大规模物联网和5G:大规模蜂窝物联网的下一步是什么
大规模物联网 vs. 关键性物联网 物联网（IoT）正在利用数字转型的推动力，改进LTE物联网并发展5G网络。LTE物联网和5G使快速、经济高效的连接成为可能，并提供来自成熟标准的高灵活性，选择包括以下几种： - 低速率、低功耗 - 高速、低延迟 随着行业发展，专家认为大多数应用场景将归为两类：关键性物联网和大规模物联网。 关键性物联网应用指的是那些需要低延迟和超高可靠性的场景。这些场景对带宽需求高、容错能力低，包括任何需要持续数据连接才能运作的设备，例如： - 远程医疗 - 应急响应人员 - 工厂自动化 正如其名所示，大规模物联网的关键在于规模而非速度。物联网部署的设备数量可以达到数百到数十亿。这些应用的主要目标是高效地传输并处理来自大量设备的少量数据。 可能归类为“大规模”物联网的行业包括： - 智能穿戴设备 - 智能汽车 - 智能家居 - 智慧城市 - 工业物联网 根据IndustryARC的预测，到2026年，大规模物联网的市场规模可能达到1214亿美元，在2021年至2026年期间将以7.1%的年复合增长率（CAGR）增长。推动这一增长的是对于大规模自动化和机器智能日益增长的需求。 当物联网网络变得愈加庞大，构建和维护这些网络的技术挑战也将随之增加，这些挑战包括组件的： - 可扩展性 - 安全性 - 低成本 - 低功耗 - 低延迟 物联网连接方式：从LPWAN到5G 大规模物联网应用天然契合蜂窝式低功耗广域网（LPWAN）。这些蜂窝网络满足了大规模物联网部署的需求。它们可以建立在诸如LTE-M和窄带物联网（NB-IoT）等先进LTE技术之上。 LTE-M和NB-IoT使用更窄的带宽，专为低吞吐量应用优化。长期以来由2G和3G承载的低数据流量，正在随着这些旧标准逐渐被淘汰，大量迁移到4G和5G。随着LTE-M和NB-IoT随着每一代5G的发布而不断改进，蜂窝网络上的大规模物联网将进一步发展。 随着连接设备数量的增加，LTE-Advanced（LTE-A）、LTE-A Pro和5G将有望满足大规模物联网和移动宽带的需求。与新兴5G技术相结合的蜂窝LPWAN，从高速低延迟到节能型解决方案，提供了多样化的选择。它们使用能更好地处理高连接密度的蜂窝技术。 5G在使用24至100GHz之间的毫米波（mmWave）时，可达到最高带宽。5G将优先使用这一频段作为高速热点，而大规模物联网则可在频谱的低端自由发展。 企业正将5G投资转向边缘计算、高级分析和人工智能，以扩展能够连接以下系统的物联网网络： - 自动驾驶汽车 - 智能建筑 - 智慧城市 - 工业互联网（即工业4.0） 在公营和私营领域投入数十亿美元的基础设施，将催生革命性的无线技术。 大规模物联网的挑战 在全面实现5G之前，必须解决多个大规模物联网的挑战。高级LTE网络需要具备增强的能力，以应对越来越多的移动和物联网设备接入网络所带来的数据流量激增。 另一个重大挑战是数据安全的担忧。如CMS Wire上David Roe所写：“若要增强公众对物联网的信心并避免严重的安全问题，安全性必须优先于创新。”随着不法分子不断测试物联网网络日益增长的漏洞，行业将面临更多攻击。数据安全将成为客户投资物联网解决方案时的重要竞争优势。 人工智能、机器学习和边缘计算将在大规模物联网的安全设计中发挥重要作用，更强的认证方式也必不可少。投资大规模物联网的企业必须在5G蜂窝连接推出之前，提前加强安全协议。增强安全性将有助于保持消费者信心，并防止未经授权的访问。 大规模物联网承诺为全球各类设备提供新的连接方式。然而，它也会对网络的可靠性和安全性造成压力。随着越来越多的新场景出现，隐私侵犯、人身伤害和数据窃取的风险也将随之增加。 **编者按：** 本文最初于2020年9月21日发布，此后已更新。
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