5G的使命是控制和操纵物联网设备?

标签:物联网设备5G

访客:29063  发表于:2015-10-10 11:04:56

每个人都认为认为5G是指过了4G后的第五代,但他们都错了——即使是智能手机营运商也散播这样的错误信息——这是德国德勒斯登工业大学(TU Dresden)通信网络教授Frank Fitzek在日前举行的SEMICON Europa 2015上所强调的重点。

“5G听起来就像是4G的进一步升级,但其实不然,”Fitzek表示,“5G技术纯粹是为了物联网(IoT)设备的控制与操纵而打造的。”

5G的使命是控制和操纵物联网设备?

为了证明自己的观点,Fitzek引用最高与最低的两项数据预测——在2020年时,全世界将有最高达5千亿台/至少达500亿台的IoT设备互连。他指出,这些设备大部份都不会是智能手机,因为地球上也只有70亿人。

“就 算每个人都有2支手机,比起5G的连网汽车、连网列车、连网机器人、连网电网、连网城市、连网医疗保健以及连网教育等数量,也会变得相形见绌,” Fitzek说,“对于人手2支的140亿支智能手机来说,4G技术已经够好了。5G当然能让智能手机浏览网页更迅速,但5G并不是为此而打造的,而 是为了解决问题——特别是4G无法解决的延迟问题。”

为了控制自动驾驶列车、汽车、机器人以及人们梦想中的其他各种IoT 设备,有必要以一种更接近当今的方式进行连接。他们需要真正使用不同的路径来发送相同的信号(Fitzek说,虽然TCP/IP能够使用不同的路径,但如 果你追踪传送信号的路由器到达同一端点,它每天都会是相同的)。

Fitzek说:“自动驾驶车将会是真正的连网汽车,因为效 率和安全性将会需要彼此间以固定延迟进行通信。智慧工厂和智能机器人也同样需要以固定延迟互连。还有我所谓的触觉因特网——你能在远程 真正感觉到物体质 感,所有的一切都需要固定的延迟;无论信号走什么路径,延迟的时间绐终是相同的——1毫秒。”

为了证实这一点,Fitzek交给我一个头戴式显示器,设定好1ms延迟后扔了一颗足球给我,我很轻松地接住了。在来回丢了几次球后,他把延迟设定改为10ms,我怎么样也接不到球了,甚至设定在2ms时,他就站在我面前丢球,球也一样从我手中滑落,我什么都接不住。

他说还可以用自动的机器人、汽车、工厂机器等更多例子进行展示,结果都会是一样的。4G和5G之间的差别在于确保了1ms的延迟,因而可使得连网的IoT设备变得更普遍可靠、安全与稳定。


5G的使命是控制和操纵物联网设备?

为了改善所定义的可靠性、吞吐量、延迟、复杂度与能耗,5G利用协同策略与网络编码的关键技术

Source:TU Dresden

我反驳道,“汽车以每小时55英哩的速度行驶又该怎么说呢?”他马上露出灿烂的笑容,让我彷佛掉进了一个精心设计的陷阱中。

Fitzek:“没错,但他们大致上都以相同的速度行驶,因此,相对于彼此而言,他们仍然需要1ms的延迟,才能有效地进行通信,第一部车在煞车时传送1ms延迟的信号给其后的汽车,第二部车再传送信号至其后的汽车,以此类推。而你只需要确保1ms延迟即可。”

Fitzek 坚持认为,为了符合5G规格,我们所要做的就是实现1毫秒的延迟,不管信号传送到多远都一样,再加上它还确保了即使是世界上最厉害的黑客也无法破 解的加密技术。既要实现更安全的加密技术,同时又不能影响延迟,是相当困难的事,但Fitzek表示,他已经组织了一群研究生共同试验他的想法十多年了,相信很快 就能克服这项挑战。

在这十多年的研究期间,Fitzek的学生已经分拆出五家公司了,目前正致力于推动5G革命的不同层面进展。他说,这些研究概念包括复杂的数学演算,但可迅速执行;具有高能效,而且可靠又超安全。虽然他现在还不打算发表这些成果,但我们已经见识到1ms的实力。

网络切片(network slicing)结合每一个基地台内的认知运算、本地储存与本地连网,加上传输期间随机次数的加密编码与重新编码,都只能由目标收件人进行译码。实现这一 目标的工具就是软件定义网络(SDN)、软件定义储存以及软件定义无线电(SDR),以便增加灵活性、重新排序封包、译码多个编码数据路径,以及最重要的 就是——都必须在1ms延迟的条件下实现。

5G的使命是控制和操纵物联网设备?

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