盡管物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在似乎無處不在，但5G將確保它們真正無處不在。

這不僅僅意味著智能手機(jī)。它包括從監(jiān)控智能建筑燈和門的傳感器和執(zhí)行器等受限物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到制造自動(dòng)化和自動(dòng)駕駛汽車的所有內(nèi)容，這些設(shè)備巧妙地提供您的在線購買。5G提供高速、巨大容量和低延遲的承諾將很快意味著幾乎所有東西、任何地方都將以某種方式連接起來。

5G帶來的技術(shù)發(fā)展是驚人的。想象一下，智慧城市可以遠(yuǎn)程監(jiān)控公用事業(yè)儀表或根據(jù)需要而不是每周計(jì)劃安排垃圾收集;綠色空間城市照明，當(dāng)沒有人在場(chǎng)時(shí)變暗或關(guān)閉，節(jié)省數(shù)千美元的電費(fèi)，或者交通信號(hào)燈可以通過網(wǎng)絡(luò)通信來減少擁堵。農(nóng)村社區(qū)也將受益，在外科醫(yī)生無法親自執(zhí)行手術(shù)的地區(qū)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。

5G的原理

5G推出背后的指導(dǎo)原則是由電信和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最聰明的頭腦以及TSG、IEEE、GSMA、ITU、和CBRS等知名組織的集體塑造的。到目前為止，組織并將想法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的最突出的團(tuán)體是3GPP，其規(guī)范是5G架構(gòu)和實(shí)施的全球黃金標(biāo)準(zhǔn)。

3GPP關(guān)于新服務(wù)和市場(chǎng)技術(shù)推動(dòng)因素的開創(chuàng)性研究（也稱為SMARTER）認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。他們將所有潛在的用例匯總到一項(xiàng)研究中進(jìn)行審查和評(píng)估，最初確定了新技術(shù)的70個(gè)潛在用例。通過將不同的用例分組到具有共同功能的相似類別中，他們最終能夠定義三大類別，這些類別構(gòu)成了當(dāng)今5G的基本類型;eMBB、mMTC 和 URLLC。

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶 （eMBB） 提供增強(qiáng)的連接、更高的容量和更高的用戶移動(dòng)性。它可以幫助用戶體驗(yàn)沉浸式視頻會(huì)議，獲得快速的視頻下載，并隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。它是首批推出的功能之一，幸運(yùn)的是，它允許知識(shí)工作者在家工作，在迫切需要的時(shí)候幾乎不會(huì)中斷業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。

大規(guī)模機(jī)器類型通信 （mMTC） 是傳感器等低復(fù)雜性、低能耗類型的設(shè)備進(jìn)行通信的地方。他們不使用的能量或容量，它們?cè)诿芏壬蠌浹a(bǔ)。mMTC 每平方公里可容納多達(dá) 100 萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，非常適合具有大量傳感器通過 NB-IoTT、LTE-M 或低功耗廣域網(wǎng) （LPWA） 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的智能城市。

超可靠、低延遲通信 （URLLC） 支持需要高可用性（大于 99.999% 或“五個(gè) 9”）、低延遲（1 毫秒）和高移動(dòng)性的關(guān)鍵任務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。此用例需要其他用例不需要的高質(zhì)量服務(wù) （QoS）。這里的通信必須精確，因?yàn)樗糜谏鲜鲕囕v物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人手術(shù)等。

從 4G 遷移到 5G

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商從4G升級(jí)到5G，他們正在解決三個(gè)主要領(lǐng)域：頻譜，無線接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）和蜂窩接入網(wǎng)絡(luò)（通常稱為移動(dòng)核心）。許多公司正在花費(fèi)數(shù)十億美元來確保在較低的6 GHz和24.25 GHz及更高的上毫米波（mmWave）范圍內(nèi)獲得珍貴的許可無線電頻率。其他人則依靠中端，輕度許可或共享頻譜，如公民寬帶無線電服務(wù)（CBRS）來開發(fā)專用網(wǎng)絡(luò)。

RAN包括基站和將基站相互連接和連接到移動(dòng)核心的回程。新天線支持多輸入和多輸出 （MIMO），使基站容量成倍增加。增加更密集定位的宏基站，輔以小型蜂窩甚至街道級(jí)網(wǎng)狀系統(tǒng)，正在增加容量以滿足預(yù)期需求。

新的移動(dòng)核心架構(gòu)標(biāo)志著從4G到5G的明顯轉(zhuǎn)變，并且是公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）基于證書的身份驗(yàn)證協(xié)議的理想選擇。除了其他增強(qiáng)功能外，5G現(xiàn)在還允許使用智能手機(jī)中常見的傳統(tǒng)SIM卡以外的其他設(shè)備身份驗(yàn)證方法。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行方式與智能手機(jī)大不相同，并且通常不使用SIM卡，因此它們需要一種能夠更好地滿足其需求的身份驗(yàn)證方法。最常用的方法是PKI，特別是對(duì)于安全的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份驗(yàn)證。

PKI 在 5G 中實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全

隨著數(shù)十萬臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)計(jì)將進(jìn)入市場(chǎng)并連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，PKI在大規(guī)模處理設(shè)備身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)完整性和隱私方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于通過5G“切片”實(shí)現(xiàn)的專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)尤其如此。專用網(wǎng)絡(luò)或3GPP所謂的“非公共網(wǎng)絡(luò)”支持多路復(fù)用，其中獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)可以共享相同的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和蜂窩頻譜范圍，同時(shí)保持安全分離并與其他網(wǎng)絡(luò)分開。隨著互聯(lián)制造等“事物”，更重要的是智能城市或發(fā)電廠等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施利用5G功能，通過專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的PKI管理的強(qiáng)大、獨(dú)特的設(shè)備身份保護(hù)的專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)有望實(shí)現(xiàn)最佳選擇。

5G嚴(yán)重依賴云技術(shù)，尤其是移動(dòng)核心，其設(shè)計(jì)基于通常由PKI證書保護(hù)的Web服務(wù)的使用。隨著網(wǎng)絡(luò)越來越多地參與這些基于云的微服務(wù)，使用PKI來保護(hù)它也將增長(zhǎng)，進(jìn)一步鞏固其作為首選物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制的地位。為了簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備注冊(cè)到基于云的服務(wù)，GlobalSign 等全球證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)正在與領(lǐng)先的云服務(wù)（如 Microsoft 的 Azure IoT Hub 和 AWS IoT Core）合作，通過將其技術(shù)集成為協(xié)作解決方案，為低接觸/零接觸云注冊(cè)鋪平道路。鑒于 5G 的復(fù)雜性，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備注冊(cè)的便利性被視為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商、專用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的福音，他們渴望簡(jiǎn)化其網(wǎng)絡(luò)部署。

毫無疑問，5G將增強(qiáng)用戶的手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和視頻體驗(yàn)?？梢哉f，5G最大的影響和貢獻(xiàn)將是它以我們無法想象的方式實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的獨(dú)特能力。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不僅將存在于5G世界中，還將主導(dǎo)5G世界。

審核編輯：郭婷