基于5G通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

文/方璐

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司濟(jì)寧市分公司 山東省濟(jì)寧市 272000）

在大眾物質(zhì)文化生活水平不斷提高的今天，移動網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)融入到了現(xiàn)實(shí)生活的方方面面，而人們對于網(wǎng)絡(luò)通信與物聯(lián)網(wǎng)的要求也變得越來越高，因此，要想滿足人們的多樣化生活需求，就必須要大力發(fā)展5G通信技術(shù)，并將其應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈之中，促使物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)行效率得到進(jìn)一步提升，盡快實(shí)現(xiàn)整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)型，而在5G通信技術(shù)的視角下對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展進(jìn)行研究，也同樣是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。

1 5G通信技術(shù)概述

5G通信技術(shù)又稱第五代蜂窩移動通信技術(shù)，是在4G（第四代）移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的創(chuàng)新型移動通信技術(shù)，與前幾代移動通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)不僅具有著穩(wěn)定性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸速率高、系統(tǒng)容量大、延遲低的優(yōu)勢，同時還能夠起到降低能源消耗、節(jié)約成本的效果，在性能上有了極大的提升。例如在數(shù)據(jù)傳輸速率方面，4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率通常在0.1Gbit/s 左右，但在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸速率最高卻可以達(dá)到10Gbit/s，速度提升了近百倍，即便是與英國電信運(yùn)營商EE 提供的全球最快4GLTE-LTE-A 網(wǎng)絡(luò)相比，5G通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率也要快12 倍左右。而在延遲方面，4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間通常在50ms 左右，而5G移動通信網(wǎng)絡(luò)則可以將這一延遲降低降低到1-2ms，這對于工業(yè)制造、醫(yī)療、自動駕駛、VR 游戲等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展都有著非常重要的意義。另外，從物聯(lián)網(wǎng)的角度來看，由于以5G通信技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的通信網(wǎng)絡(luò)能夠與其他各類網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有效融合，因此借助多天線網(wǎng)絡(luò)無線傳感器，就可以將設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接起來，對各種網(wǎng)絡(luò)信息高效的交互控制，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)的推廣發(fā)展起到很大幫助。

2 5G通信技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的影響

2.1 硬件產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展離不開硬件設(shè)備的支持，4G 時代下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈雖然已經(jīng)得到了初步完善，國內(nèi)的物聯(lián)廠硬件廠商也比較多，但由于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常之廣，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谖锫?lián)網(wǎng)硬件設(shè)施的需求也比較大，因此各類硬件設(shè)備的供應(yīng)一直都很難滿足市場需求，物聯(lián)網(wǎng)的推廣發(fā)展也因此受到了不小的限制。然而在5G通信時代下，Millimeter Wave 技術(shù)（毫米波通信技術(shù)）作為5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)得到了迅速推廣，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的硬件產(chǎn)業(yè)也隨之得到了很好的發(fā)展。與傳統(tǒng)的微波通信系統(tǒng)相比，毫米波通信系統(tǒng)中的元器件尺寸體積大大減小，毫米波通信元器件也更容易實(shí)現(xiàn)小型化集成，在這樣的情況下，物聯(lián)廠硬件廠商的硬件設(shè)備產(chǎn)量能夠?qū)崿F(xiàn)較大提升，硬件產(chǎn)業(yè)也會迅速發(fā)展起來，并實(shí)現(xiàn)在整個產(chǎn)業(yè)鏈中價(jià)值占比的提升。

2.2 通信標(biāo)準(zhǔn)逐漸統(tǒng)一

由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展時間相對較多，因此其產(chǎn)業(yè)鏈雖然已經(jīng)初步形成，但不同領(lǐng)域的移動通信標(biāo)準(zhǔn)卻并未得到統(tǒng)一，這使得物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出了傳感器/芯片廠商、電信運(yùn)營、系統(tǒng)集成商等模塊分化的現(xiàn)象，如果不能夠盡快解決這一問題，那么在獨(dú)立式競爭模式下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展優(yōu)勢就會逐漸喪失，并給物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展帶來巨大阻礙。而在5G通信時代下，由于5G移動通信技術(shù)的研究本身就需要對TDD、FDD 等多個移動通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行同和，并展開多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的研究，因此能夠?yàn)橐苿油ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一創(chuàng)造良好條件，而隨著5G移動通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，未來移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有望實(shí)現(xiàn)全球的統(tǒng)一化，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的模塊分化問題也必然會得到解決。在5G技術(shù)推動下，非獨(dú)立式框架發(fā)展效果更理想。

2.3 先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用

5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要以多種新興技術(shù)作為支撐，而在5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化后，其各種新興關(guān)鍵技術(shù)也會在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供重要支撐。以Massive MIMO 技術(shù)為例，該技術(shù)作為5G移動通信中提高系統(tǒng)容量與頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)，雖然在近幾年才剛剛發(fā)展起來，但由于其能夠?qū)ΧS、三維的實(shí)現(xiàn)技術(shù)模型進(jìn)行綜合優(yōu)化，建立大規(guī)模的MIMO 系統(tǒng)，因此無論是空間分辨率還是對空間維度資源的深度挖掘，與現(xiàn)有MIMO 系統(tǒng)相比都有著明顯的優(yōu)勢。而在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，借助Massive MIMO 技術(shù)在空間維度資源挖掘方面的優(yōu)勢，則可以在保持原有基站密度與帶寬的基礎(chǔ)上提升高頻譜效率，避免不同物聯(lián)網(wǎng)用戶之間互相干擾、影響，這一作用雖然在現(xiàn)階段并未體現(xiàn)出太高的價(jià)值，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)推廣應(yīng)用，未來其對于物聯(lián)網(wǎng)流暢性與使用效率的提升將是十分關(guān)鍵的。

2.4 安全隱私難以保障

在物聯(lián)網(wǎng)時代下，5G移動通信技術(shù)雖然給物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展帶來了很多幫助，但也同樣造成了一定的負(fù)面影響，而近兩年逐漸暴露出來的用戶安全隱私問題則正是其中之一。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在使用過程中需要記錄物聯(lián)網(wǎng)用戶的各種隱私信息，而這些數(shù)據(jù)信息目前有缺乏必要的保護(hù)，因此一旦有不法分子掌握了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的漏洞，就能夠直接登錄物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并獲取設(shè)備的管理權(quán)限，竊取設(shè)備中存儲的個人隱私信息自然也就不在話下。從目前來看，由于全球范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量較少，因產(chǎn)生的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)也并不多，因此物聯(lián)網(wǎng)用戶的安全隱私問題尚未得到廣泛重視，但在5G移動通信技術(shù)發(fā)展起來后，未來物聯(lián)網(wǎng)的互通性必將進(jìn)一步提升，而針對物聯(lián)網(wǎng)用戶的安全隱私問題也會變得愈加嚴(yán)重。據(jù)IDC 報(bào)告顯示，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將會達(dá)到200 億臺以上，這些設(shè)備每天所產(chǎn)生的用戶隱私數(shù)據(jù)是無法計(jì)量的，即便其中的極少一部分?jǐn)?shù)據(jù)信息被不法分子所竊取，用戶所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)也同樣會非常之大。

2.5 成本問題逐漸凸顯

雖然從長期來看，5G通信技術(shù)的低成本特點(diǎn)能夠在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮出較大作用，但在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，由于電子標(biāo)簽、讀寫設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的價(jià)格本身就比較昂貴，而5G通信技術(shù)的支持又會使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的整體規(guī)模迅速擴(kuò)大，因此物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展所面臨的成本問題仍然十分嚴(yán)峻。例如在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，5G在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用必然需要以大量的基站為基礎(chǔ)，由于國家5G的頻率在3.5GHz-4.9GHz，因此與1.8GHz 頻率相比，基站數(shù)量至少會增加一倍，而在這樣的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模下，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對于節(jié)點(diǎn)的需求也會多達(dá)數(shù)百億個，并使前期投入大大增加。

3 5G通信技術(shù)支持下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

3.1 智能家居

受現(xiàn)代人的高生活品質(zhì)要求影響，家電家具行業(yè)一直都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最為主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，在4G 時代下，由于家具、家電產(chǎn)品的價(jià)格通常都比較高，因此消費(fèi)者雖然對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下的智能家具、家電擁有著較強(qiáng)的購買意愿與需求，但在消費(fèi)時仍然會針對商品價(jià)格、性能、安全性等展開綜合分析，市場規(guī)模實(shí)際上并不大。但在5G時代到來后，由于5G移動通信技術(shù)能夠大大提升數(shù)據(jù)傳輸速率、減少延遲、擴(kuò)大系統(tǒng)容量，因此即便在現(xiàn)有的基站密度下，物聯(lián)網(wǎng)也能夠支持多個智能家具、家電的共同使用，其功能多樣性、性能、安全性都有了較大的提升，這能夠極大的刺激消費(fèi)者購買意愿，并使整個智能家居產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。

3.2 建筑行業(yè)

建筑行業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用雖然相對較少，但在近些年建筑施工環(huán)境破壞、污染問題日趨嚴(yán)重的情況下，很多建筑施工也開始嘗試?yán)梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)來對各種施工設(shè)備進(jìn)行精確控制，并希望通過這樣的方式來達(dá)到綠色節(jié)能的目的。從目前來看，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尚存在著很多不完善之處，因此在建筑施工及拆除過程中，施工設(shè)備的控制精度并不理想，對環(huán)境污染、破壞的控制效果也不夠理想，但在5G移動通信技術(shù)出現(xiàn)并得到應(yīng)用后，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的控制精度會在高數(shù)據(jù)傳輸速率與低延遲的影響下得到較大提升，而通過施工設(shè)備精確控制來實(shí)現(xiàn)綠色建筑也會隨之成為現(xiàn)實(shí)。

3.3 醫(yī)療領(lǐng)域

在過去的幾年間，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始在醫(yī)療設(shè)備中得到應(yīng)用，并使得醫(yī)生可以遠(yuǎn)程控制醫(yī)療機(jī)械手或便攜設(shè)備完成遠(yuǎn)程診療，但由于4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量不穩(wěn)定，很容易影響診療的連續(xù)性，同時網(wǎng)絡(luò)延遲問題還會使遠(yuǎn)程醫(yī)療器械的反饋及時性大大下降，因此遠(yuǎn)程醫(yī)療的實(shí)際應(yīng)用仍然會受到很多限制。而5G技術(shù)帶來了網(wǎng)絡(luò)層的全面提升，這在很大程度上滿足了醫(yī)療實(shí)時性、高效性以及穩(wěn)定性的需求。在5G網(wǎng)絡(luò)下的遠(yuǎn)程醫(yī)療，由于移動通信網(wǎng)絡(luò)的具備了低延遲、高傳輸速度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，因此醫(yī)生在遠(yuǎn)程診療的過程中，基本無需擔(dān)心因信號質(zhì)量問題而導(dǎo)致診療中斷，同時在遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)械反饋的圖片、視頻擁有更高清晰度后，醫(yī)生也能夠更加及時、準(zhǔn)確地的對患者病情進(jìn)行判斷。由于網(wǎng)絡(luò)延遲大大縮短，醫(yī)生還可以借助高控制精度的遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)械來完成手術(shù)操作，這對于醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展是非常重要的。在5G的條件下，原始醫(yī)療數(shù)據(jù)可以即時存儲、分析和歸檔，這對提升全國乃至全球急救診療水平都有著重要意義。

4 5G通信技術(shù)推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的有效策略

4.1 調(diào)整地方產(chǎn)業(yè)鏈部署

5G移動通信技術(shù)的發(fā)展雖然會為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供重要技術(shù)支持，但要想讓5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)有效融合，仍需要對地方產(chǎn)業(yè)鏈的部署進(jìn)行合理調(diào)整。一方面，由于5G移動通信技術(shù)尚未完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，因此在對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行部署時，還需充分考慮各地區(qū)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢與劣勢，并充分利用各地區(qū)的優(yōu)勢進(jìn)行產(chǎn)業(yè)模塊布局，以保證物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性，為5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好基礎(chǔ)條件。另一方面，由于物聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)群體出現(xiàn)了較大的變化，因此物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈布局還需針對消費(fèi)者需求進(jìn)行展開深入的數(shù)據(jù)調(diào)查分析，并根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果確定合理的產(chǎn)業(yè)鏈布局策略。

4.2 優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃

在5G移動通信技術(shù)的支持下，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域逐漸形成了很多新的商業(yè)模式，而5G的泛在化特點(diǎn)在使物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備不斷增多的同時，也會讓物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式呈現(xiàn)出多元化特點(diǎn)。因此，未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須要充分考慮到5G通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的加速迭代與演進(jìn)，并據(jù)此在多元化商業(yè)模式的基礎(chǔ)上對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展展開全新規(guī)劃，以適應(yīng)各種全新商業(yè)模式。例如在智能家居領(lǐng)域，智能洗衣機(jī)就可以依托5G移動通信網(wǎng)絡(luò)，對洗衣機(jī)中的衣服進(jìn)行智能識別，并根據(jù)其特點(diǎn)自動選擇洗衣模式，甚至還可以將衣服新舊狀態(tài)等信息反饋給制衣企業(yè)等，指導(dǎo)他們改進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)，而在這種全新的商業(yè)模式下，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃自然也需要不斷做出相應(yīng)的調(diào)整。

4.3 加大信息安全防護(hù)力度

針對物聯(lián)網(wǎng)用戶的安全隱私問題，未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)必須要對信息安全防護(hù)予以高度重視，一方面加快對物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)的研究，由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商、相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作，從物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、硬件設(shè)備等多方面入手，研發(fā)網(wǎng)絡(luò)信息安全隱患的檢測技術(shù)與安全防護(hù)技術(shù)，團(tuán)結(jié)整個產(chǎn)業(yè)鏈的力量來打造良好的物聯(lián)網(wǎng)安全生態(tài)。而在另一方面，則需要將基于物聯(lián)網(wǎng)全生命周期的用戶隱私安全防御體系建立起來，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)、芯片生產(chǎn)、軟件設(shè)計(jì)等多個環(huán)節(jié)制定安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是信息安全防護(hù)能夠成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心任務(wù)，從根源上全面規(guī)避了用戶的安全隱私信息泄露問題。

4.4 加強(qiáng)前期建設(shè)成本控制

由于5G時代下物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期投入較高，因此未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，整個產(chǎn)業(yè)都必須要樹立正確的成本控制意識，從節(jié)點(diǎn)建設(shè)、技術(shù)研發(fā)等多方面入手來合理把控整個產(chǎn)業(yè)鏈的成本，降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的價(jià)格，以免因?yàn)槌杀具^高而使整個產(chǎn)業(yè)鏈陷入發(fā)展困境。另外，對于RFID 標(biāo)簽等方面的高成本投入，整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)還需對成本進(jìn)行合理分?jǐn)偅駝t一旦將成本集中在某一個環(huán)節(jié)，那么在利潤較低的情況下，就可能會出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈斷裂問題。

5 結(jié)束語

總而言之，5G通信技術(shù)在硬件產(chǎn)業(yè)、通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用等方面為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展帶來了巨大幫助，在醫(yī)療、建筑、智能家具等領(lǐng)域也有著非常良好的應(yīng)用前景，但要想將讓整個產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定發(fā)展，也同樣需要關(guān)注地方產(chǎn)業(yè)鏈部署、前期成本控制、信息安全防護(hù)等問題。