物联网部署中的 5G 和边缘计算：价值从何而来？

作者：VERA SOLOVYOVA 2021-07-22 10:59:11

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边缘计算 随着如此多的连网设备和如此多的数据进入网络，对联合计算能力的需求将越来越大，而这就是 5G 和边缘计算的用武之地。

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根据国际数据公司最近的一份报告，到2025年，将有超过400亿台物联网设备产生约80兆字节的数据。随着如此多的连网设备和如此多的数据进入网络，对联合计算能力的需求将越来越大，而这就是 5G 和边缘计算的用武之地。

用 5G 增强边缘计算：一起更好

边缘计算作为一种分布式计算模式，解决了集中式系统的局限性，它允许数据在离客户较近的地方或设备本身中进行处理和分析。与5G的集成还有助于更快地提供海量数据，这使其非常适合边缘计算网络。

Gartner 研究表明，在集中式数据中心或云之外处理的公司数据的比例将从 2018 年的 10% 上升到 2025 年的 75%。这一增长表明，边缘计算和5G这两种技术的优势使它们成为所有行业企业极具前景和强大的组合。

5G 和边缘计算对物联网的优势

自 2019 年以来，物联网中的 5G 和边缘计算已经密不可分。5G 将速度提高到 4G 的十倍以上，而边缘计算则通过使数据处理更接近设备和用户来加快响应时间。通过协作，它们可以显著改善物联网应用的运行，提供:

• 超低延迟。与 5G 相结合，边缘计算显著降低了延迟，从而实现了需要超可靠、低延迟通信 (URLLC) 的关键任务型服务的交付。
• 指数级带宽。5G加速了带宽，这意味着它可以处理更多连网设备，这些设备可以在几毫秒内做出响应。
• 高性能。使用5G，可以快速与边缘通信，边缘应用可以快速响应消费者不断增长的需求。
• 数据安全。边缘计算将云计算功能带到远程位置，并在需要安全性时提供本地处理和存储。
• 最小化网络流量。边缘计算在网络边缘聚合和处理物联网数据，从而减少网络流量和传输成本。
• 更少的功耗。通过从设备中移除计算需求并将其置于边缘，边缘计算技术可以降低能耗。

物联网中的5G和边缘计算：成功用例

现实世界中有很多5G 和边缘计算应用。它们的协同作用可以通过重塑价值链、增强收入模式和优化运营使许多行业受益。让我们来看看5G—边缘计算生态系统已经展示其潜力的领域。

▲汽车

自动驾驶汽车是最复杂的边缘设备之一。它们每小时生成多达 5 TB 的数据，并且必须立即在车上进行处理，只有部分数据被发送到数据中心进行进一步分析以及算法改进。

让我们仔细看看边缘计算和5G技术已经成为可能的解决方案。

高级驾驶员辅助系统(ADAS)。凭借边缘和 5G 技术，ADAS 在市场上找到了新的位置。通过使用具有强大边缘计算系统和 5G 超高速的内置车辆传感器，可以以更少的冗余分析更多的传感器数据，并且所有这些都可以比 4G 快十倍。

鲁莽驾驶监测。从车辆的加速度计和陀螺仪收集数据，并在本地高速计算，可以提高驾驶安全性。现场分析允许系统发送所需的警报，以保持安全驾驶标准。此外，以高采样率监测数据，以检测任何突然加速、瞬时制动、车祸或是否需要启动安全气囊。

车辆健康监测。车载诊断工具、传感器和接口有助于检测实时问题并为驾驶员生成相应的警报。得益于边缘计算技术，使持续监测成为可能。该系统可以在实际损坏之前预测任何风险或故障。

▲智能交通

智能交通系统 (ITS) 在将城市转变为数字枢纽方面发挥着至关重要的作用。它们通过最大限度地减少交通问题来提高交通效率，通过为用户提供交通信息来提高移动性，减少通勤者的出行时间，并提高他们的安全性和舒适性。

道路沿线、智能车辆内部和停车系统中的大量传感器会产生大量数据。这需要 5G 和边缘计算的强大能力。改进的延迟、更高的网络容量和消除低覆盖意味着更快、更准确的洞察力。反过来，这会带来更好的性能、更顺畅的运输和交通流量，以及更少的事故。

▲医疗保健

医疗保健产生了大量数据，2020 年，该行业在数字化转型方面取得了突破性进展。关键实时数据分析的可用性实际上意味着生与死的区别，但是在云端或中央数据中心分析这些数据会带来一些风险——包括带宽拥塞、数据传输速度、网络可靠性和延迟——这可能会对医疗结果产生负面影响。为了应对这些挑战，医疗保健组织正在采用 5G 和边缘计算。

远程医疗：物联网、5G 和边缘计算使远程医疗和远程患者监测比以往任何时候都更容易获得。连网医疗设备可以收集实时患者健康参数，包括体温、心率、血压、血糖和心电图读数。这些设备生成的敏感数据需要快速分析和即时决策。

借助基于 5G 的移动边缘计算，可以快速准确地分析与患者健康相关的数据，同时保持数据隐私。该网络随后记录患者的健康状况，为医生和患者提供疾病分析，并为患者治疗提供辅助手段。利用这些数据，医疗保健服务提供者可以评估患者的状况，并提供关于患者健康状况的即时反馈。

诊断：可靠、安全、带宽充足的网络对于从成像和放射到数据分析和患者信息的快速诊断至关重要。通过高速服务，图像和患者文件可以存储在边缘网络上，边缘网络具有充足的带宽、更高的数据传输速度和更低的延迟，所有这些都不会延迟文件上传。

▲工业制造业

工业制造中的 5G 和边缘计算提供了超越工厂自动化的机会。制造企业看到了它们在更准确地预测设备故障、提高制造效率和安全性、最大限度地减少停机时间、降低成本、减少维护需求和提供更高质量产品方面的价值。

预测性维护：边缘计算技术通过 5G 网络连接到主要自动化系统，比如远程泵送、配电现场检查和数据处理。这有助于实时监测和识别数据中的潜在故障和差异。凭借高速5G网络，自动化控制系统可以在紧急情况下立即做出反应。

石油和天然气公司使用 5G 和边缘计算能力进行维护和维修活动。这包括用于指导技术人员进行维修的 AR/VR 应用，以及对机械、桥梁或泵站进行视觉检查的无人机。在所有这些情况下，使用高级分析有助于识别潜在的缺陷或需要维护的项目。

智能工厂：在智能工厂中，连网设备在下一代 5G 和边缘计算网络的帮助下感知其环境并相互操作，从而实现分散决策。

支持 5G 的传感器可加速自动化进程，并允许机器自我更新和启动新流程。这些传感器实时评估制造产品的质量，从而减少返工需求。

5G和边缘计算的商业价值

5G 和边缘计算的结合，及其改进的带宽和延迟，使“随时随地”通信从理论变成了现实。通过在物联网部署中使用 5G 和边缘计算，公司可以：

▲近乎实时地根据数据洞察采取行动，消除无法容忍的应用延迟

▲接收有关生产的实时信息并调整设置以优化效率

▲通过在边缘或 5G 连接的云中扩展计算能力来开发和测试新市场

▲提供无缝的客户体验，并解锁全新服务

▲优化业务绩效，提高运营效率，增加收入

除了以上这些之外，这个数字组合还为更多创新解决方案进入市场打开了大门。