前三期我們帶來了5G發展脈絡梳理與技術解讀。詳情請看>>《梳理5G發展脈絡 剖析5G+AIoT當前生態》《解讀5G技術關鍵點，如何影響AIoT?》《盤點5G應用場景，看5G+AIoT如何改變未來智慧生活?》。本期繼續為大家帶來5G當前挑戰及未來趨勢分析。

 

數據篇

 

根據Gartner預測，到2020年全球IoT設備數量將達260億件。而IHS數據顯示，到2025年，全球IoT設備總量將達754億件。MarketsandMarkets近日發布報告稱，2019年全球AIoT市場規模為51億美元。到2025年，智能技術將滲透到每個人、每個家庭、每個組織，全球58%的人口將能享有5G網絡，14%的家庭擁有“機器人管家”，97%的大企業采用AI。到 2025 年中國將有4.3億個5G連接，占全球總量的1/3，成為全球最大的5G市場。

 

挑戰篇

 

AIoT的發展依然面臨著算力、算法、平臺兼容性、安全性等挑戰。比如在算力方面，普通計算機的計算能力有限，利用其訓練一個模型往往需要數周至數月的時間。密集和頻繁地使用高速計算資源面臨成本挑戰。在算法方面，AI的訓練所需時間是非常長的，目前僅訓練一些簡單的識別尚需數周時間，面對未來豐富的應用場景，有必要在算法層面予以增強。并且基礎算法非常復雜，應用的企業開發者能力不足。

 

在平臺兼容性方面，物聯網本身產品碎片化，而各AI公司生態之間又缺乏協同，本地算力、網絡連接能力、平臺間的不兼容，要把框架里的算法部署到數量眾多的物聯網設備，大規模部署問題重重。在安全性方面，人工智能決策的正確性受IoT數據的精確度影響，AI的分析結果還缺乏可解釋性。AIoT還存在被攻擊而成為僵尸物聯網的風險。

 

AIoT目前僅是起步階段，有很大的發展空間，也面臨重大挑戰。未來AIoT的發展仍然需要推動標準化，也需要企業間合作提升兼容性，還需要威脅情報共享，增強安全保障能力。

 

AIoT本身是一條很長的產業鏈，其中包括硬件/終端(占比25%)，通信服務(占比10%)，平臺服務(占比10%)，軟件開發/系統集成/增值服務(55%)。可見，軟件開發和系統集成業務占比較高，達55%。AIoT相對拓展了IoT原有的產業鏈，同時AIoT在產業鏈上更強調AI芯片和AI能力開發平臺，因而將軟件開發和系統集成業務占比進一步提高。

 

痛點擊潰

 

目前的智能家居市場產品以單件形式存在，針對不同產品的智能硬件需要下載不同的APP端口來進行操作。而5G能夠讓“孤島化”的智能家居產品能夠實現標準統一化，讓“智慧家庭”走進我們日常家居生活，通過各個品牌、各個型號能夠在5G中實現兼容，構建“智慧家庭”智能生態鏈。

 

智能家居的痛點在于如何合理地布線，市場上也有一些無線路由產品來實現無線銜接，不過在帶寬等方面還是有不滿意的地方。在5G時代，各類智能家居通過5G網絡接入云端，一方面可以解決布線問題，另一方面就是語音能力，也就是智能化(AI化)的能力提升。

 

5G助推智能家居跨越式發展，同時也讓智能AI越來越聰明，能夠懂得人們更深層次的需求，萬物都具有感知的智能社會并非是戲言，5G將真正實現移動信息化與社會各行各業的深度融合，打開萬物的感知。

 

安全問題

 

5G采用的是通用硬件平臺，這就帶來了網絡安全可靠性低的問題。5G網絡可提供對海量用戶訪問的支持，服務器端將接收到來自海量用戶的安全認證需求，這就面臨針對海量用戶加密方法、加密服務器性能、人工智能病毒攻擊等所帶來的網絡安全問題。

 

過去移動通信協議是專用的，不易招致外部的病毒和木馬等攻擊，但是5G的協議全面互聯網化后被外部攻擊的可能性明顯增加。與現有相對封閉的移動通信系統相比，業務能力開放的平臺使第三方可通過獲得的網絡操控能力對網絡發起攻擊，增加安全監管責任主體的劃分難度和業務數據泄露的風險。

 

網絡切片能夠很好地滿足各類應用場景對于網絡能力的特定需求，同時也對網絡構建帶來了一定的挑戰，以業務切片的安全為例，需要考慮以下安全需求：切片授權與接入控制;切片間的資源沖突;切片間的安全隔離;切片用戶的隱私保護;以切片方式隔離故障網元。

 

傳統的互聯網沒有控制面，僅有用戶面，很多網絡功能由管理面來支撐，即基于網管系統由人工配置。現在5G引入的SDN/NFV和網絡切片需要利用控制面信令來動態配置，網絡OS不僅要完成傳統OSS功能，還要控制網元功能的變換和業務切片的管理，業務信道編排的計算量很大而且相應時間要求很嚴。5G的智能運維中心是5G的中樞，是安全防御的重點。5G網絡具有對外開放業務的能力，需要對開放門戶認證管理。同時，還需對來自第三方的APP實施安全認證。

 

覆蓋增強技術由密集異構組網構成。通過縮小覆蓋半徑，以頻譜資源的空間復用提高頻譜效率，從而提高5G覆蓋度。在5G超密集異構網絡中，利用宏站和低功率小型基站進行覆蓋，通過增加站點密度減少節點間的距離，讓網絡節點距離終端更近，使頻譜效率及系統容量大幅提升。采用毫米波通信能夠有效緩解頻譜資源緊缺問題，也可提升通信容量，毫米波具有波束集中、波束窄、能效高、方向性好等特點，具有很強的抗干擾能力。通過MIMO天線技術，在接收端及發送端使用多個天線進行接收和發送，大規模的增加天線數量，在不增加頻譜資源或總功率耗損的條件下提高信道容量、吞吐量及傳送距離，從而改善通信質量。同時，利用OFDM新型傳輸波形，可使頻譜利用率提升近1倍。而NOMA非正交多址接入技術則把功率域由傳統的單用戶改為多用戶共享，并把無線接入能量提升50%，從而滿足每個用戶不同的路徑損耗，實現高效復用。可見光通信是物聯網、移動通信等領域的新型技術，除具有高速率、寬頻譜、低成本等特點外，還具有極強的保密性，其在未來的5G通信中必然占有重要地位。

 

5G具有三大特性，其中大連接特性帶來的安全挑戰更為突出。物聯網終端數量多，且永遠在線，易被劫持和數據被竊取，或被木馬入侵，成為DDoS攻擊的跳板。如果每個設備的每條消息都需要單獨認證，終端信令請求可能超過網絡處理能力，則會觸發信令風暴。5G物聯網需要有群組認證機制。需要采用輕量化的安全機制，簡單但不失強度的加密協議，保證物聯網在安全方面增加過多的能量消耗，也不致時延太大。

 

與面向消費者的應用相比，面向企業的應用一旦發生信息安全事件，其影響更嚴重。5G可以用在企業外網或企業內網，后者又分為基于5G公網與5G專網兩種。公網針對人的應用，TDD的下行較上行時隙多，而物聯網則相反，因此用5G專網作為企業內網更合適，而且內網安全性優于外網。不論5G是作為企業外網還是內網，即便是5G專網，其安全防護都要特別重視。

 

5G實現了計算和通信的融合，基于大數據和人工智能的網絡運維，減少了人為的差錯，智能化的監控有利于提高網絡的安全防御水平。原來運營商的協議是專用的，運營商的能力是封閉的，現在將其開放，就容易產生網絡安全問題。因而，如果將4G的安全能力再次沿用到5G上，那么，5G網絡將不再安全。因而需要提升5G的安全能力。

 

趨勢篇

 

毫無疑問，5G技術對于物聯網產業來說具有重要的意義，但5G技術只是一個數據傳輸的“管道”，想要充分發揮它的價值，就需要應用場景進行支撐。包括水表、電表、智能門鎖、車載設備等各式各樣的終端設備以及智慧城市、智能工業、車聯網、智慧農業等各類應用，都是5G技術的潛在應用場景。

 

目前智能家居行業已經覆蓋家居、別墅、酒店等各類生活場所，但是由于技術限制，還有很多生活場所尚未覆蓋，比如企業等辦公場所、研究院等科研場所。如果要將智能家居覆蓋各個生活場所，則意味著信息加密、智能檢測等安全技術的需求將進一步提高。

 

人腦與機器腦直接聯結的網絡，將是未來偉大的聯接，2020年底，人類將首次嘗試用這種正真人機結合方式，去控制手機和電腦，物理接口被聯接后，將會實現新的創造力，智能家居的控制也將從我們可以想象的語音、人臉、表情、手勢等控制，提升到新的隔空操控時代，我們的生活越來越網絡化、場景化、流動化和碎片化，需要融入整個網絡中，進行歸宗解放目前勞累的機體。

 

其他還有更多實際的趨勢落地，例如5G+Wi-Fi 6的結合應用，能給予智能家居設備很好的組網能力，5G的“網絡切片”還可以從端到端保障業務質量，通過5G邊緣計算的運用，提高計算和傳輸效率，提升用戶的使用感知體驗。

 

伴隨著5G正式商用，萬物互聯成為正在進行時。5G為萬物互聯的IoT產業提供更高效的信息傳輸通道，成為各行各業融合創新的催化劑。11月22日下午，“2019 5G+智慧生活高峰論壇”將在安徽省合肥市召開，本次論壇作為第十三屆中國(合肥)國際家用電器暨消費電子博覽會重要同期活動，將聚焦智能通信技術升級，推進智能家居向未來無限可能的智慧生活時代的邁進。

 

以“互聯生態·智慧生活”為主題的本次活動，由合肥市人民政府、安徽省經濟和信息化廳主辦，合肥市經濟和信息化局、中國智能家居產業聯盟CSHIA承辦，本次論壇聚焦全球家電領域新產品、新技術、新業態和新模式,進一步開拓思路,打造成合作交流、擴大內需的重要平臺,促進家電、消費電子和配套產業不斷發展壯大。