5G、邊緣計算以及物聯網的未來

比上一代蜂窩服務(4G)相比，5G提供的無線蜂窩連接性具有更高的帶寬、更低的延遲和更高的設備密度。除10 Gbps的速度和1毫秒的延遲外，5G還可以在每平方公里支持數千台設備。

5G還支持網路切片，這使運營商可以將5G無線電訪問網路劃分為虛擬網段，每個網段都可以進行自定義以支持不同類型的應用程序。網路切片的另一個好處是可隔離一個網段的流量與其他網段的流量，以確保安全性。

5G使用各種頻率，範圍從現有的2.4 GHz頻段到毫米波(MM wave)。毫米波頻率支持更高帶寬的信道，儘管會由於射頻吸收而縮小範圍。這意味著可部署更多的接入點，這將減少與每個AP關聯的端點數量，並增加每個端點可用的帶寬。

5G邊緣計算、霧計算和IoT

邊緣計算將數據處理集成到邊緣設備中，這些邊緣設備通常是數據收集器或過程式控制制器。邊緣計算可快速處理原始感測器數據，而無需將數據傳輸到主機應用程序。通過在邊緣設備附近或邊緣設備內處理原始數據，可以減少傳輸延遲和帶寬成本。

其中一個很好的示例是可編程邏輯控制器，它會收集和處理本地生成的數據，然後通過網路連接將摘要數據上傳到綜合監控應用程序，以執行其他數據處理和歸檔。

邊緣計算可提高上游數據傳輸的效率，並提供對物聯網邊緣設備的實時控制。在邊緣計算中，處理能力安裝在邊緣設備內部或附近。

而霧計算提供了另一種選擇，它將計算和存儲功能放在邊緣設備附近，而不是在邊緣設備內。它提供了本地設備到設備通信，提供更好的控制系統彈性，並將摘要數據發送到基於雲的應用程序。

5G邊緣計算組合為新的和改進的應用(包括IoT部署)帶來機會，這主要得益於該標準的帶寬延遲和實時控制功能。

5G的1毫秒延遲性(而4G的延遲為10毫秒)可支持實時應用程序–這些應用程序無法忍受4G的延遲性。常見的示例是自動駕駛汽車，其中汽車通過5G相互通信，共享感測器數據和駕駛意圖，從而使每輛汽車都能就其預期路徑做出明智的決策。

霧計算與5G的低延遲相結合，可支持實時應用程序，這是高延遲基於雲的應用程序無法提供的支持。通過分散式架構—其中霧計算基礎架構安裝在IoT設備附近，還可以提高應用程序的彈性。

通過使用正確的架構，基於邊緣和霧計算的應用程序仍可以在本地級別繼續運行，即使與雲的網路連接失敗。

安全用例支持5G邊緣計算

另外，通過使用專有5G網路切片，邊緣計算安全可得到增強，因為5G網路切片受防火牆保護，構建在網路功能虛擬化基礎架構上。同時，容器化將使定製軟體更容易部署到邊緣或霧計算系統。大型固態存儲系統將能夠存儲大量數據。這種網路、計算和存儲的組合為很多有趣且功能強大的系統打開大門。

我們再看看建築物的環境、照明和安全系統。藉助5G和霧計算基礎架構，低成本感測器可以通過本地安全網路傳輸數據。霧計算系統基於從雲下載的配置數據做出控制決策。而5G網路的低延遲和高密度意味著它可以從數百個溫度調節器、入住客感測器、安全掃描儀和環境光監控器中實時收集數據。

霧計算系統通過5G網路將命令發送到建築物照明、門鎖以及供暖和製冷系統。如果雲連接中斷，系統仍將繼續運行。同時，由於5G網路切片將感測器和控制數據與其他網路用戶相隔離，因此安全性得到增強。

另一個很好的示例是裝配廠控制系統。機器人彼此通信以互相傳遞零件，並依靠5G邊緣計算進行通信。而基於霧的基礎架構將在相鄰機器人間增加另一級控制。你還可以輕鬆地將此概念擴展到化工廠過程式控制制系統。在這兩種示例中，5G的網路切片都可增強安全性。

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