題。許多公司,特別是歐洲的公司,不得不擔心他們的資料在哪裡被處理和儲存。例如,歐洲公司擔心,如果他們的客戶資料儲存在美國的資料中心或(由美國公司擁有),美國執法部門可能會訪問。因此,大型雲供應商一直在建立一個區域資料中心網路,以便組織可以將資料儲存在自己的區域。
一些人更進一步,有效地將其中一些資料中心與其主要業務脫離,使美國當局和其他當局更難要求訪問儲存在那裡的客戶資料。資料中心的客戶資料由一家獨立公司控制,該公司充當「資料受託人」,未經客戶或資料受託人許可,美國總部不得訪問網站的資料。預計雲供應商將在世界各地開設更多資料中心,以滿足客戶的需求,將資料儲存在特定位置。
雲安全是另一個問題;英國政府的網路安全機構警告說,在將雲端服務新增到供應鏈時,政府機構需要考慮原籍國。雖然它特別警告防病毒軟體,但其他型別的服務也是如此。
什麼是雲端運算區域? 什麼是雲端運算可用區?
雲端運算服務由世界各地的大型資料中心營運。AWS 將此除以「地區」和「可用區域」。每個 AWS 區域都是一個單獨的地理區域,如歐盟(倫敦)或美國西部(俄勒岡),然後 AWS 進一步細分為它所謂的可用性區(AZ)。AZ 由一個或多個資料中心組成,這些資料中心相距足夠遠,理論上單個災難不會使兩個都離線,但足夠接近,以應對需要快速故障轉移的業務連續性應用程式。每個 AZ 都有多個網際網路連線,和連線到多個電網的電源連線:AWS 有 80 多個 AZ。
谷歌使用類似的模型,將其雲端運算資源劃分為區域,然後細分為區域,其中包括一個或多個客戶可以執行服務的資料中心。它目前超過八個區域:谷歌建議客戶跨多個區域和地區佈署應用程式,以幫助防止意外故障。
Microsoft Azure 對其資源的劃分略有不同。 它提供了它描述為「佈署在延遲定義的周邊內,並透過專用區域低延遲網路連線的一組資料中心」的區域。 它還提供通常包含兩個或多個區域的「地理區域」,具有特定資料居住和合規需求的客戶可以使用這些地理資訊,以「保持其資料和應用程式關閉」。 它還提供由一個或多個配備獨立電源、冷卻和網路的資料中心組成的可用區域。
雲端運算和功耗
哪些是大型雲端運算公司?
說到 IaaS 和 PaaS,實際上只有少數大型雲端提供商。領先的是亞馬遜網路服務,然後是微軟的 Azure、谷歌和 IBM。根據 Synergy Research 的資料,亞馬遜、微軟和谷歌繼續吸引全球一半以上的雲支出,第三季市場佔有率分別為 33%、20% 和 10%。隨著成長率高於整體市場,它們在全球收入中的佔有率繼續城長。然而,這仍然為追逐公司留下了大量收入 —— 約 170 億美元。這位分析師說,顯然,潛伏在後台三大公司存在挑戰,因此遊戲名稱沒有與他們正面競爭。
AWS、Azure 和 Google Cloud —— 有什麼區別?
三大雲端公司都有自己的優勢。AWS是最成熟的參與者,支援亞馬遜支援消費者需求的巨大季節性波動的能力。雲端服務率先進入市場,努力獲得市場佔有率,使其成為市場主管者,並繼續創新。微軟的 Azure 已成為微軟策略的絕對核心部分,該公司擁有企業歷史和產品來支援企業改用雲端。谷歌雲是三大玩家中最小的,但顯然背後有安卓廣告巨頭的強大力量。
誰是其他主要的雲端運算玩家?
除了三大之外,還有其他的,如阿里巴巴雲、IBM、戴爾和惠普企業,都希望成為企業雲專案的一部分。當然,從像 Salesforce 這樣的巨頭到小型新創公司,現在幾乎每家軟體公司都是 SaaS 公司。
雲端運算可能會出錯嗎?
雲停電了,而且將繼續存在。這些中斷可能會發生在地方層面,因為你的網際網路因實體手段(挖掘機切斷你的寬頻)或網路攻擊而中斷。但大型供應商也有停電,因為當雲停止時,工作停止時,我們都越來越依賴他們的服務。在這種情況下,很少有公司有備份系統可以求助。只要雲供應商將停機保持在最低限度,那麼使用者可能會認為使用雲比本土應用程式更可靠。但如果停電變得普遍,這種觀點可能會改變。
雲端運算的未來是什麼?
與幾十年來,一直存在的傳統內部交付應用程式和服務形式相比,雲端運算可能佔用更多的企業技術支出。然而,隨著組織對資料位於地下室伺服器以外的地方的想法感到更滿意時,雲的使用才有可能攀升。現在,雲端運算供應商越來越多地推動雲端運算作為數位化轉型的代理,而不是簡單地專注於成本。爭論者認為,轉移到雲端可以幫助公司重新思考業務流程,並加快業務變化,從而幫助打破任何組織孤島的資料。一些需要提高數位化轉型計劃勢頭的公司,可能會發現這一論點很有吸引力;另一些公司可能會發現,隨著轉換成本的加起來,對雲的熱情減弱。
雲端運算案例研究
有很多組織決定走雲端運算路線的例子:以下是最近宣佈的幾個例子。
- 充分利用雲的最佳方式是什麼?
- 美國空軍策劃了 IT 大修,目標是雲
- DuluxGroup 在雲端描繪了採購的未來
- 作為多年協議的一部分,Marketo 將遷移到谷歌雲
- AWS 基礎設施現在落後於三大流媒體提供商
- Cloud Foundry key 表示,美國航空公司將面向消費者的應用程式轉移到 IBM 雲端
以前的報導
雲端運算正在吞噬更多為企業提供動力的服務。 但是,有些人有隱私、安全和監管要求,排除了公有雲。 以下是找到正確組合的方法。
試圖理解和闡明公有、私有和混合雲之間的區別? 這是一個快速的故障。
· 5G 和物聯網:物聯網的行動寬頻未來
IoT & 5G Technology - Internet of Things - 5th Generation Technology
5G 是第五代行動、蜂窩技術、網路和解決方案。它承諾在行動性方面發生重大變化,被視為許多國家下一代(工業) 數位化轉型的主要驅動力,雖然它不僅僅是為物聯網而「建造」的,但它被認為是推動物聯網成長的主要驅動力。物聯網、工業物聯網和工業 4.0。
在本概述中,我們主要在物聯網趨勢的範圍內解決 5G,並簡要解釋和預測 5G 在物聯網中的使用和作用,以及它對不斷發展的互聯業務現實中,行動性的預期影響。
當透過利用物聯網和網路實體系統來連接數位和實體時,當在智慧工廠、自動駕駛汽車、智慧建築、智慧城市和物聯網製造中的互聯工業應用等,環境中努力實現更多自動化和自主決策時,舉個例子很少,你確實需要相當多的資源,來處理需要分析和收集的大量數據。
到 2021 年,5G 對物聯網用例的廣泛支持將推動 70% 的 G2000 公司在連接管理解決方案(IDC)上花費 12 億美元
這就是為什麼邊緣運算、高級分析和人工智慧在物聯網中變得如此重要,以及為什麼邊緣運算肯定是頂級「物聯網進化」之一。
IDC 在 2017 年 11 月 1 日的網路廣播中宣布的,2018 年全球物聯網預測中表示,到 2020 年,在物聯網邊緣運算邊緣基礎設施上的 IT 支出,將達到物聯網基礎設施總支出的 18% —— 而且有相當多的基礎設施.
然而,為了實現超連接環境,即時和大規模地利用物聯網,從而在支持物聯網的應用的上下文中存在如此多的變化(一些具有行動組件,一些具有遠端定位的組件,一些需要波動的頻寬,有些需要極高的可靠性,不勝枚舉),最終我們今天擁有的許多網路技術並不真正適合未來,即使在今天,我們也經常需要混合使用固定和無線網路技術,來實現大規模物聯網專案,更不用說我們在未來十年看到進入 5G 的超連接性了。
5G 和大規模物聯網的承諾
當今的許多物聯網專案,都很好地滿足了它們運行所需的低數據速率解決方案,以及解釋非蜂窩 LPWAN 技術,在多個領域和當前蜂窩物聯網解決方案的成功的低成本。
但是,在未來的大規模物聯網應用中,以及在一些提到的領域(例如聯網車輛(行動組件)和工業 4.0 的工業流程,或下一個級別的智慧城市)中,任務關鍵型、高性能和可靠的連接會怎樣呢?幾種現有 LPWA 網路技術的覆蓋範圍和功能正在增加,4G LTE 等蜂窩解決方案的可能性繼續受到推動,但 5G 即將解決這些問題。
5G 承諾為物聯網領域及其他領域的多項關鍵任務服務,帶來可靠性、延遲、可擴展性、安全性和無處不在的行動性。
此外,5G 承諾提供新的基礎設施和設計,其固有功能已經提供了多種新服務。而且,最後但並非最不重要的一點是,它承諾以低成本、高靈活性和低能耗(隨著 5G 新型設備的出現,適合低功耗應用),使其成為物聯網技術棧的通信和連接層。這聽起來好得令人難以置信。
5G 和物聯網 —— 工業物聯網和無邊緣運算
雖然這確實聽起來不錯,但 5G 競賽已經在營運商領域進行了幾年,並且在即將到來的下一個十年中,繼續採取措施進行大規模佈署。
由於延遲的逐步變化,5G 可用於控制在不可預測條件下工作的機器人(David Hutton,GSMA)
如果你是 5G 新手,重要的是要知道還沒有真正的 5G。此外,對於下一代行動性有不同的看法。你還需要知道,在物聯網和工業物聯網( IIoT )中,無線連接都在朝著更多的方向發展,LPWA(N) 或低功率廣域網(網路)在 2021 年之前成為工業物聯網連接中,連接成長最快的,正如我們關於 2017 年 IIoT 通信和連接技術的文章所述,它推動了 IIoT 和工業 4.0 的發展。
5G 不僅適用於工業物聯網,它還會延伸或將延伸得更遠,支持者表示,它將極大地改變我們今天所知道的行動性。儘管如此,從物聯網的角度來看,對 5G 發展的主要支持發生在希望推動工業轉型,和工業網路或工業 4.0 的公司和協會內部。
原因:作為增強的行動寬頻,5G 目的在實現大規模物聯網,在最多樣化的環境中,為物聯網的無數應用提供網路容量和性能:從那些聯網的車輛和其他行動物體到大規模機器中,頻寬最密集的應用通信類型、遠端手術、數十億物聯網設備的連接、需要下一級體驗的應用類型、機器人的轉向和更普通的應用,借助一個無線網路來實現這一切,並充滿希望提到的可靠性等等。
57% 的最終使用者組織受訪者認為,他們組織的主要意圖是使用 5G 來推動物聯網 (IoT) 通信(Gartner)
作為 5G 產業支持的象徵,舉幾個例子。OpenFog Consortium 是 Cisco 在其霧運算方法的背景下發起的,主要用於將智慧(分析)帶到邊緣的數據密集型物聯網應用,目的在透過霧運算和是 5G 的支持者。
或者以 Made Smarter Review 為例,這是一份於 2017 年 10 月發布的令人印象深刻的文件,應該是英國未來幾年智慧製造產業轉型策略的基礎:它還預見了在幾個工業物聯網連接領域的研發,推動 5G 就是其中之一。我們可以繼續:同樣在歐洲其他地區(歐盟在其數位單一市場策略範圍內的 5G 行動計劃),在美國和全球,目的在推動工業物聯網發展的協會,也參與其中所謂的「5G時代」。
順便提一下,我們提到 OpenFog 聯盟並非巧合。5G 還具有無限的運算品味,因為設備成為網路的一部分,而不是我們今天所知道的端點。換句話說:更接近人,在工業物聯網的範圍內,更接近機器人等機器。
5G 和物聯網的未來 —— 以及 5G 超越物聯網的未來影響
5G 是否會成為蜂窩物聯網連接中高度適應性、可擴展、可靠和重新設計的下一步,以適應我們不斷成長的連接需求?
同樣,我們還沒有完全做到,但我們知道 5G 是 LTE 和所有 LTE-Advanced 網路的擴展,但同時它具有全新的網路架構(對需要利用軟體的營運商產生影響)定義的網路和網路功能虛擬化),它提供的不僅僅是它提供的令人印象深刻的數據速率(更多如下),它還承諾建立在組織今天已經進行的投資的基礎上,並且它可能在 10 到 20 年內無處不在從現在開始,遠遠超出物聯網,機會是真實的。
在衡量最終用戶組織為 5G 支付更多費用的意願時,Gartner 在 2017 年夏季發現,根據受訪者的預期,5G 將在其組織中的物聯網中發揮重要作用。
儘管受訪者對 5G 何時廣泛使用存在一些困惑(大多數人認為 2020 年) 物聯網通信卻出人意料地成為 5G 的主要用例(57% 的受訪者)。
如上所述,令人驚訝的原因有很多:正如研究總監 Sylvain Fabre 所提醒的,在 2023 年之前,需要蜂窩連接的聯網物聯網設備的數量,不會超過目前全球大多數地區的蜂窩物聯網連接解決方案,所提供的容量。
此外,即使 5G 完全準備好,他預計只有一小部分物聯網案例,需要 5G 提供的高數據速率和低延遲,最後,他預計 5G 需要到 2020 年才能支持大型機器類型的通信,或它承諾的高度可靠的低延遲通信。
與此同時,世界不會停止,總是需要混合,因為總有一些東西需要不同的方法,或者根本不需要 5G 的容量。GSMA 將 5G 視為具有其他連接解決方案(例如 LPWA)的異構網路環境的中心。
此外,還有一些聲音敦促等待或採取不可預見的措施。2017 年 9 月,超過 180 名科學家、腫瘤學家和健康專家確實向歐盟委員會提交了一封信,希望有更多時間對 5G 輻射進行獨立研究,因為他們擔心 5G 對健康的影響。
具有高數據速率的所有可能級別的無處不在的連接,確實意味著無處不在的輻射,如果確實需要更多時間,這並不令人意外。畢竟,在 5G 的最後,我們談論的是連接物聯網和消費類應用中,發送的所有內容,以及負載和負載數據,而影像就是其中之一。此外,5G 還有望在建築物深處(確實是輻射)很好地工作。
然而,與此同時,營運商和工業市場當然也不會坐以待斃。與 Gartner 的調查相比,有更多的研究顯示 5G 對物聯網的預期作用。
根據 2017 年 11 月初在網路廣播中公佈的「IDC FutureScape:2018 年全球物聯網預測」,到 2021 年,5G 對物聯網用例的廣泛支持將推動高達 70% 的全球 2000 強公司,在連接管理解決方案上花費 12 億美元。
36% 的組織已經考慮將 5G 用於物聯網,他們將其視為增量升級(沃達丰物聯網晴雨表)
這是該公司對 2018 年,及以後物聯網的預測中的十大預測之一。儘管存在擔憂,雖然目前還沒有真正的 5G,但 5G 的最終完整規格預計將在 2019 年底,在 2018 年和 2019 年,我們將主要看到 5G 以有限的規模展示和測試/部署,預計 5G 將推動物聯網的進一步和加速佈署。確實可以說,在物聯網及其他領域,5G 是一個炙手可熱的話題。已經有好幾年了,但現在更多了,5G 可以添加到你的 IoT 2018、2019、2020 等趨勢列表中。
參加 5G 競賽的營運商自己對 5G 和物聯網有什麼看法,或者他們的調查結果更好?根據 2017 年 9 月 27 日公佈的沃達豐物聯網晴雨表,36% 的響應組織已經在考慮將 5G 用於物聯網,他們認為這是一種增量升級。
如前所述,5G 不僅僅與物聯網有關,從長遠來看,5G 時代以及它有望改變行業的方式,以及我們所知道的行動性的本質,導致了更令人印象深刻的預測。
例如,根據 IHS Markit 的數據,到 2035 年,5G 將使全球經濟產出達到 12.3 萬億美元(這與美國 2016 年的消費者支出總額大致相同),全球 5G 價值鏈,將產生 3.5 萬億美元到 2035 年產出,和支持 2200 萬個工作崗位(這比當今整個行動價值鏈的產出更高),從 2020 年到 2035 年,5G 對全球實際 GDP 的總貢獻,將相當於印度的經濟規模,這確實很多。
現有無線物聯網網路解決方案中的 5G
回到 5G 和無線物聯網連接。因此,5G 是一種蜂窩(如 2G、3G、4G、LTE-Cat M 和 NB-IoT)無線廣域網標準(請參閱我們的無線物聯網協議和網路技術文章瞭解所有這些名稱)。
你知道什麼是 2G、3G 和 4G。CAT-NB1/NB-IoT 專注於極低的數據速率,可以使用 2G、3G 和 4G 頻譜,使其成為所謂的 LPWA 技術。然後是 LTE Cat-M1,就像為物聯網設計的 NB-IoT 一樣,它也屬於蜂窩 LPWA 範疇,提供蜂窩 LPWA 技術的最高帶寬。除了蜂窩 LPWA,你還擁有非蜂窩 LPWA 網絡,例如 LoRa (WAN)、Sigfox 等。
LPWAN,包括 NB-IoT (窄頻物聯網)和 LTE-M (機器長期演進),均在 3GPP (也標準化 2G、3G、4G 並將標準化 5G)內標準化,正在成為 IoT 領域的主流。這不僅是我們對 2017 年物聯網的預測之一,而且仍然是對 2018 年物聯網的預測。
在工業物聯網中也是如此,其中 LPWA 是成長最快的,當然在新的 IIoT 連接中(即使大多數仍然是固定線路)。
那麼,5G呢?同一個 3GPP 最終確定 5G 規範的第一階段,預計將在 2018 年完成,正如你在 GSMA 技術總監 David Hutton 的這篇報導中所讀到的那樣,預計到 2019 年底將完成完整的規範。
到 2035 年,全球 5G 價值鏈將產生 3.5 萬億美元的產出並支持 2200 萬個工作崗位(IHS Markit)
5G 預計將達到 20 Gbps (千兆位/秒)或更高的網路速度。2017 年 10 月 17 日,高通宣布已在行動設備的 5G 調製解調器晶片組上,實現 5G 數據連接,實現千兆下載速度。相比之下:專為將物聯網設備連接到 4G 網路而開發的 LTE Cat-M1 最高可達 10 Mbps,而 NB-IoT 或窄頻物聯網則低於 350 Kbps。你看到了區別。
如上面的數字所示,5G 不僅能夠以比 4G LTE 更快的數據傳輸速率傳輸更多數據,它還將在特定範圍內同時支持大量設備,連接密度約為 500 是 4G 的幾倍。
同樣,今天當然遠非所有物聯網案例,都需要 5G 或 NB-IoT。在大多數工業物聯網案例中,你還會發現平均四種連接解決方案的組合。5G 普遍火爆的原因之一是營運商的推動。未來幾年它在物聯網中如此重要的原因之一,與這樣一個事實有關,即數據密集型和複雜的物聯網佈署越來越多,無處不在的快速行動連接變得很重要。
這當然不是關於 5G 的全部內容,也不是關於 5G 和物聯網的全部內容,但請記住,隨著營運之間的 5G 競賽像多年來一樣持續激烈,2018 年和 2019 年將看到 5G 的重要演變,使得到 2020 年至 2021 年,它已為更大規模的物聯網應用做好了準備。