5G物联网卡比4G物联卡好在哪里?

2019-06-14 310来源:中创物联网 分类: 物联网卡

5G商用牌照的发放意味着5G商用进度就进入快车道,我们在各种媒体上也看到了关于5G网络的各种报道,当5G技术完全商用后,物联网卡也就迎来全新的5G时代,那么这种5G物联网卡相比4G物联卡都有什么区别?为什么这么多用户对于5G物联网卡充满着期待?今天中创物联网就从5G的带宽、延迟、影响三方面帮助大家更好的了解5G物联网。


5G物联网卡比4G物联卡好在哪里?


在中文互联网上,虽然 5G 报道如火如荼,对 5G 技术的了解却有些片面。5G 的意义,也被普遍低估了。正如第一代 iPhone 面世时,众多手机厂商挖苦股价只有 10 美元的苹果公司不务正业,而没有意识到 iPhone 开启了移动互联网时代的元纪年。

同样的,5G 会带来第三次互联网革命,但多数人 5G 的认知,却仅仅停留在了「比 4G 快一些」。这是因为 1G 到 4G 的移动网络都是以手机为中心,所以人们自然而然用 3G 到 4G 的升级去类比 4G 到 5G 的升级。其实,「快」,只是 5G 为互联网带来众多质变中,不那么重要的一点。5G 是全能网络,会为整个互联网带来质变。除了极大的速度提升外,5G 还带来的极低的网络延迟,针对不同设备的分层网络等从未有过的技术进步。

通过 5G,互联网的触角将再次延伸,这次一次它将能轻松触及到每一个人类社会的电子设备;有线网络将被无线网络全面取代;连接成本、能量消耗、延迟、速度,都将迎来史无前例的革新。

这篇回答,我们将从连接质量和连接成本两个框架下剖析 5G 的技术,进行横向和纵向的对比。我们既会从抽象上将 5G 的技术进步与前两次互联网革命进行类比,也会深入讨论一些具体的前沿变革。

1. 关于 5G 的标准建立

5G,全称第五代移动通信网络(5th Generation Mobile Networks)。严格的讲它并不是一个或者一套具体的产品,而是指代一套技术标准。信息通信系统是极度复杂的。从手机,到电信基站,到网络运营服务器,上万套不同的设备互相协作,才能构成一个拥有完整功能的通信系统。

于是,在 5G 标准的制定过程中,这些矛盾有进一步的计划,甚至上升到了国家利益层面。标准的的产生通常是巨头的游戏,中国最大的两家通信系统相关公司华为与中兴就在 5G 计划之初积极参与其标准的制定,过程上不乏与美国,欧洲等行业巨头的角力与合作。尽管 5G 标准的制定过程远非一帆风顺,巨头间的博弈并不会阻止 5G 发展的时代大势。

2. 体验升级分为连接质量提升和连接成本降低

几乎每个人都知道 5G 会比 4G 更新更强。然而,对于 5G 的认知,包括很多熟知通信和互联网的从业人员,都还停留在了类比 4G 与 3G 的阶段,即「速度更快」这一基础概念上。其实上,虽然 5G 比目前最快的 4G 版本的连接速度快 100 倍(4G 比 3G 快 10 倍),速度的增加也仅是 5G 将会带来的技术进步之一。甚至,我们大胆判断,5G的速度提升只是其技术进步中最不重要的一个。

5G物联网卡比4G物联卡好在哪里:连接质量带宽

提到一个网络的连接质量,消费者首要关心的就是网速,行话称之为带宽(bandwidth),即单位时间内的比特信息传输总量,我们常说的下载速度就是由带宽决定的。

从应用角度来说,消费者平时的高清视频直播的带宽需求大约是 2-10Mbps,英雄联盟、吃鸡一类的即时互动网络游戏对带宽的需求大约是 1-3Mbps,如果带宽不足,游戏和视频就会出现卡顿。根据设计标准,5G 的用户带宽最高将达到 1Gbps(1024Mbps),是目前 4G 的 30 倍,而其峰值带宽可以达到难以想象的20Gbps,超越 4G 百倍。横向对比现在,这样的用户带宽大概和一个机械硬盘的写入速度差不多,堪比世界网速最快国家日本的家用光纤网络(Fiber-optic network);

纵向对比历史,设计速度上来看 2G 比 1G 快了 20 倍,3G 比 2G 快了 20 倍,4G 比 3G 快了 10 倍,而 5G 相对 4G 的百倍带宽将是历史上提升最大的一次;这样的速度是 4K 清晰度直播流媒体(25Mbps)所需求的 40 倍。

5G物联网卡比4G物联卡好在哪里:连接质量延迟

然而就像我们前面所言,5G 对连接质量的提升,远不只体现在带宽上,5G 网络的延迟(latency)才是重头戏。

网络通信永远都绕不开延迟这一关。作为反映数据从被发送到被接受的时间指标,延迟的重要性并不比带宽底,如果说带宽决定的是网络的下载速度,那么延迟决定的就是网络的反应速度。

以日常的应用为例,延迟的高低直接影响了直播、手游、导航、交易、远程操控等一切对即时反应有高要求的网络传输。很多网络游戏玩家都有过「明明下载速度很快但是玩儿游戏还是卡」的经历,本质就是网络延迟出了问题。

以手游王者荣耀为例,其官方推荐的带宽要求只有 1Mbps,可以说成熟的 3G 网络就能能轻松满足其带宽要求。为什么 3G 时代几乎没有任何的手机在线网游呢?

抛开成本来说,4G 的网络延迟比 3G 时代降低了大约 70%,达到了和家用有线网络差不多的水平,这也直接导致了那些原来只能在电脑、笔记本上使用的网络技术能在手机上得以实现。


从数据上来看,目前最先进的 4G LTE 平均延迟大概在 90 毫秒,普通的有线网络大概是 50-120 毫秒,而 5G 的目标延迟是 10 毫秒以内,其设计目标约为 4G 的 1/50,并且远远得低于目前的普通有线网络。我们有理由相信,5G 的超低延迟将会是一颗引爆互联网潜能的核弹!

基于我们的初步判断,5 年之内,受益于 5G 的网络质量,规模化的集中计算将会逐渐成为主流,游戏,即时控制,人工智能,虚拟现实,远程医疗等近年来因为技术发展遇到了瓶颈的行业将会进入一个全新的爆发期。更多的行业细节我们将在之后发布的专栏文章进行讨论。

5G对物联网卡应用有什么影响?

物联网概念从 2010 年后蓬勃发展再到最近两年的断崖试降温,主要原因之一就是无法解决连接成本的问题。很多物联网项目在理论上描绘了一个美好的未来,但始终难以把设备的连接网络的价格控制在合理范围内。

对很多物联网设备来说,在支付设备连入移动网络的月费的同时,它还需要考虑连接这个网络的硬件价格和电量消耗。也正是因为如此,大部分物联网设备只能退而选择 WiFi 连接的方式接入有线网络。这样不仅影响使用体验,而且极大的限制了其应用场景。

另一方面,部分选择接入移动网络的物联网设备只能选择接入成本相对较低的 2G 或是 3G 网络,难以满足其最初设计的技术需求。

共享单车可以说是大部分中国消费者接触最多的物联网设备。理想状态下,一辆共享单车是需要接入网络才能完全符合其商业模式,而不仅是个单车租赁业务。

从普通的解锁到收集用户骑行数据都需要网络。然而目前中国运营商所提供的物联网接入方案并不理想,也间接导致各大共享单车公司在产品开发上遇到不少问题。

以小黄车和摩拜单车为例,早期的 ofo 小黄车采用的静态机械锁模式可以说完全不符合物联网的基本理念,也因此出现了大量的技术漏洞。摩拜单车一开始就决定要保证自己的自行车接入互联网,于是第一代摩拜就使用了接入移动网络的动态电子锁,它使用 2G 时代的 GSM 模块配合运营商推出的 2G 网络物联网方案,当用户扫码解锁时,后端服务器通过发送短信的方式通知单车解锁。

虽然设计上来说摩拜单车确实一开始就满足了物联网产品的设计理念,真正把单车连入了互联网,但是 2G 网络毕竟已经是 20 年前的产品,其速度和能耗都成为一个问题。一方面来说基于 2G GSM 的设计,一套完整的短信解锁大概需要 10 秒,这也是为什么早期的摩拜单车解锁速度比较漫长;

而另一方面作为一台需要一直在线等待短信来的 2G 物联网设备,其能耗也相当高,如果没有充电,其待机时间不会超过 20 天,所以早期的一些摩拜单车会出现因为长时间没人骑车而没电解锁的问题,而且其内部的电池和通信模块也增加了其单车的骑行重量。

后期的 ofo 和摩拜单车都开始使用相对更为稳定和昂贵的 2.5G GPRS 方案,共享单车市场也出现了蓝牙锁,NFC 锁等各种锁。但一直到共享单车大战落幕的今天,「单车上网」仍然没有被妥善解决。

目前贴片式的物联网卡方案(中国移动 CMIoT,中国联通 UNI2M),是一种阉割版的手机网卡。即把使用率较低的 2G/2.5G/3G 网络作为其主要载体,4G 加以辅助。但无论哪一 G,流量、能耗、覆盖、延迟、成本,都无法很好满足多种多样的物联设备。

这些各式各样的物联网问题,归根结底就是因为前四代移动网络的初衷就是为了满足单位区域内的手机连接而设计的,各方面都难以满足其他设备接入这个移动网络的需求。

中创物联网(http://www.88iot.net/)认为5G物联网卡对比4G物联网卡两者直接的区别,最直观的感受就是网络速度、网络带宽、网络延迟上的优化,正如在3G网络时代下没有网络游戏,但是在4G来临后各类的网络游戏及视频直播兴起,5G时代的来临也将带来新的爆发点,物联网硬件的数据传输速度也将得到显著提高。



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