在考慮哪個市場部門將首先產(chǎn)生可觀的 5G 收入時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 緊隨其后，僅次于消費(fèi)設(shè)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(yīng)用呢？哪些應(yīng)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(xì)地了解它在實(shí)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(jī)、平板電腦或計(jì)算機(jī)。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(shè)備。

這仍然是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個相當(dāng)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(lǐng)域，我們可以看到 5G 的重要用例將包括狀態(tài)監(jiān)測、機(jī)器人、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)和過程控制。

在最近的一項(xiàng)調(diào)查中，調(diào)查受訪者認(rèn)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(yīng)用”或主要用例。機(jī)器人技術(shù)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(yīng)用（至少 30% 的調(diào)查參與者都提到了這些應(yīng)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(shí)間有關(guān)，狀態(tài)監(jiān)測和機(jī)器人技術(shù)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(yù)測性維護(hù)中的使用是一個應(yīng)用示例，可??以輕松量化 IoT 的財(cái)務(wù)收益，從而更直接地證明制造商的合理性。機(jī)器人技術(shù)可以通過需要私有 5G 無線基礎(chǔ)設(shè)施來刺激投資，因?yàn)楝F(xiàn)有的有線連接無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和自主工廠機(jī)器人等應(yīng)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(dá) 10 Gbps 的更快數(shù)據(jù)速率，以及從一個基站支持更多設(shè)備的能力。在工業(yè)環(huán)境中，這對于技術(shù)人員使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程診斷設(shè)備問題等應(yīng)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(shí)間可能低至 1 毫秒，而 4G 的時(shí)間約為 200 毫秒。這對于過程控制至關(guān)重要，因?yàn)?5G 用于實(shí)時(shí)控制設(shè)備，以及移動工廠機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。例如，取放機(jī)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(luò)，由算法處理并將指令轉(zhuǎn)發(fā)給機(jī)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(biāo)準(zhǔn)包括多項(xiàng)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(shí)廣泛使用睡眠模式。就每比特?cái)?shù)據(jù)的瓦特?cái)?shù)而言，5G 的效率比 4G 網(wǎng)絡(luò)高出 90%。對于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這會對設(shè)備在兩次充電之間的運(yùn)行時(shí)間產(chǎn)生很大影響。

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

頻率很重要

另一個需要考慮的技術(shù)領(lǐng)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(shí)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(bǔ)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空白。

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

除了網(wǎng)絡(luò)本身，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備顯然需要針對 5G 連接進(jìn)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(shè)計(jì)才能跟上——從連接器到微控制器。

向 5G 的轉(zhuǎn)變提供了替代頻段，在低于 6 GHz 的頻譜中運(yùn)行，低至 450 MHz。這個更遠(yuǎn)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(shí)犧牲了 mmWave 可實(shí)現(xiàn)的超快速度。在實(shí)踐中，這些低于 6 GHz 的頻率可能非常適合用作過渡技術(shù)。

5G 在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場存在巨大機(jī)遇，但要充分利用其優(yōu)勢，需要根據(jù)具體用例以及技術(shù)和業(yè)務(wù)目標(biāo)直接進(jìn)行仔細(xì)評估和規(guī)劃。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的将 5G 应用于工业物联网的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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