5G通信信息技术在物联网时代的应用探讨

5G通信信息技术在物联网时代的应用探讨

段晔张鹏程李佳

中国移动内蒙古公司

摘要：随着我国经济水平的不断提升，科学技术也获得了长足的发展，这一过程中，5G技术开始出现在大众视野，这种全新的通信技术在不断对推广和应用中，可以切实促进并且推动物联网网络朝着更深层次发展，在此基础上进一步拓展物联网应用的广度和深度，使其可以进入社会不同的行业和领域中，真正方便人们的生产生活活动，在不断的探索和变革中实现人和万事万物的紧密连接。在这一过程中，通过对多种影响因素进行全方位分析，主要围绕5G的三大典型应用场景进行深化研究，在此基础上深入分析该技术在具体的应用实践中对整个社会以及物联网行业带来的新机遇，与此同时也要进一步指出这项技术对物联网行业产生的重要影响。在新的发展时期和阶段，伴随着整个运营商网络的不断成熟，需要从实际出发，加强对物联网生态的构建，从而加快社会发展进程。物联网业务应用的核心诉求的解决以及整个物联网在热点行业的持续性应用将能为大众提供更为优质的物联网服务，从而实现服务品质以及质量上的升级。

关键词：互联网；5G技术；网络安全；定制化网络；垂直行业；综合运维

引言：

无线通信网络在现阶段的应用过程中，发挥了自己的显著优势，在一定程度上改变了以往人们相对传统的生产生活方式，现如今社会在运行中普遍会借助网络进行生产和沟通等活动，但是需要注意的是，整个无线通信技术在具体的应用中还是存在一定的开放性和移动性，也就是说它在实际运行中特别容易受到外部环境的影响和干扰，因此这就意味着系统在运行中很可能出现网络问题，网络本身的为稳定性以及安全性都可能出现下降，从而直接对各项工作的开展带来一定的系哦啊及影响。当前我国正处于从4G朝着5G网络演变的过程中，这一特定的时代背景下，无线通信技术的创新和升级将对社会生产模式产生更为巨大的影响，相应的这一阶段整个信息技术水平也会伴随着科技的迅猛发展从而得到优化升级。在5G通信技术以及先进的存储转发技术的作用和影响下，5G物联网也得到了深化发展，这一模式下所有的人和物都可以被高效连接起来，从而相互影响并且相互作用。万物互联的物联网在根本上改变了社会群体以及个人的思维以及生产生活方式，其中5G通信技术的出现更是会使得整个社会变得更加安全和智能。

一、5G三大应用场景

（一）eMBB增强移动宽带

用户在实际使用5G技术的过程中，可以切实感受到这一技术在数据传输上的高效性，与此同时也展现了用户本身的移动性，数据速率相比4G得到了明显的优化升级，通常可以达到10G/b。借助和利用高功率的无线电波，或者是所谓的毫米波，也可以在一定程度上实现对多种信息的及时传递。各类型基站在整个社会层面的全面覆盖，使其可以结合环境本身的个性化差异，对原本的移动性能进行改进和优化，使其可以达到500km/h以上。结合SR分段路由的5G承载，也可以有效降低网络连接的复杂性，使其变得更加方便快捷，相应的整个业务路径也会得到明显的拓宽和深化。除此之外，边缘计算能力的产生和出现更是可以为即时通信等工作的实施提供相对基础的支撑和保障，从而全面提高服务质量，实现可持续发展。

（二）URLLC

URLLC拥有小于1ms的时延，只有4G的10%。结合5G网络切片能力，便可以在具体的工作实践中，满足物联网在运营中产生的多元化和个性化需求，从而确保各项业务可以得到高效化的承接。低时延在整个物联网中的作用相比以往变得愈加重要，在这一过程中要想实现物和物的及时连接，常常需要整个网络具备较好的反应速度。从工业控制以及自动驾驶等层面来看，低时延确实已经成为各项工作得以实施以及有序运转的前提和基础。在5G网络环境的作用和影响下，需要始终遵循实事求是的工作原则，对整个网络流量进行更为特殊的处理，与此同时整个工作状态下数据通信中存在卡顿现象也能得到进一步的缓解，从而真正保障视频本身的流畅性。

（三）mMTC海量机器通信

5G技术在具体的应用中，可以切实满足深度覆盖以及超低能耗等功能，实现对各种数据信息的实时性连接。它在连接数量上和4G技术相比，得到了明显的优化和完善，而且在这一过程中也能确保真正实现端与端之间各项数据的紧密连接，使其可以完成直线传输。运营商在现阶段的工作拓展中，正在大规模建设不同类型的5G频谱，和其他的通信网络相比，它的优势性也得到了进一步的彰显，切实提高了物联网在现代社会中的应用能力。除此之外，在资源带宽优势的基础上，也可以进一步提升终端本身的接入能力，网络管理也朝着丰富化以及多元化发展，在管理中常常可以更加快速便捷，从而实现各项功能的灵活转变，这样就可以在效果的发挥上达到最佳化。需要注意的是，5G技术在具体的应用中，主要采取前向兼容，调度优先的工作模式。

二、物联网环境下的5G关键技术

（一）多层级专网可靠性设计

通过5G设备单板的相关特征，通过一定的方式将它和整个电源主设备高效连接在一起，就可以最大限度确保整个单板级别的稳定性和可靠性。与此同时，使用RRU环形组网也可以在一定程度上保障整个网元级在运行中更加真实可靠。借助和利用5G低码率表、回程重复等不不同的手段和方式可以实现不同链路的实时性连接，使其在性能上可以得到更好的发挥和展现。通过多终端冗余以及相应的无双平面更是可以为整个网络系统的运行奠定坚实的基础，使其处于相对稳定的工作状态。这些方式在整个5G技术中的应用以及最终实现，都可以切实满足当前整个物联网运行的多元化需求，值得注意的是，随着社会的进步和发展，我国的物联网环境和以往相比也表现出一定的复杂性和特殊性，其在具体运行过程中通常对整个场景的要求较高，需要使其保持较高的可靠性，在此基础上尽可能满足一切需求。在整个空口环境相对比较复杂以及恶劣的形势下，也要能够通过一定的方式和手段，最大限度展现整个5G技术的能力和优势，确保其中存在的在线业务板块可以正常运行，不会受到外部其他因素的作用和影响

[1]。当整个系统运行中对用户层可靠性的要求相对较高时，往往需要借助和利用一定的冗余设计，从而保障整个工作程序的正当性和合理性，使其在应用效果的发挥上可以达到最佳状态和水平。即使从无线侧到整个核心侧的链条线路上都出现或者是产生故障问题，也可以在一定层面上保障整个业务之间的连续性，使其运行起来更加高效和安全。

（二）QoS对速率、时延、抖动的服务质量保证

基于5G切片存在的无线差异化特征，它在具体的应用实践中，可以被用到不同的切片中去，通过一定的方式和手段真正做好无差异保障。在5G公网中需要结合实际情况做出更为科学以及细致的部署，根据整个资源预留切片的自身状态，在此基础上对其进行适当的优化和改进，从而真正确保整个系统在运行过程中可以灵活满足不同物联网行业的多元化需求，在可靠性以及安全性等层面都可以达到理想的实施效果。结合带内上增强以及对应的视频深度协同技术，也可以联系系统在现实中的运行状态，对其自身的速率根据外部环境做出一定的增强处理。借助和利用URLLC的时延增强功能，实现URLLC和eMBB两种下行业务的相互影响和相互作用，与此同时也要保持各自的独立性，从而真正存在于同一个空间和场所之内，，满足不同环境和状态下对低时延的高要求[2]。除此之外5G技术在具体的应用阶段，通常也会允许对整个终端以及核心网进行个性化的调整和转变，从而满足用户不同层次的需求，在这一过程中借助和利用对系统本身的高效化控制，从而实现对其精确性的管控，防止和避免在运行中出现较大幅度的速率抖动。

（三）5G业务组网及网络分流

在物联网飞速发展的当下，整个网络在具体运行的过程中，有关组网方案的建设以及规划也显得非常重要。在核心侧，整个技术在运行和应用中，常常是借助和利用网络级别的分流处理，或者是对应的其他形式的分流从而实现对整个系统的高效化和常态化管理，最大限度增强和提升系统本身的稳定性以及可靠性[3]。在无线侧，5G技术在应用阶段，主要是借助IP和DNS的域名分流，或者是在运行过程中通过指定不同的专网从而实现用户分流，确保其在运作中真正展示自己的业务水平，从而得到更好更快的发展。

（四）专网行业定制化需求

5G通过大带宽通常具备较强的定位能力，在定位上和以往的技术形式相比也更加的精确和准确，在数据收集方面的精细化程度得到了一定的提高，与此同时整个技术在具体的应用过程中，对于成本的花费较低，这就意味着它可以最大限度减少和防止出现资源上的大面积消耗，在此基础上也能实现全场景的效果，对整个系统进行维护时更是会变得更加方便快捷。在这一过程中要想使其在性能上得到更加稳定和持久的发挥，就需要综合多种影响因素，尽可能通过一定的方式和手段降低整个网络本身运维的复杂性，使其在实用性上得到更加明显的呈现和展现。高精度网络授时技术赋能物联网行业参与数字化内容的调整和改造，也能对电力以及交通等物联应用提供更加多元化的高效协同以及保障作用[4]。在5G技术的全方位覆盖下，整个基站的位置也会变得更加灵活，在此基础上充分确保不同的物联网网络在实际运行期间可以实现充分连接，端到端的QoS监控能够实现精准检测保障。和传统的网络系统相比，这种全新的通信系统在功能的发挥上得到了进一步的拓宽和优化，它具备端到端的抖动等关键性指标，常常是作为一种实时性的测量手段而存在。而且需要注意的是，这种系统在具体的运行阶段，也通常不会占据较大的资源开销，所以它可以在运行中充分确保物联网本身的高效化和实时性连接，与此同时得到更加充分的网络质量保障监控，真正确保自身的业务得到更加深层次的拓展，提高服务质量和水平。

三、5G物联网带来的新机遇

（一）用户侧数字化变革，物联网基础设施升级

随着我国经济水平的不断提升，科学技术相比以往更是得到了深层次的发展，这一背景下社会各个行业和领域都在积极进行数字化的升级和转型，这一过程中原本的数据处理手段显然已经不能适应现代化建设发展的多元化需要，更多的数据需要从以往的边缘处理等领域朝着智能物联迈进。网络在实际运行中，特别是在边缘侧常常需要面临更加复杂的场景和状况，需要在异构终端实现各种数据的高效化以及实时性连接，真正积极应对来自不同领域的挑战，确保业务数据在实际传输中更加高效便捷，应用在实际使用上体现出自动化以及智能化的特点，在此基础上通过一定的方式和手段尽可能确保整个数据传输的安全性和私密性[5]。5G网络可通过简化边缘APP来进行开发和适配，在这一阶段凭借整个技术本身具备的边缘计算能力，加上它在不断的深化改造中开发出来的较强的安全防护能力，也可以进一步帮助用户实现从制造到维护等不同层面的自动化以及智能化管理，推动整个管理工作朝着信息化的方向发展，最大限度提高生产质量和效率，提升用户对整个系统服务的满意度[6]。

（二）与多种新技术新领域融合

物联网与5G无线网相互融合便可以形成所谓的移动物联网，像是智能家居以及车联网等各种类型。需要注意的是，物联网在现阶段的应用和使用中，通常情况下可以和像是工业以及农业等类似的传统行业实现更深层次的融合拓展，在此基础上行成并且融合形成并且建立相应的产业物联网，为整个产业的转型升级提供需要的基础性设施以及关键性要素

[7]。像是智慧工厂以及智慧农业等显示出较强的信息特色的物联网应用。需要注意的是，在使用物联网的过程中，特别是在推动这一网络运行模式和我国其他的各个领域相互融合和促进时，需要从实际出发，在进行智慧城市建设的时候，也要将更多的关注重点放在城市信息系统的采集和构建上，在这一过程中确保智慧城市本身可以作为整个物联网集成创新的综合性平台而出现，像是智慧消防等更加体现出安全防护性的实用性应用。

（三）4G和5G物联网共存化、网络切片、综合运维

5G网络的广覆盖预计到2025年左右可以实现无缝部署。从网络层面上看，运营商在具体的工作实践中，特别是在进行整个网络的推进和普及时，不可能第一时间就将所有的传统技术转化成5G技术。通常情况下，整个技术的普及需要经历一个漫长的过程，而且在采纳新兴的技术网络时，也会涉及到诸多的内容，常常需要对虚拟设备以及传统性的非虚拟设备进行混合性的维护和管理，使其在性能的发挥上达到最佳。值得关注的是，这种网络在现阶段的运营中也会对整个综合运维模式产生一定的冲击和挑战。5G网管与云对接，在现阶段的应用和使用中，从功能性的呈现上看，也体现出一定的侧重点，它要求通过一定的技术手段，切实实现各项业务的一体化管理，将监控以及编排等不同类型的业务高效结合在一起，使其相互影响相互促进，真正做到共同管理和维护，在这一工作实施和拓展的过程中更是需要高度关注和重视虚拟资源的编排，在此基础上借助SDN实现5G部署切片网络配置和端到端切片的部署管理[8]。

四、5G通信技术对物联网发展的影响

（一）5G物联网典型应用场景

5G物联网在现阶段的应用延伸中，相比以往已经得到了明显的拓宽和延伸，首先它可以应用在eMBB中，在这一过程中凭借自身显著的优势特性，从而切实增强整个通信的质量和效率，使其在宽带通信层面可以得到明显的优化升级，在通信速度以及通信范围上都可以得到深层次的拓展深化。其次就是URLLC技术在不同领域以及行业的具体性应用，也可以展现出低时延的优势特点，系统本身在运行中也会变得更加稳定和可靠，在安全性上得到了一定的完善和改进。再者就是在相关技术的作用和支撑下形成和展现出来的万物互联功能。更加直白一点地进行解释说明，实际上就意味着在对整个通信技术进行应用和使用的过程中，不同的技术形式在功能性的发挥以及呈现上也会表现出明显的差异，通常情况下，eMBB在运行中主要关注和重视的是服务质量，它借助技术上的优化升级致力与为用户提供更加多元化和优质的服务，在此基础上使其获得更好地感受[9]。而URLLC系统在运行阶段主要是从车辆形式的角度出发的，它在实际运行过程中可以为车辆的正常运行奠定坚实的基础，使其始终处于相对平稳的工作状态。再者就是所谓mMTC，它一般可以为不同的物体之间提供更为灵活且全面的连接能力，使其在质量上以及连接速度上都能得到一定的改进和优化。NB-IoT/eMTC窄带物联网标准继续演进，主要是作为整个物联网行业的重要场景补充存在的，它的重要性在现代社会不断延伸和拓展的过程中显然已经得到了更加深层次的彰显。需要注意的是，在整个工作模式下，5G物联网更加关注以及强调整个系统和垂直行业的高度融合，而且合一工作在实施和拓展阶段，将整个关注的重点主要集中在工业互联网领域，它要求各项工作的开展和实施始终需要将企业看做是重要的参考，在此基础上提供更加可靠以及可以实现全方位覆盖的网络系统，为企业的可持续建设起到积极地促进和推动作用[10]。

（二）5G对物联网的演进推动

5G低功耗广域网等基础设施在现阶段的加剧建设，对于实现不同技术和物联网的高效融合常常可以产生一定的积极促进作用，在这一过程中可以推动边缘计算以及人工智能等各项信息化技术的高效融合，使其在相互连接中实现相互影响和相互作用，从而真正满足用户在不同层面上提出的个性化需求，实现物联网领域的跨界融合[11]。5G技术实际上在现阶段的运营和发展来看，正在成为无线网络面向数字化进行转型和变动的主要契机。借助和利用统一的网络形式在一定程度上可以满足用户不同的差异化需求，在此基础上切实完成并且实现对各项应用的差异化需求，从而完成对不同网络层级的优化管理，使其在运营上变得更加高效便捷，从而切实适配不同业务提出的多元化需求，满足开放式能力，最大限度降低和缓解数据本身的承载，实现异构组网。

（三）垂直行业对5G技术的需求

在现如今的城市建设过程中，融入以及引入5GMEC技术，在这一过程中遵循边缘DC和中心DC的相关要求，整个物联网数据实际在参与处理的过程中也会以更加直观的方式呈现出来，在此基础上展现出分布式的特点，整个核心网在组建以及部署的过程中也会进一步朝着边缘化转变。需要注意的是，在整个工作过程中，借助和利用MEC组网可以确保整个业务朝着本地化转变，在这一背景下实现本地分流以及缓存加速等，切实实现各项业务之间的灵活配置，使其均可以达到理想化效果。需要注意的是，在现阶段各项工作以及业务的开展和实施中，各项技术的应用实际上都是可以确保用户称高效灵活根据需要进行部署的主要手段。为了向用户提供更加高效的带宽以及传输能力，需要从不同的角度着手，打造无线化的虚拟接入网络，在这一过程中为用户自身提供更加安全可靠的本地数据存储技术，最大限度保障用户的隐私

[12]。

结束语：

物联网专网设备在现阶段的运营中，正在不断朝着5G技术缓慢进推进，它可以在一定程度上实现人和物本身的高效化和实时性连接，需要注意的是，在初期进行物联网建设的过程中，整个工作的重点以及重心本身就放在人网网元合一上。从总体策略的呈现上看，需要从实际出发，综合考虑多种影响因素，确保在新技术的发展和创新中可以保留以往技术中存在的显著优势，在此基础上通过一定的方式和手段推动窄带物联网的深度覆盖以及持续性运行。在5G建设的中后期，则应该从不同的层面和领域着手，积极构建更加健全且完善的物联网形态，使其可以为整个系统的顺利运行起到积极地促进作用。随着现如今城市发展过程中整个运营商网络的日益成熟，URLLC/mMTC业务在具体的运营阶段也会不断融合各种网元，从而逐渐通过一定的方式和手段最终靠近MEC。建设物联网保障安全体系，对整个社会的运行和可持续发展都是十分必要的，它可以确保整个物联网在构建的时候变得更加真实可控，以此确保工业以及电力等事关民生大计的产业可以在安全性以及稳定性上得到深层次的彰显。物联网业务的应用在当前正在作为整个行业发展的核心诉求存在，规模化应用的有同时需要从实际出发，对整个物联网的使用制定更加严格和规范的标准，在此基础上推动它在不同行业以及领域的全方位使用。这一过程中也要通过不同的方式和手段，真正推动智慧医疗以及智慧制造等工作的实施和开展，使其渗透到关乎人们生活的关键性领域，在这一环境下积极开发推广物联网新产品、新技术、新模式和新形态，物联网将迎来极丰富的智能服务。

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