如今，在高密度區(qū)域使用4G網(wǎng)絡(luò)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是，它需要在一個(gè)平方公里內(nèi)支持7萬(wàn)個(gè)以下設(shè)備。5G是蜂窩創(chuàng)新的最新周期，旨在處理如此大量的連接設(shè)備，并且仍在擴(kuò)展其速度和響應(yīng)能力。5G不再是流行語(yǔ)，而是企業(yè)和消費(fèi)者增長(zhǎng)之門的現(xiàn)實(shí)。它帶來(lái)了從集中式行業(yè)向分散式行業(yè)的轉(zhuǎn)變。在2019年初，總部位于芝加哥的拉什大學(xué)醫(yī)學(xué)中心決定著手大規(guī)模安裝5G。根據(jù)該醫(yī)院首席企業(yè)架構(gòu)師杰里米·馬魯特（Jeremy Marut）的一份聲明，該醫(yī)院還開始著手建造一座11層的大型門診大樓。他說(shuō)：“那棟建筑將成為未來(lái)的建筑或未來(lái)的醫(yī)院?！?/span>

根據(jù)該項(xiàng)目，整個(gè)拉什醫(yī)院將被數(shù)字化，其所有服務(wù)將被發(fā)送到云中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，醫(yī)院已經(jīng)在邊緣計(jì)算和5G方面進(jìn)行了大量投資。

為什么行業(yè)對(duì)5G感興趣？

4G即將超過(guò)極限，到2025年，預(yù)計(jì)將有超過(guò)750億個(gè)IoT設(shè)備和機(jī)器，它們生成的數(shù)據(jù)量不是TB級(jí)，而是數(shù)千PB。4G不再能夠提供捕獲，分析和傳輸這些海量數(shù)據(jù)流的能力，尤其是在大型工廠和城市中。第五代移動(dòng)寬帶技術(shù)5G被視為關(guān)鍵創(chuàng)新，可支持諸如智能城市，智能工廠，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等更多使用案例。其他示例可在企業(yè)和SMB中找到。5G的巨大優(yōu)勢(shì)將為企業(yè)賦能，例如更快的速度，更廣泛的覆蓋范圍，更高的安全性等等。

當(dāng)然，5G的超低延遲和安全性將為消費(fèi)級(jí)提供無(wú)縫的基于云的服務(wù)，但是這些相同的優(yōu)勢(shì)將把該行業(yè)提升到一個(gè)全新的水平。從機(jī)械化，電氣化，數(shù)字化到現(xiàn)在的無(wú)線連接，多年來(lái)，該行業(yè)一直在發(fā)展，這被稱為“ 工業(yè)4.0”。后者將催生出充滿設(shè)備上處理和傳感，自主機(jī)器人，邊緣計(jì)算服務(wù)等的智能工廠。

為了能夠支持從智能工廠中生成的大量智能數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)很可能會(huì)發(fā)送到云原生或容器化的應(yīng)用程序中，因此該行業(yè)將需要依靠私有的高速連接。私有5G是一個(gè)新概念。這將是我們今天所知道的一種無(wú)線局域網(wǎng)，但是允許成千上萬(wàn)的設(shè)備以超低的延遲速度，高速移動(dòng)并遍及整個(gè)區(qū)域。

5G和邊緣計(jì)算，推動(dòng)智能工廠

三星電子美國(guó)公司（SEA）和三星奧斯汀半導(dǎo)體公司（SAS）與AT＆T合作，在得克薩斯州奧斯汀創(chuàng)建了美國(guó)第一個(gè)以制造業(yè)為重點(diǎn)的5G“ 創(chuàng)新區(qū) ”。首次創(chuàng)建“智能工廠”的嘗試是嚴(yán)格針對(duì)制造業(yè)設(shè)計(jì)的，具有安全性，安全性和操作性能。這個(gè)新的“區(qū)域”將幫助您立即洞悉如何實(shí)現(xiàn)智能裝配，并改善制造業(yè)務(wù)。

三星Austin半導(dǎo)體等制造工廠所需的容量和吞吐量水平只能通過(guò)大容量布線來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是工廠需要某種程度的自組織，這要?dú)w功于互連性和互操作性。所有這些功能都是通過(guò)封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，這些技術(shù)包括AI，AR，云，自動(dòng)化，私有5G和邊緣計(jì)算。該設(shè)施將無(wú)線寬帶5G納入本地方程式和邊緣計(jì)算，可以消除連線，增加收集數(shù)據(jù)的容量并以近乎實(shí)時(shí)的方式處理數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)自主智能工廠（工業(yè)4.0），將需要完整的私有5G性能和設(shè)施上的邊緣計(jì)算堆棧。

面向工業(yè)4.0的私有5G挑戰(zhàn)

在任何技術(shù)中，都沒有萬(wàn)能的。每10個(gè)制造商中就有6個(gè)承認(rèn)他們?cè)趯?shí)現(xiàn)工業(yè)4.0計(jì)劃方面進(jìn)展甚微。主要原因之一是缺乏對(duì)特定技術(shù)的了解，這些知識(shí)無(wú)法促進(jìn)這一計(jì)劃。私有5G是可以為工業(yè)4.0創(chuàng)新和智能工廠打開大門的關(guān)鍵技術(shù)之一。顯而易見，5G的主要目標(biāo)是克服4G當(dāng)前的局限性。盡管5G方面有很多研究和開發(fā)，但在私有5G方面仍然存在一些關(guān)鍵困難。主要挑戰(zhàn)是：

1. 頻譜分配。

2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，構(gòu)建和部署。

3. 建造成本。

與專用4G / LTE（CBRS）相對(duì)，后者分配了3.5 GHz頻譜的一部分供市民使用。如今，私有5G的主要挑戰(zhàn)之一是此類許可或非許可頻譜的可用性。盡管5G有一個(gè)頻譜，但它需要政府和提供商的大量支持，但與4G一樣，目前還沒有CBRS。但是，企業(yè)和工業(yè)4.0領(lǐng)導(dǎo)者仍然可以從許可的私有5G中受益，并且有可能以一定價(jià)格從提供商那里獲得頻譜的一部分。另一個(gè)挑戰(zhàn)是，私有5G可能需要高專業(yè)技能來(lái)設(shè)計(jì)，構(gòu)建和部署這些網(wǎng)絡(luò)。由于法規(guī)仍在阻礙5G的實(shí)施，在某些國(guó)家/地區(qū)部署5G網(wǎng)絡(luò)似乎是一個(gè)挑戰(zhàn)。該技術(shù)還需要一種不便宜的新型基礎(chǔ)設(shè)施。5G需要大量的小型基站來(lái)解決設(shè)備的規(guī)模和速度問題，這反過(guò)來(lái)又暗示了巨大的成本隱患。

從邊緣計(jì)算和私有5G開始？

諸如制造業(yè)之類的設(shè)施很可能會(huì)率先采用私有5G。但這些工廠將需要某種類型的邊緣計(jì)算本地，是否遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，或cobots（協(xié)作機(jī)器人）。請(qǐng)記住，邊緣計(jì)算的主要思想是使數(shù)據(jù)處理更接近網(wǎng)絡(luò)邊緣。它將智能移到需要的地方，更靠近應(yīng)用程序，設(shè)備和客戶端。邊緣計(jì)算被認(rèn)為是幫助降低延遲的關(guān)鍵技術(shù)之一。邊緣設(shè)備需要網(wǎng)絡(luò)可用性，尤其是與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（通常非常靠近）時(shí)。優(yōu)先考慮流量的其他高性能計(jì)算機(jī)硬件和無(wú)線電對(duì)于實(shí)現(xiàn)5G延遲目標(biāo)也至關(guān)重要。將這些智能技術(shù)置于邊緣，再加上與云的超快速私有5G網(wǎng)絡(luò)連接支持，將為這些工廠帶來(lái)無(wú)限的收益。

哪些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？

實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的設(shè)備需要支持實(shí)時(shí)分析和關(guān)鍵任務(wù)物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化。佰馬BMG800邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的一個(gè)示例。這是一款堅(jiān)固耐用的設(shè)備，可以承受惡劣的制造環(huán)境，采用ARM 架構(gòu)處理器，用有強(qiáng)大邊緣計(jì)算能力，豐富的接口，使更多的設(shè)備能夠接入。兼容協(xié)議廣、開放包容，平滑接入各種云平臺(tái)。

5G技術(shù)旨在管理更大范圍的數(shù)據(jù)服務(wù)，而不是簡(jiǎn)單的通勤級(jí)瀏覽/流媒體或社交網(wǎng)絡(luò)。5G本身將滿足許多企業(yè)和行業(yè)需求的高性能和寬帶容量。但是，要使Industry 4.0和智能工廠正常運(yùn)行，他們不僅需要連接性。他們的本地邊緣計(jì)算將“幫助”更快地處理數(shù)據(jù)并降低延遲。它將使應(yīng)用程序或內(nèi)容更靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的最終用戶，5G +云計(jì)算方法將使延遲保持平靜。