在考慮哪個市場部門將首先產(chǎn)生可觀的 5G 收入時，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 緊隨其后，僅次于消費設備。那么為什么物聯(lián)網(wǎng)被視為非常適合 5G，尤其是工業(yè)應用呢？哪些應用程序可能是最重要的？以及需要克服哪些挑戰(zhàn)？

為了回答這些問題，首先讓我們定義 IIoT，并更仔細地了解它在實踐中的含義。從廣義上講，物聯(lián)網(wǎng)可以指任何連接到互聯(lián)網(wǎng)的東西，而不是手機、平板電腦或計算機。對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，我們將其縮小到工廠、加工工業(yè)或其他工業(yè)環(huán)境中的設備。

這仍然是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個相當廣泛的定義。要了解 5G 的使用情況，我們需要更加具體。在 IIoT 領域，我們可以看到 5G 的重要用例將包括狀態(tài)監(jiān)測、機器人、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實和過程控制。

在最近的一項調查中，調查受訪者認為哪些是 5G 在工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)市場中最有可能的“殺手級應用”或主要用例。機器人技術是最佳答案，有 45% 的受訪者表示。此外，還有很多其他可能的應用（至少 30% 的調查參與者都提到了這些應用），包括物流、工廠自動化、過程控制和智能電網(wǎng)。

由于它與 5G 推出的時間有關，狀態(tài)監(jiān)測和機器人技術很可能是為增加未來支出開辟道路的“門戶”。狀態(tài)監(jiān)測及其在預測性維護中的使用是一個應用示例，可??以輕松量化 IoT 的財務收益，從而更直接地證明制造商的合理性。機器人技術可以通過需要私有 5G 無線基礎設施來刺激投資，因為現(xiàn)有的有線連接無法實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和自主工廠機器人等應用所需的移動性。

工業(yè)5G

與 4G 和 3G 相比，5G 的討論通常集中在其帶寬增加上，提供高達 10 Gbps 的更快數(shù)據(jù)速率，以及從一個基站支持更多設備的能力。在工業(yè)環(huán)境中，這對于技術人員使用增強現(xiàn)實遠程診斷設備問題等應用可能很有用。

在許多工業(yè)用例中，低延遲也很重要。在理想條件下，發(fā)送和接收 5G 信號之間的時間可能低至 1 毫秒，而 4G 的時間約為 200 毫秒。這對于過程控制至關重要，因為 5G 用于實時控制設備，以及移動工廠機器人通過網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。例如，取放機器人可能會使用攝像頭和其他傳感器掃描貨架，然后將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡，由算法處理并將指令轉發(fā)給機器人——所有這些都在眨眼之間完成。

5G 的另一個好處是能效。5G 標準包括多項降低功耗的功能，例如在數(shù)據(jù)傳輸很少或沒有數(shù)據(jù)傳輸時廣泛使用睡眠模式。就每比特數(shù)據(jù)的瓦特數(shù)而言，5G 的效率比 4G 網(wǎng)絡高出 90%。對于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設備，這會對設備在兩次充電之間的運行時間產(chǎn)生很大影響。

雖然大型運營商提供的 5G 網(wǎng)絡在某些情況下將是最佳選擇，但對于許多工業(yè)應用而言，更好的選擇是專用網(wǎng)絡，其中專門為特定位置和實施的設備和數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)建單獨的 5G 網(wǎng)絡。這意味著可以根據(jù)公司的特定需求定制網(wǎng)絡，同時確保安全性和服務水平。

頻率很重要

另一個需要考慮的技術領域是 5G 使用的頻段。回到高中物理，你可能還記得更高的頻率可以攜帶更多的數(shù)據(jù)。因此，5G 可以使用 6 GHz 以上的毫米波 (mmWave) 頻段來實現(xiàn)其高帶寬。

然而，這些高頻也意味著信號更容易被物體、墻壁或其他障礙物吸收。因此，需要更多的基站或“小型蜂窩”來填補當今網(wǎng)絡覆蓋的空白。

毫米波信號還需要波束成形和轉向等技術來應對高頻導致的信號衰減，從而增加成本和復雜性。為了支持這些技術，與 4G 相比，5G 網(wǎng)絡在基站和連接設備上都需要更復雜的天線。這些天線必須重新設計和優(yōu)化，以提供正確的功能和性能。

除了網(wǎng)絡本身，物聯(lián)網(wǎng)設備顯然需要針對 5G 連接進行優(yōu)化。我們剛剛提到了天線，但由于數(shù)據(jù)速率更快，其他方面需要重新設計才能跟上——從連接器到微控制器。

向 5G 的轉變提供了替代頻段，在低于 6 GHz 的頻譜中運行，低至 450 MHz。這個更遠的頻段可以使部署更簡單，并且仍然提供許多 5G 優(yōu)勢，同時犧牲了 mmWave 可實現(xiàn)的超快速度。在實踐中，這些低于 6 GHz 的頻率可能非常適合用作過渡技術。

5G 在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場存在巨大機遇，但要充分利用其優(yōu)勢，需要根據(jù)具體用例以及技術和業(yè)務目標直接進行仔細評估和規(guī)劃。

總結

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