物聯網中的 5G
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
想知道 5G 物聯網（物聯網）嗎？ 我們討論什麼是物聯網，什麼是它的用例，以及如何利用5G技術來最大限度地發揮其潛力。
什麼是 5G 物聯網？
物聯網，通常稱為「IoT」，是指實體裝置網路，通常只是簡單的感測器，能夠在沒有人為干預的情況下無線連線，以便與其他裝置和系統交換資料。
5G 無線通常被認為是物聯網網路的理想解決方案，因為即使在高密度佈署中，也具有低延遲效能，和非常大的覆蓋區域能力，特別是在中頻譜操作中。當私有 5G 實現利用美國的 CBRS 等私有頻譜選項時，這些功能可以最大限度地發揮物聯網在企業中以下用例的潛力：
- 智慧生產線
- 自動化倉庫應用
- 運輸服務
- 數位醫療保健應用
- 智慧城市和遠端學習
與前幾代物聯網基礎設施的蜂窩無線連線選項相比，5G 網路在速度、延遲和可靠性方面提供了顯著的改進。5G 也將為全新的物聯網技術和服務鋪平道路。在技術方面，5G 能夠使用具有公共和私人使用選項的低頻譜、中頻譜頻段 —— 從農村農田到繁忙的內城再到企業設施的一致覆蓋範圍。
低頻段
低頻段以 600MHz 頻率傳輸，覆蓋數百平方英里。雖然這是三個頻段中最慢的，但它提供了最廣泛的覆蓋範圍。低頻接入對農業、偏遠礦場、油田和風電場的物聯網感測器非常重要。
中頻段
中頻段是 5G 使用最廣泛的頻段，為網路、感測器和裝置提供了平衡的範圍和速度組合。在 6GHz 以下範圍內執行，由於私人頻譜選項（如美國的CBRS）的可用性越來越多，中頻頻譜在整個企業中都很受歡迎。中頻 5G 透過利用新興的 5G 區域網技術，支援對私有應用的安全訪問，幫助企業與整個企業園區的感測器和裝置進行通訊。
高頻段
高頻段以射程為代價提供更快的速度。 高頻段也被稱為 mmWave（毫米波），允許靠近其資料來源的應用，實現超快連線和超低延遲。人口稠密的城市使用高頻 5G，為周邊地區提供超快服務，通常低於 500 米。企業和智慧城市都可以將高頻段用於超低延遲應用，如自動駕駛汽車控制和機器人。
好訊息是，你不必挑選一個頻段來操作。5G 物聯網使用所有頻段與廣域網（WAN）和區域網（LAN）通訊。企業根據每台裝置的可靠性，要求以及它離蜂窩基礎設施有多遠，選擇執行哪些頻段。
今天的 5G 物聯網
5G 連線有望為企業中的關鍵應用程式提供低延遲操作，允許跨網路進行近乎即時的通訊。 組織可以使用公民寬頻無線電服務（CBRS）頻譜頻段自由構建自己的行動網路，以支援完全獨立於商業運營商或公共基礎設施的私人運營。
由於無幹擾操作、無線服務級別協議（SLA）政策等原因，效能和可靠性的結合引起了企業組織的興趣，其中許多組織正在成為 5G 物聯網的早期採用者。今天，企業使用 5G 與智慧工廠、互聯醫院、交通設施等物聯網感測器通訊。跨智慧城市的常見基礎設施元件，如固定無線接入和客戶前提裝置（CPE），現在也與高速 5G 連線相容。
5G 物聯網將帶來的改進
雖然 5G 公共網路，並不像 4G 公共網路那樣無處不在，但它們正在迅速趕上。這正在推動 5G 裝置生態系統中的大量投資和成長。將來，隨著 5G 的普及，企業和整個城市將有更多的機會，來改善他們的服務和通訊。
雖然 4G 提供了卓越的下載速度和容量，但它缺乏支援新興技術的要求，這些技術要求在較低的延遲下提供更大的容量。與當前的 4G LTE 相比，5G 提供以下服務：
- 在<10毫秒往返時，延遲減少了十倍
- 對於高密度佈署，容量增加一百倍
- 吞吐量的十倍，峰值速率超過 1 Gbps
這轉化為一個環境，準備允許大規模物聯網服務蓬勃發展，為全新的服務和前所未有的效能水準奠定基礎 —— 為公共 5G 網路，以及企業內透過 5G 區域網技術進行私人安裝。由於 5G 的執行範圍與 Wi-Fi 完全不同，企業可以直接在現有 IT 基礎設施之上「覆蓋」服務，而不會停機或干擾。
5G 物聯網應用案例
製造生產線
製造商歷來採用新技術的速度，比大多數行業都要快，5G 物聯網也不例外。今天，工廠生產線將新舊機械與智慧物聯網感測器連線起來，以深入瞭解其裝配線的狀態、健康和生產力。
即使在最大的校園使用新的 5G 區域網技術，也可以測量油位、電力輸出、溫度和速度等指標。過去，要獲得這些見解，工廠需要停止生產，用網際網路連線的機器取代過時的裝置。透過降臨邊緣運算，這些機器可以透過本地專用蜂窩基礎設施，大量報告有價值的資料。
在 Celona，我們與製造商合作，透過 MicroSlicing 技術實現效能追蹤和操作的自動化。這使製造商能夠為其網路，設定關鍵效能指標（KPI，key performance indicators）和服務級別協議（SLA，service-level agreements），以反映其正常執行時間和效率目標，直到毫秒的要求。
自動制導車輛（AGV）和自動移動機器人（AMR）
雖然還處於起步階段，但透過使用互聯機器人的自動化操作，正處於高成長軌跡。企業越來越依賴這些新選項來加速數位化轉型，並實現傳統手動（和昂貴）業務流程的自動化。例如，當今許多倉庫和履約中心，利用機器人自動將訂購的產品轉移到/從航運部門轉移。
將來，我們可能會看到自動駕駛汽車在全國範圍內廣泛使用。公共 5G 網路將成為使這些車輛與後端服務，以及道路上的其他車輛和感測器通訊的支柱 —— 隨著這些解決方案的可用性和使用量的提高，這些解決方案的可負擔性繼續提高，進一步推動企業網路內的創新。
數位醫療保健應用
許多醫療保健提供商依靠 5G 物聯網感測器，來監控他們的庫存，和大多數危重病人。從碰撞車到醫療用品，感測器可以提供即時回饋，詳細說明重要醫療裝置的位置，以及物品庫存量。當與自動化配對時，這項技術可以在庫存執行緩慢時進行排序請求，或在需要時直接向醫生傳送警報。私人 5G 安裝使 Wi-Fi 干擾，遠離此類關鍵基礎設施，並允許嚴格執行對敏感資料的零信任網路訪問。
智慧螢幕、呼吸機和血液透析機等裝置，可以裝備在醫院系統內的 5G 區域網上執行。當在 5G 上使用時，即時指標可以傳送到監控儀表板，關鍵警報可以傳送給醫生，並且每個指標都可以安全地新增到該患者的醫療記錄中 —— 即使一些應用，由於安全政策，而需要嚴格地將此類資料儲存在本地。
智慧城市和互聯農業
未來的城市可以使用公共和私人物聯網服務，來改善經營並提供對資源的廣泛訪問。城市服務可以使用 5G 物聯網感測器，來持續監控暖通冷氣機系統、水位、垃圾堆積，及其車隊車輛的位置。將來，智慧停車位可以幫助旅行者找到開放的停車位，而安全的城市資助的 5G，可以為社群成員提供安全訪問線上資源的機會。
農民可以利用當今現有的 5G 物聯網技術來監測作物健康，測量溫室狀況，並記錄土壤中的 pH 值。僅此一項就有助於大幅提高作物產量，並透過預防性維護保持裝置執行時間。很快，我們將看到擴充的 5G 服務，使這些農場能夠使用自主的農場裝置和機器人來進一步提高產量。
5G 物聯網的挑戰
過去，如果不依靠大型網路經營業者和商業基礎設施，就不可能建立 5G 網路。現在，有了美國的 CBRS 等私有頻譜選項，企業可以構建他們自己擁有和管理的 5G 區域網基礎設施。
儘管如此，挑戰仍然存在，特別是對於希望構建自己的 5G 物聯網解決方案的企業來說。許多被打為「私有 5G」的公司，通常只為網路提供無線電、SIM 卡配置、行動核心軟體或網路管理軟體元件，這讓企業自己解決了許多謎題。
許多解決方案現在幫助企業公司訂閱私有行動網路，但以犧牲其控制為代價。這種方法使企業不確定其資料的去向，並依賴於讓一個單獨的行動經營業者對其資料進行控制。這種缺乏控制，限制了企業如何塑造其流量，以滿足自定義 SLA 或特定應用的要求。
為瞭解決這些挑戰，5G 區域網讓企業完全控制，其私有蜂窩網路基礎設施的行動通信、新增和更改。作為 5G 區域網解決方案的領先提供商，Celona 為客戶提供了，將私有行動網路，整合到基礎設施中所需的所有要素：從集中式基礎設施管理，到 SIM 卡/策略/裝置配置，再到無線電硬體，作為一個整合軟體包。
透過軟體定義的控制，企業可以完全控制其資料，並可以提供 Celona MicroSlicing 策略，以保護和執行需要確定性訪問，專用蜂窩無線網路資源應用的 QoS。
在 Celona 平台上，人工智慧持續監控和管理流量，以遵守預定義的應用級別要求。這不僅可以保持關鍵系統的執行，還可以自動進行網路維護和新裝置配置。
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