盡管物聯(lián)網(wǎng)設備現(xiàn)在似乎無處不在，但5G將確保它們真正無處不在。

這不僅僅意味著智能手機。它包括從監(jiān)控智能建筑燈和門的傳感器和執(zhí)行器等受限物聯(lián)網(wǎng)設備到制造自動化和自動駕駛汽車的所有內(nèi)容，這些設備巧妙地提供您的在線購買。5G提供高速、巨大容量和低延遲的承諾將很快意味著幾乎所有東西、任何地方都將以某種方式連接起來。

5G帶來的技術發(fā)展是驚人的。想象一下，智慧城市可以遠程監(jiān)控公用事業(yè)儀表或根據(jù)需要而不是每周計劃安排垃圾收集;綠色空間城市照明，當沒有人在場時變暗或關閉，節(jié)省數(shù)千美元的電費，或者交通信號燈可以通過網(wǎng)絡通信來減少擁堵。農(nóng)村社區(qū)也將受益，在外科醫(yī)生無法親自執(zhí)行手術的地區(qū)實現(xiàn)遠程機器人手術。

5G的原理

5G推出背后的指導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等知名組織的集體塑造的。到目前為止，組織并將想法轉(zhuǎn)化為標準的最突出的團體是3GPP，其規(guī)范是5G架構和實施的全球黃金標準。

3GPP關于新服務和市場技術推動因素的開創(chuàng)性研究（也稱為SMARTER）認識到網(wǎng)絡的異構性。他們將所有潛在的用例匯總到一項研究中進行審查和評估，最初確定了新技術的70個潛在用例。通過將不同的用例分組到具有共同功能的相似類別中，他們最終能夠定義三大類別，這些類別構成了當今5G的基本類型;eMBB、mMTC 和 URLLC。

增強型移動寬帶 （eMBB） 提供增強的連接、更高的容量和更高的用戶移動性。它可以幫助用戶體驗沉浸式視頻會議，獲得快速的視頻下載，并隨時隨地實現(xiàn)增強現(xiàn)實。它是首批推出的功能之一，幸運的是，它允許知識工作者在家工作，在迫切需要的時候幾乎不會中斷業(yè)務運營。

大規(guī)模機器類型通信 （mMTC） 是傳感器等低復雜性、低能耗類型的設備進行通信的地方。他們不使用的能量或容量，它們在密度上彌補。mMTC 每平方公里可容納多達 100 萬個節(jié)點，非常適合具有大量傳感器通過 NB-IoTT、LTE-M 或低功耗廣域網(wǎng) （LPWA） 網(wǎng)絡進行通信的智能城市。

超可靠、低延遲通信 （URLLC） 支持需要高可用性（大于 99.999% 或“五個 9”）、低延遲（1 毫秒）和高移動性的關鍵任務基礎設施。此用例需要其他用例不需要的高質(zhì)量服務 （QoS）。這里的通信必須精確，因為它用于上述車輛物聯(lián)網(wǎng)和機器人手術等。

從 4G 遷移到 5G

隨著移動網(wǎng)絡運營商從4G升級到5G，他們正在解決三個主要領域：頻譜，無線接入網(wǎng)絡（RAN）和蜂窩接入網(wǎng)絡（通常稱為移動核心）。許多公司正在花費數(shù)十億美元來確保在較低的6 GHz和24.25 GHz及更高的上毫米波（mmWave）范圍內(nèi)獲得珍貴的許可無線電頻率。其他人則依靠中端，輕度許可或共享頻譜，如公民寬帶無線電服務（CBRS）來開發(fā)專用網(wǎng)絡。

RAN包括基站和將基站相互連接和連接到移動核心的回程。新天線支持多輸入和多輸出 （MIMO），使基站容量成倍增加。增加更密集定位的宏基站，輔以小型蜂窩甚至街道級網(wǎng)狀系統(tǒng)，正在增加容量以滿足預期需求。

新的移動核心架構標志著從4G到5G的明顯轉(zhuǎn)變，并且是公鑰基礎設施（PKI）基于證書的身份驗證協(xié)議的理想選擇。除了其他增強功能外，5G現(xiàn)在還允許使用智能手機中常見的傳統(tǒng)SIM卡以外的其他設備身份驗證方法。由于物聯(lián)網(wǎng)設備的運行方式與智能手機大不相同，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。最常用的方法是PKI，特別是對于安全的物聯(lián)網(wǎng)設備身份驗證。

PKI 在 5G 中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)安全

隨著數(shù)十萬臺物聯(lián)網(wǎng)設備預計將進入市場并連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡，PKI在大規(guī)模處理設備身份驗證、數(shù)據(jù)完整性和隱私方面具有獨特的優(yōu)勢。對于通過5G“切片”實現(xiàn)的專用蜂窩網(wǎng)絡尤其如此。專用網(wǎng)絡或3GPP所謂的“非公共網(wǎng)絡”支持多路復用，其中獨立網(wǎng)絡可以共享相同的物理網(wǎng)絡基礎設施和蜂窩頻譜范圍，同時保持安全分離并與其他網(wǎng)絡分開。隨著互聯(lián)制造等“事物”，更重要的是智能城市或發(fā)電廠等關鍵基礎設施利用5G功能，通過專門為物聯(lián)網(wǎng)設計的PKI管理的強大、獨特的設備身份保護的專用蜂窩網(wǎng)絡有望實現(xiàn)最佳選擇。

5G嚴重依賴云技術，尤其是移動核心，其設計基于通常由PKI證書保護的Web服務的使用。隨著網(wǎng)絡越來越多地參與這些基于云的微服務，使用PKI來保護它也將增長，進一步鞏固其作為首選物聯(lián)網(wǎng)安全機制的地位。為了簡化物聯(lián)網(wǎng)設備注冊到基于云的服務，GlobalSign 等全球證書頒發(fā)機構正在與領先的云服務（如 Microsoft 的 Azure IoT Hub 和 AWS IoT Core）合作，通過將其技術集成為協(xié)作解決方案，為低接觸/零接觸云注冊鋪平道路。鑒于 5G 的復雜性，物聯(lián)網(wǎng)設備注冊的便利性被視為物聯(lián)網(wǎng)設備制造商、專用網(wǎng)絡運營商和移動網(wǎng)絡運營商的福音，他們渴望簡化其網(wǎng)絡部署。

毫無疑問，5G將增強用戶的手機、網(wǎng)絡和視頻體驗?？梢哉f，5G最大的影響和貢獻將是它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)設備不僅將存在于5G世界中，還將主導5G世界。

審核編輯：郭婷