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第四次工业革命要来了!5G将彻底改变物联网 释放人工智能真正的潜力

来源: 网络 2018-09-30 加入收藏 1,340

语音和短信服务(SMS)如今还是一如2008年那样。但到2019年,移动电话和电信网络将经历另一个大变样的时代,5G智能手机甚至还没有设计好。我们将看到我们从未想象过的沟通。物联网接入一切,游戏和娱乐融合,增强现实和光通信成为新的普通计算机界面。

软件总是超过硬件。我们编写尖端软件的能力始终突破了处理器和网络的界限。处在5G的黎明,它没有什么不同。我们的通信模式和应用程序(十年前不存在)推动了对更快、更可靠的网络的需求。硬线基础设施架空电线杆和铜线或光纤线路的成本变得越来越高,而且更容易受到自然灾害的影响。

因此,步入5G时代,是乐观主义者的必杀技。

5G将为未来的无线连接带来魔力:延迟减少十倍,延迟将低至1毫秒,连接密度增加十倍,这将为物联网连接提供更高效的信号。三倍的频谱效率,使用先进的天线技术将使每赫兹的比特数将会更多。传输容量增加了一百倍,导致网络超密集化,各处都有更多的小型信号塔。吞吐量提高十倍,从而带来更好的用户体验。多Gbps峰值速率将更加均匀。网络效率提高一百倍,网络能耗更低。

复杂的技术讨论到此为止。简而言之,5G将实现快速移动和超越有线通信。

切换到5G将意味着更长的设备电池寿命,更低的成本,增强的蜂窝足迹,更高的吞吐量,增强的容量,低延迟,几乎没有数据包丢失。

至少那是希望之中的。

但5G技术远非完美。虽然它不可避免地会向前推进,但还是有一些竞争,特别是来自SpaceX和蓝色起源等太空传播技术。谷歌,亚马逊,Facebook甚至微软都在试验5G的替代品。

首先,5G设备和部署是昂贵的。初始阶段的部署和维护将非常昂贵。具有5G功能的iPhone入门级价位将在1,500美元。负面影响将是重新制定富人和穷人之间的数字鸿沟。不太富裕的人群将陷入4G和落后的应用程序和通信,而那些钱包鼓鼓的人将享受超出当前想象的通信和应用程序。

5G通常不能穿透墙壁甚至厚衣服。只支持5G的手机可能无法在滑雪时接收信号,因为它隐藏在你的滑雪夹克中。混合技术将与5 G配对,以弥补穿透性的损失,这仍然是任何人的战场。 5G毫米波遭受许多这样的损失,如穿透损失,雨水和树叶引起的衰减,必须改变场景以适应5G密度,但也有解决方案。但如果你有足够的资本,几乎可以解决任何问题。

本文作者Yobie Benjamin所属的电气和电子工程师协会已经发布报告称,5G的承诺在受控环境中运行良好,但是在受监管和资本支出障碍影响的现实环境中,可能难以达到相同的结果。

使问题进一步复杂化的是,5G网络小区的覆盖范围将低于4G(尽管带宽呈指数级增长)。这意味着随着时间的推移,需要更多的蜂窝塔才能使5G技术成为主流。想想NIMBY运动。室外环境中5G的覆盖范围可达900英尺,室内可达6英尺。(NIMBY运动:Not In My Back Yard,别在我家后院,指反对在自家附近进行某种活动或兴建某种建筑的人)

如前所述,有一些方法可以解决这个问题,但它得花费巨额投资,最终影响移动连接和消费者访问的成本。

尽管5G宏观优化的概率必须使用6 GHz(可能略低)的频率。问题是这个无线电频段已被卫星链路和许多其他不同的信号类型使用。因此政府干预将会发生,我们都知道当政府决定参与技术争夺时会发生什么。 6GHz频率范围已经过度拥挤,并且很可能在该射频中数据传输(即,在发送/接收信号中)存在一些挥之不去的问题。

当然,5G可以跨越当今为3GPP技术设计的所有频段。除了监管障碍(FCC,带宽分配的竞争利益等)和成本本身,没有限制mmWave或6GHz,类似的东西。

T-Mobile已经在600Mhz(以及其他中低频段)上推出了准备就绪的5G硬件。一旦手机准备就绪 —— 想想iPhone 11或iPhone 12 —— 运营商将只需打开5G功能,然后“叮!” 5G将像4G一样穿过墙壁,衣服和其他“障碍”。它不会是mmWave的10倍带宽增益,但随着更大的容量和更高的速度以及更高的成本,它会表现得更好。

为了让一切有效,生态系统必须到位。从手机到蜂窝塔,客户必须愿意付出代价。

Sprint现在可以用他们的中频带能做的就是期待5G。对于使用mmWave 28/39Ghz的固定无线接入等情况,将会有很多小型无线电使用屋顶或室内/室外天线配置进行传输。也就是说,你可以通过该设置获得类似光纤的速度。在美国,预计Verizon将进入谷仓市场。期待在家中支付特殊的5G / WiFi中继器类天线。

行业领导者承诺,5G无线网络将带来闪电般的速度,以支持未来的新技术。对军方来说,这可能意味着更好的沟通和对世界各地战术行动的支持。美国联邦通信委员会(FCC)公共安全和国土安全部前负责人David Simpson表示,凭借5G,频率增加,国防部肯定会从可用的5G更大频谱中获益。

如果我们想要实现5G的承诺,我们可能不得不同意将以前无处不在的电视天线或卫星天线作为5G中继天线放回每个房子。希望产品设计师不会重新创造更难看的碟形天线,因为石墨烯等先进材料将允许新的外形。

与过去的所有演变一样,5G将从人口最密集的地区找到方向,随着时间推移到人口较少的地区。这更像是经济学的一个功能。成本/ GB交付曲线将非常显著,这意味着在资本支出上花费的每一美元,将提供指数级的数据和速度。显然,5G的重点将放在旧金山、纽约、上海,而不是农村或人口稀少的地区。

想想这个,我们拥有了很长一段时间的4K电视机,但我们仍然通过有线、互联网或电视广播获得稀缺的4K电视传输。商业电视广播公司几乎没有开始向具有1080p / HD功能的内容创作和广播过渡。

除美国外,中国、韩国和日本也准备在未来几个季度内推出5G网络。到2025年底,世界上每10个5G连接中就有4个将来自中国。如果美国想要超越中国的“中国制造2025”,美国最好能利用电信基础设施进行有效竞争。

除了中国领先之外,美国正在与中国争夺5G的主导地位。随着美国继续与中国发生贸易战,中国将寻找其他市场,并将增加其在全球的无线市场份额和渗透率。越来越多的国家和公司依靠中国产品来构建商业和国家无线系统。

去年1月,Axios泄露文件显示国家安全委员会以中国的威胁为由,考虑了支付和建立国家5G网络的提案。

该文件称,中国在网络基础设施的制造和运营方面已占据主导地位。

该文件在国会山和联邦通信委员会基本上被忽略了。没有任何迹象表明美国计划推进国有化的5G网络。但该文件强调了美国将5G视为国家安全问题的看法。

关于5G和国家安全的两个主要问题是供应商是谁。在提供建设5G基础设施所需设备的四家主要公司中,有两家是中国的:中兴通讯和华为。另一家供应商是爱立信,这是一家瑞典公司,放弃了消费者业务,转而支持5G。

美国担心在与中国发生可能冲突时,关闭美国网络。电子产品制造商(想想你的iPhone)都通过互联网更新带有固件和软件的设备。这使得部署5G设备的制造商可以关闭一个国家整个部署的5G系统。

在此担忧之下,今年3月,美国停止了博通企图恶意收购总部位于圣地亚哥的芯片制造商高通公司。虽然博通是新加坡的,但美国认为它有中国投资者,可能会让中国在开发5G技术方面超过美国。

5G将彻底改变物联网

物联网(IoT)在过去五年中激增。今天创建的几乎所有电子设备都预计将连接到互联网。

当然,你的iPhone Xs和笔记本电脑已被连接,但想一想你周围有多少东西已连接到互联网:健身手表,汽车,家庭报警系统,工作场所ID,炉灶,冰箱,送货卡车,电视机,电饭煲,拖拉机,联合收割机,无人机,字面上所有有电子产品的东西都将或将连接到互联网。

可悲的是连接是混乱的。安全性几乎不存在,网络灾难的切入点是链中最薄弱的环节。在5G网络中完全解决安全和隐私问题需要时间。 Target Stores的整个网络和数据库受到攻击,由于其因特网连接的HVAC系统暴露了弱点。

无论挑战如何,新的和高度发展的物联网设备的承诺将在即将到来的5G世界中成为现实。获奖者将是那些了解5G的完整景观和承诺的人。

5G将释放人工智能的真正力量

最大的飞跃将是机器对机器通信,实现人工智能系统网络和软件定义网络的大规模增长。 5G可能是电信网络的最终边界,这并不是不可想象的。但是,如果我们创新并解决5G的问题,在不受约束、无边界的软件定义网络和新的无法想象的应用程序世界中,我们将弥补5G的物理限制。

任何人都可以获得大数据。你甚至不需要谷歌搜索数据。它自然而然地发生了。在黑暗的世界中,人工智能计算机将学习如何相互连接并查找,整合和紧缩数据以便为你做出决策。

今天人工智能正在缓慢但肯定地进步。 随着5G、人工智能将以指数方式爆炸并开始在人类生活和经济的各个方面做出决策。 世界上不会是一台AI机器。 它将是由超高速5G通信网络连接的超级计算机甚至量子计算机AI节点的连接系统。 快速的AI节点加上超快的5G网络,等同于一个新世界。

从更乐观的角度来看,随着旧工作的消亡,新的产业将会诞生。 所有这一切都需要今天的创新和发明,我们作为一个民间社会如果越能开放地共同创新,就越能确保人类智慧将始终统治人工智能。

历史为获胜者提供了视角。 创新和创造属于勇敢者。利润归于务实者。

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