5G技術對物聯網發展的影響

摘要：在當今社會生產生活中，信息技術已經成為必不可少的組成部分，而隨著信息技術的發展，5G技術順勢產生，其使用范圍正在逐步擴大，為人們提供更加便捷的通信體驗。5G技術的發展對于物聯網有一定的影響，必將進一步擴大物聯網應用范圍，為構建萬物互聯的智能化時代奠定重要基礎。文章對5G技術及物聯網進行了概述，分析了5G技術會對物聯網發展產生的影響，以及5G技術下物聯網的變革，并對“5G+物聯網”的未來發展趨勢進行了探討，從而明確5G技術下物聯網發展的重要方向。

關鍵詞：5G技術；物聯網；影響；趨勢

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.06.053

中圖分類號：TN 929.5，TP 391.44" " " " "文獻標志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2023）06-0-03

Abstract： In modern social production and life， information technology has become an essential component， and with the development of information technology， 5G communication technology is gradually expanding the scope of application， will bring more convenient technology application experience for people. For the Internet of Things， the development of 5G communication technology will further expand its application field and lay an important foundation for the construction of the intelligent era of the Internet of everything. This paper gives an overview of 5G communication technology and the Internet of Things， analyzes the influence of 5G communication technology on the development of the Internet of things， and the reform of the Internet of Things under the 5G communication technology， and discusses the future development trend of \"5G+ Internet of Things\"， so as to clarify the important direction of the development of the Internet of things under the 5G communication technology.

Key words： 5G communication technology; internet of things; influence; trend

物聯網是一種互聯網衍生技術，是能夠實現物與物連接的網絡，因此相較于互聯網，物聯網使用戶端得到了進一步擴大與延伸，實現萬物之間的互聯互通。5G技術的出現，為物聯網世界進一步拓展提供了基礎的網絡技術支撐，實現了網絡連接與服務對象從人到萬物的拓展[1]。在網絡信息技術快速發展背景下，5G技術與物聯網的高度結合成為當前網絡信息科學技術發展的主要方向，同時也是新時代網絡發展的重要目標，因此，需要深入研究5G技術對物聯網發展的重要影響，促進5G技術與物聯網的相互融合與完善，有助于萬物互聯的智能化社會的構建。

1" 5G技術與物聯網概述

1.1 5G技術

5G網絡通常被認為是4G網絡的延伸，其與4G網絡都是在數字信號基礎上建立的。國際電信聯盟（ITU）在2015年將5G技術命名為IMT—2020，并明確提出5G技術主要應用于移動寬帶、機器通信以及高可靠、低延時通信場景之中。5G技術的出現，使信息傳播速率大幅提升，更好地滿足人們對信息快速傳播的要求。同時，5G技術的出現，有效解決了4G技術中連接點終端數量受限問題，5G技術可以實現每平方千米內連接百萬以上的移動終端，真正意義上實現“萬物互聯”的效果[2]。從網絡通信可靠性來看，5G技術相較于4G技術有極大的提升，5G技術發送32字節的第二層協議數據單位的成功率可以達到99.99%以上；從網絡傳輸速率來看，5G網絡相較于4G網絡的傳輸用時更短，因此，5G網絡應用范圍可以實現進一步的拓展。對一些工業應用場景來說，5G網絡能夠充分彌補4G網絡傳輸延時的限制，空口延時可以維持在1 ms以內，端端互聯之間的延時也能夠保持在10 ms之內。

1.2 物聯網

根據國際標準化組織（ISO）的定義，物聯網是能夠實現人、物、系統以及各種信息資源互聯的一種基礎設施，其與智能化服務理念相結合，已滲透到人們的生活之中，為人們的生活帶來了便利。從字面意思理解，物聯網就是萬物的互聯。物聯網的層次結構有五層，即感知層、接入層、網絡層、管理層以及應用層。其中，感知層主要是利用傳感器設備獲取事物信息；接入層則是實現傳感器與互聯網的連接；網絡層實現接入信息的整合交換與共享；管理層成為主要負責進行信息的管理，包括信息保護、信息加密等；應用層則是在對信息進行整合與分析的基礎上，實現對信息的應用[3]。

2" 5G技術對物聯網發展產生的影響

2.1 進一步提高物聯網網絡速率

將Wi-Fi、ZigBee應用于物聯網網絡傳輸時，網絡速率比較慢，一旦網絡傳輸中的數據量較大或者連接終端的數量較多時，就會出現容量不足或者數據處理能力不夠的情況，進而出現網絡延時甚至擁堵。在5G技術的支持下，物聯網可以充分利用大規模MIMO技術的優勢，實現對大量終端設備的連接。并且在5G網絡中，D2D技術能夠完成短距離直接連接，將傳感器接收到的信息數據在5G網絡中直接向用戶設備傳輸，優化操作系統，進而增強信息傳輸的速率。因此，5G技術能夠改善物聯網傳輸條件，數據傳輸速率成倍提高，且網絡傳輸容量級數擴大，因而信息傳輸的速率和質量都會顯著增強[4]。

2.2 擴大物聯網的覆蓋范圍

在5G技術的應用中，其主要通過高頻傳輸、多天線技術、致密網絡等同時實現設備終端的直接通信。一方面在很大程度上加快了數據的傳輸時間和效率，另一方面也提升了設備終端的通信效率，從而使網絡覆蓋范圍更為廣泛，擴大了網絡頻率使用效率，縮小了終端通信模塊體積。因此，在物聯網技術的應用中，5G技術能夠為萬物互聯的智能交互系統建設提供可靠的技術支撐，進一步擴大物聯網的覆蓋范圍。

2.3 提升物聯網的經濟性

采用5G技術，基站或終端之間可以直接連接，因而減少了路由器等各類網絡層設備數量，有效降低了物聯網建設與實際應用的成本，使物聯網的經濟性全面突顯。

2.4 促進物聯網技術的創新發展

在5G技術支持下，以往很多利用4G技術難以實現的功能借助物聯網技術均可以一一實現，從而為物聯網技術的創新發展提供了更加廣闊的空間和平臺。因此，5G技術下的物聯網技術將會實現更多的創新發展。同時，隨著高新技術的快速更新迭代，物聯網的優勢越發顯著，從而為人類構建更加便捷美好的社會。

3" 基于5G技術的物聯網變革

自2020年開始，5G技術開始實現廣泛應用，成為推動物聯網走上發展快車道的關鍵基礎。緊抓5G技術發展的時代機遇，加快推進物聯網技術的變革，進一步推動物聯網標準統一化，加快物聯網創新發展，不斷提升物聯網安全性能，拓寬物聯網實際應用，是5G技術下物聯網變革的重要方向。

3.1 加快建立物聯網統一標準

近年來，我國致力于網絡通信技術的發展，實現了從4G時代的追趕者向5G時代的引領者的艱難蛻變。在有關5G短碼方案討論中，華為企業PolarCode方案獲得高度認同，被認定為最終解決方案。而從實際來說，我國5G技術尚處于起步階段，還需要加快標準的制定步伐，深入分析和全面考慮網絡與系統的融合，促進5G技術下物聯網的變革，實現物聯網發射頻段與系統環節標準的相互統一，進而有效拓寬物聯網設備進入網絡的范圍，使物聯網應用更加廣泛[5]。

3.2 創新思維，加強物聯網技術拓展

5G技術的應用，不僅促進了峰值速率的大幅提高，同時更是實現了頻譜效率的提升，延時的大幅縮短，連接數密度、水平流量密度的提高，為用戶提供了更好的網絡體驗，使技術應用整體得到顯著改善。物聯網中兩個相鄰節點的頻率等各項技術指標存在一定的差異，這與傳統網絡協議算法存在較大的不同，因此在5G技術下，物聯網實現改革發展還需要進一步改進傳統網絡協議，或者重新進行協議算法的設計，確保其具有較高的可用性，從而解決技術指標不同的問題。在以往的4G網絡中，物聯網中的很多功能由于受到網絡帶寬、能耗、連接密度和安全性等限制而難以實現，而5G技術則為物聯網實現技術創新提供了更為廣闊的空間，使物聯網的應用更為廣泛，在充分發揮其作用。

3.3 提高物聯網的安全性能

在5G技術支持下，物聯網可實現大量設備終端的接入，而這些呈級數增加的設備終端接入的背后，是大量數據的安全考驗，其中包括了個人的隱私數據、企業的商業機密以及國家的各類機密信息。因此，物聯網的安全性對于其在5G技術背景下的發展非常關鍵。面對快速發展的信息技術與網絡安全問題越發嚴重的形勢時，物聯網安全不能等同于傳統網絡的安全，需要從硬件基礎、技術標準等多個方面，綜合運用大數據、云計算等各種新技術的優勢，制訂針對5G技術下提升物聯網安全性能的有效方案。此外，在物聯網發展中，還應當建立完善嚴謹的入網監測體系和健全入網檢測模式，及時阻止安全標準不達標的設備終端入網，從而確保物聯網的安全性。只有具備充分的安全性能保障，5G技術下的物聯網發展才能夠為人們的生活工作提供可靠的信息傳輸功能，才可以讓人們更安心地享受物聯網帶來的便利。

3.4 拓寬物聯網實際應用范圍

目前，基于5G網絡的物聯網的應用范圍不斷擴大，其中最顯著的應用就是社會各領域的智能化建設，例如，無人駕駛、智能家居等已經成為社會發展的熱點，深受人們的青睞，實現了從遙控器到智能終端遠程控制，再從家電智能控制到家庭環境監測。社會智能化應用的出現改變了人們生活方式，使以往向往和想象的功能得以實現。5G通信中物聯網的應用范圍正在不斷向千家萬戶深入，但是，物聯網技術可以實現應用領域非常廣泛[6]，要想推動物聯網的長遠發展，還需要進一步拓寬其實際應用范圍，拓寬智能化生產生活的覆蓋面積。

4" “5G+物聯網”未來發展趨勢

在物聯網中，借助網絡能夠實現各種類型物體的連接，從而形成完整網絡系統，通過整合利用傳感器與嵌入式技術，實現對連接物體的實時定位、控制與追蹤。從社會發展的角度來說，物聯網技術是人類社會發展的一項重要成果。實現對物聯網技術的廣泛應用，能夠完成人與物、物與物之間突破時空限制的聯通。這對于社會各領域的創新發展均有著重要的推動作用，并且在很大程度上將助推人類社會進步，會為人們構建更加便捷化、智能化的社會。根據GSMA相關統計數據，從全球物聯網的總連接數來看，到2025年，物聯網總連接數可能會達到246億，而5G網絡用戶數量將會有18億，中國的占比將會達到45%左右，將成為全球最大的5G市場。與此同時，在我國工信部年度規劃中，5G通信基站建設已成為重點，正加速在主要城市群完成5G網絡的深度覆蓋。這一系列的舉措都表明了我國5G網絡建設已經逐步走上快車道，將不斷加快建設一個萬物互聯的社會。

5G技術具有大容量、高速率、低延時等顯著優勢，是未來“5G+物聯網”發展的基礎條件，物聯網的快速發展將促進社會各行業實現改革。在“5G+物聯網”背景下，5G網絡必須要順應物聯網發展催生出新的經濟模式以及規?；鲩L的網絡用戶量來擴大網絡覆蓋范圍，優化網絡連接，通過網絡切片和機器學習等技術，不斷推出新的創新技術，為終端用戶提供更好的服務體驗。同時，在構建數據豐富的環境的基礎上，滿足人們對設備聯網的需求。這些技術和服務將不斷提高人們的生活質量和工作效率。

在具體實踐中，“5G+物聯網”將會在智慧城市建設、智能建筑發展等領域實現創新發展。隨著我國新基建的快速發展，社會經濟正在逐步向數字化轉型升級，智能化產業將會在未來市場中占據重要地位，5G技術與物聯網也將會迎來重大機遇。同時，物聯網正在不斷釋放能夠促進轉型的服務，通過服務端與工業、農業以及醫療等各領域進行深度融合，構建行業物聯網，為行業轉型發展奠定重要的基礎，提供可靠的技術支撐。例如，在工業物聯網領域，通過實現對系統全面的數據采集與分析，根據相應的工作例程，實現自動化與智能化生產。

展望未來，“5G+物聯網”的深度融合發展，必將帶領新一輪科技革命走向更高的高度，從而助推未來社會各行業領域的轉型升級。當“5G+物聯網”的潛力被充分釋放的時候，人類社會必然會走向數字時代的高峰。

5" 結束語

總而言之，5G技術為物聯網發展帶來了積極影響與重大變革，為未來社會發展提供了重要的助推力。雖然，現階段5G技術仍然集中在商用應用領域，并且應用過程中還存在諸多問題，但我們依然不可否認5G技術對物聯網高速發展具有積極的影響。加快推進5G技術與物聯網的深度融合發展，推進萬物互聯的智能化社會建設，不斷加快技術研發與突破，實現物聯網統一標準化，提高物聯網安全性能，拓寬物聯網實際應用范圍，一定能夠帶領人類真正走向智能化時代，促進整個社會的進步與發展。

參考文獻

[1] 于海燕．物聯網形勢下的5G通信技術應用探討[J]．產業與科技論壇，2022（1）：30-31.

[2] 陳建成．5G移動無線通信技術對物聯網產業發展的影響[J]．電子技術與軟件工程，2021（15）：8-9.

[3] 周韜，周進．5G移動通信技術下的物聯網時代[J]．信息與電腦（理論版），2021（4）：193-195.

[4] 劉佳玲．5G通信技術與物聯網的融合與發展[J]．通信電源技術，2021（3）：123-125.

[5] 魏源鑫．5G通信技術時代物聯網產業發展趨勢研究[J]．財富時代，2020（4）：198.

[6] 宋素玲．5G通信網絡對物聯網發展的推動與變革[J]．內蒙古煤炭經濟，2020（4）：102，104.