5G世界中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

盡管物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在似乎無處不在，但5G將確保它們確實無處不在。但是，這不僅意味著智能手機(jī)。它涵蓋了從受約束的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如監(jiān)視智能建筑照明和門的傳感器和執(zhí)行器）到制造自動化和自動駕駛汽車的所有設(shè)備，這些設(shè)備可以迅速完成您的在線購買。5G承諾提供高速，大容量和低延遲的承諾將很快意味著幾乎所有地方的所有事物都將以某種方式連接。

5G使能的技術(shù)發(fā)展令人囑目。想象一下可以遠(yuǎn)程監(jiān)控公用事業(yè)儀表的智慧城市，或者根據(jù)需要而不是每周的時間表來安排垃圾的收集；一種綠色空間的城市照明，當(dāng)沒有人時會變暗或熄滅，從而節(jié)省數(shù)千美元的電費，或者通過網(wǎng)絡(luò)通信減少交通擁堵的交通燈。農(nóng)村社區(qū)也將從中受益，這使得在外科醫(yī)生無法親自執(zhí)行手術(shù)的區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)成為可能。

5G原理

增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）提供增強(qiáng)的連接性，更高的容量和更高的用戶移動性。它可以幫助用戶隨時隨地體驗沉浸式視頻會議，快速下載視頻并實現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實。它是首批推出的功能之一，幸運(yùn)的是，它使知識工作者可以在非常需要的時候在家中進(jìn)行工作，而幾乎不會中斷業(yè)務(wù)運(yùn)作。

大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）是低復(fù)雜度，低能耗類型的設(shè)備（例如傳感器）進(jìn)行通信的地方。他們在能量或容量上不使用的東西在密度上得到了彌補(bǔ)。mMTC可以每平方公里容納多達(dá)一百萬個節(jié)點，非常適合具有許多傳感器的智能城市，這些傳感器可以通過NB-IoT，LTE-M或低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

超可靠性，低延遲通信（URLLC）支持要求高可用性（大于99.999％或“五個九”），低延遲（1 ms）和高移動性的關(guān)鍵任務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)。該用例需要其他服務(wù)所不需要的高質(zhì)量服務(wù)（QoS）。這里的通信必須精確，因為它用于上述的車輛物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人手術(shù)。

從4G遷移到5G

隨著移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商從4G升級到5G，目前正在解決三個主要領(lǐng)域：頻譜，無線電接入網(wǎng)（RAN）和蜂窩接入網(wǎng)（通常稱為移動核心）。

RAN包括基站和將基站相互連接以及與移動核心相連的回程。新的天線支持多輸入和多輸出（MIMO），從而使基站容量倍增。增加位置更密集的宏基站，再加上小型小區(qū)甚至是街道級網(wǎng)格系統(tǒng)，都在滿足預(yù)期需求的能力不斷提高。

新的Mobile Core架構(gòu)標(biāo)志著從4G到5G的顯著轉(zhuǎn)變，是公鑰基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（PKI）基于證書的身份驗證協(xié)議的理想之選。除了其他增強(qiáng)功能外，5G現(xiàn)在還允許使用替代設(shè)備身份驗證方法，而不是智能手機(jī)中常見的傳統(tǒng)SIM卡。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證方法。PKI是最普遍采用的方法，尤其是用于安全物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份驗證的方法。

PKI在5G中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全

PKI預(yù)計將有成千上萬的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)入市場并連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，因此其在處理設(shè)備身份驗證，數(shù)據(jù)完整性和大規(guī)模隱私方面的獨特優(yōu)勢。對于通過5G“切片”成為可能的專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)而言，尤其如此。專用網(wǎng)絡(luò)或3GPP所謂的“非公共網(wǎng)絡(luò)”實現(xiàn)了多路復(fù)用，其中獨立的網(wǎng)絡(luò)可以共享相同的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和蜂窩頻譜范圍，同時保持與其他網(wǎng)絡(luò)的安全分離。由于諸如互聯(lián)制造之類的“事物”以及諸如智慧城市或發(fā)電廠之類的更為重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施都可以利用5G功能，因此，通過專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的PKI管理的，具有強(qiáng)大，獨特設(shè)備身份的私人蜂窩網(wǎng)絡(luò)有望獲得最佳匹配。

5G在很大程度上依靠云技術(shù)，尤其是Mobile Core，其設(shè)計基于通常由PKI證書保護(hù)的Web服務(wù)的使用。隨著網(wǎng)絡(luò)越來越多地與這些基于云的微服務(wù)互動，使用PKI保護(hù)它的安全性也將增長，從而進(jìn)一步鞏固其作為首選物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制的地位。

毫無疑問，5G將改善用戶電話，網(wǎng)絡(luò)和視頻體驗。盡管可以說，5G的最大影響和貢獻(xiàn)將在于其以我們無法想象的方式實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的獨特能力。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不僅將存在于5G世界中，而且將主導(dǎo)它。