盡管物聯網設備現在似乎無處不在，但5G將確保它們真正無處不在。

這不僅僅意味著智能手機。它包括從監控智能建筑燈和門的傳感器和執行器等受限物聯網設備到制造自動化和自動駕駛汽車的所有內容，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帶來的技術發展是驚人的。想象一下，智慧城市可以遠程監控公用事業儀表或根據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，節省數千美元的電費，或者交通信號燈可以通過網絡通信來減少擁堵。農村社區也將受益，在外科醫生無法親自執行手術的地區實現遠程機器人手術。

5G的原理

5G推出背后的指導原則是由電信和物聯網行業最聰明的頭腦以及TSG、IEEE、GSMA、ITU、和CBRS等知名組織的集體塑造的。到目前為止，組織并將想法轉化為標準的最突出的團體是3GPP，其規范是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性研究（也稱為SMARTER）認識到網絡的異構性。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，并隨時隨地實現增強現實。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務運營。

大規模機器類型通信 （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 （LPWA） 網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量服務 （QoS）。這里的通信必須精確，因為它用于上述車輛物聯網和機器人手術等。

從 4G 遷移到 5G

隨著移動網絡運營商從4G升級到5G，他們正在解決三個主要領域：頻譜，無線接入網絡（RAN）和蜂窩接入網絡（通常稱為移動核心）。許多公司正在花費數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）來開發專用網絡。

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狀系統，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的明顯轉變，并且是公鑰基礎設施（PKI）基于證書的身份驗證協議的理想選擇。除了其他增強功能外，5G現在還允許使用智能手機中常見的傳統SIM卡以外的其他設備身份驗證方法。由于物聯網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網設備身份驗證。

PKI 在 5G 中實現物聯網安全

隨著數十萬臺物聯網設備預計將進入市場并連接到物聯網網絡，PKI在大規模處理設備身份驗證、數據完整性和隱私方面具有獨特的優勢。對于通過5G“切片”實現的專用蜂窩網絡尤其如此。專用網絡或3GPP所謂的“非公共網絡”支持多路復用，其中獨立網絡可以共享相同的物理網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絡分開。隨著互聯制造等“事物”，更重要的是智能城市或發電廠等關鍵基礎設施利用5G功能，通過專門為物聯網設計的PKI管理的強大、獨特的設備身份保護的專用蜂窩網絡有望實現最佳選擇。

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網安全機制的地位。為了簡化物聯網設備注冊到基于云的服務，GlobalSign 等全球證書頒發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，物聯網設備注冊的便利性被視為物聯網設備制造商、專用網絡運營商和移動網絡運營商的福音，他們渴望簡化其網絡部署。

毫無疑問，5G將增強用戶的手機、網絡和視頻體驗。可以說，5G最大的影響和貢獻將是它以我們無法想象的方式實現物聯網的獨特能力。物聯網設備不僅將存在于5G世界中，還將主導5G世界。

審核編輯：郭婷