雖然物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在似乎無(wú)處不在，但5G將確保它們真正無(wú)處不在。

不過(guò)，這不僅僅指智能手機(jī)。它包括從受限制的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如監(jiān)控智能建筑燈和門的傳感器和執(zhí)行器）到制造自動(dòng)化和熟練地提供在線購(gòu)買的自動(dòng)駕駛汽車的所有內(nèi)容。5G提供高速，大容量和低延遲的承諾將很快意味著幾乎所有地方都將以某種方式連接。

5G帶來(lái)的技術(shù)發(fā)展是驚人的。想象一下，智能城市可以遠(yuǎn)程監(jiān)控公用事業(yè)儀表或根據(jù)需要而不是每周安排廢物收集;綠色空間城市照明，在沒有人在場(chǎng)時(shí)變暗或關(guān)閉，節(jié)省數(shù)千美元的電力成本，或者交通信號(hào)燈可以通過(guò)作為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信來(lái)減少擁堵。農(nóng)村社區(qū)也將受益，在外科醫(yī)生無(wú)法親自執(zhí)行手術(shù)的地區(qū)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)。

5G的原則

5G推出背后的指導(dǎo)原則是由電信和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最聰明的頭腦以及TSG，IEEE，GSMA，ITU和CBRS等知名組織共同塑造的。到目前為止，組織和將想法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的最著名的團(tuán)體是3GPP，其規(guī)范是5G架構(gòu)和實(shí)施的全球黃金標(biāo)準(zhǔn)。

3GPP對(duì)新服務(wù)和市場(chǎng)技術(shù)推動(dòng)者的開創(chuàng)性研究，也稱為SMARTER，認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。他們將所有潛在的用例匯總到一項(xiàng)研究中進(jìn)行審查和評(píng)估，最初確定了新技術(shù)的70個(gè)潛在用例。通過(guò)將不同的用例分組到具有共同功能的類似類別中，他們最終能夠定義三大類別，這些類別構(gòu)成了當(dāng)今5G的基本類型;電子銀行、移動(dòng)通信技術(shù)委員會(huì)和網(wǎng)址。

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶 （eMBB） 可提供增強(qiáng)的連接性、更高的容量和更高的用戶移動(dòng)性。它可幫助用戶體驗(yàn)沉浸式視頻會(huì)議，獲得快速視頻下載，并隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。這是最早推出的功能之一，幸運(yùn)的是，它允許知識(shí)工作者在家工作，在迫切需要它的時(shí)候，業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)幾乎沒有中斷。

大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）是低復(fù)雜性，低能耗類型的設(shè)備（如傳感器）進(jìn)行通信的地方。他們沒有使用的能量或容量，他們彌補(bǔ)了密度。mMTC 每平方公里可容納多達(dá) 100 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，非常適合具有大量傳感器通過(guò) NB-IoT、LTE-M 或低功耗廣域網(wǎng) （LPWA） 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的智能城市。

超高可靠性、低延遲通信 （URLLC） 支持需要高可用性（大于 99.999% 或“五個(gè) 9”）、低延遲 （1 ms） 和高移動(dòng)性的任務(wù)關(guān)鍵型基礎(chǔ)架構(gòu)。此用例需要高質(zhì)量的服務(wù) （QoS），而其他用例則不需要。這里的通信必須是精確的，因?yàn)樗糜谏厦嫣岬降能囕d物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人手術(shù)等。

從 4G 遷移到 5G

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商從4G升級(jí)到5G，他們正在解決三個(gè)主要領(lǐng)域：頻譜，無(wú)線接入網(wǎng)（RAN）和蜂窩接入網(wǎng)（通常稱為移動(dòng)核心）。許多公司正在花費(fèi)數(shù)十億美元來(lái)確保在24.25 GHz及更高的下6 GHz和上毫米波（mmWave）范圍內(nèi)獲得珍貴的許可無(wú)線電頻率。其他人則依靠中檔，輕度許可或共享頻譜，如公民寬帶無(wú)線電服務(wù)（CBRS）來(lái)開發(fā)專用網(wǎng)絡(luò)。

LAN 包括基站和回程，它們將基站彼此連接并連接到移動(dòng)核心。新型天線可實(shí)現(xiàn)多輸入和多輸出 （MIMO），從而增加基站容量。添加更密集定位的宏基站，輔以小型蜂窩甚至街道級(jí)網(wǎng)格系統(tǒng)，正在增加滿足預(yù)期需求的容量。

新的移動(dòng)核心架構(gòu)標(biāo)志著從4G到5G的明顯轉(zhuǎn)變，并且是公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）的基于證書的身份驗(yàn)證協(xié)議的理想選擇。除了其他增強(qiáng)功能外，5G現(xiàn)在還允許使用智能手機(jī)中常見的傳統(tǒng)SIM卡以外的其他設(shè)備身份驗(yàn)證方法。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行方式與智能手機(jī)大不相同，并且通常不使用SIM卡，因此它們需要一種能夠更好地滿足其需求的身份驗(yàn)證方法。最常用的方法，特別是對(duì)于安全的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份驗(yàn)證是PKI。

PKI 在 5G 中實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全

預(yù)計(jì)有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將進(jìn)入市場(chǎng)并連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，PKI在大規(guī)模處理設(shè)備身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)完整性和隱私方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于通過(guò)5G“切片”實(shí)現(xiàn)的專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)尤其如此。專用網(wǎng)絡(luò)或3GPP所謂的“非公共網(wǎng)絡(luò)”可實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，其中獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)可以共享相同的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和蜂窩頻譜范圍，同時(shí)保持安全的獨(dú)立并與其他網(wǎng)絡(luò)分開。由于互聯(lián)制造以及更重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施（如智能城市或發(fā)電廠）等“事物”利用了5G功能，因此，通過(guò)專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的PKI管理的強(qiáng)大，獨(dú)特的設(shè)備身份來(lái)保護(hù)私有蜂窩網(wǎng)絡(luò)，有望實(shí)現(xiàn)最佳選擇。

5G嚴(yán)重依賴云技術(shù)，特別是移動(dòng)核心，其設(shè)計(jì)基于通常由PKI證書保護(hù)的Web服務(wù)的使用。隨著網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越多地參與這些基于云的微服務(wù)，使用PKI來(lái)保護(hù)它的情況也將增長(zhǎng)，進(jìn)一步鞏固其作為首選物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制的地位。為了簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備注冊(cè)到基于云的服務(wù)，GlobalSign 等全球證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)正在與微軟的 Azure IoT 中心和 AWS IoT Core 等領(lǐng)先的云服務(wù)合作，通過(guò)將他們的技術(shù)集成為協(xié)作解決方案，為低接觸/零接觸云注冊(cè)鋪平道路。鑒于5G的復(fù)雜性，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備注冊(cè)的便利性被視為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商，專用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等的福音，他們渴望簡(jiǎn)化其網(wǎng)絡(luò)部署。

毫無(wú)疑問(wèn)，5G將增強(qiáng)用戶的手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和視頻體驗(yàn)。可以說(shuō)，5G最大的影響和貢獻(xiàn)將是它以我們永遠(yuǎn)無(wú)法想象的方式實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的獨(dú)特能力。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不僅將存在于5G世界中，還將主導(dǎo)它。

審核編輯：郭婷