📡 移动技术的演进 从2G到5G
ZDNET的大卫·盖维兹探索5G和边缘计算的潜力虽然现在大多数智能手机都提供5G，但它在现实世界中的应用和能力是什么？探索答案，深入挖掘其潜力
理解5G和边缘计算的重要性
想象一下2005年之前的科技景观，然后再看看今天的技术环境。我们生活在一个完全以移动为先的世界，几乎每个人都拥有智能手机。整个产业因为智能手机发生了变革、催生，以及被颠覆。
每一代移动通信技术都改变了我们的世界。相当大的改变。普遍性的改变。所以，现在当我们看到5G时，这只是刚刚开始的时候，我们正在看着的不仅仅是又一个电信技术，我们正在面对着又一次对我们所生活的世界的巨大改变的预兆。
我们是如何来到5G的：回顾2G、3G和4G
2G带来了短信。3G为我们带来了应用和应用商店。4G让我们进入了移动为先的世界。
2005年，Palm Treo使用2G与手机系统进行数据通信。通过将Treo插入PC或Mac并通过数据线传输，可以安装应用程序。数据速度为40-230Kbps（千位每秒）。理论上，通过Edge服务可以将其推至384Kbps，但我在高速公路上并没有取得那样的表现。因此，实际上2G只能用于发送短信和一些MMS图片，如果网站提供了移动的超简版版本，你可能还能访问一些非常慢的加载的网页。
快进到2008年夏天，苹果发布了iPhone 3G和苹果应用商店。随着应用商店的推出，安装变得更加简单，使每个人都可以管理自己的应用程序-并且应用程序蓬勃发展。3G的速度可以达到384Kbps到2Mbps（兆位每秒），这使得在手机上下载应用程序成为可能。虽然网页搜索相当缓慢，但是能够正常工作。3G还提供了更好的定位数据，使得像Uber这样的应用成为可能。智能手机正在被使用，但还没有完全成为主流。
跳到2012年，苹果发布了iPhone 5。它使用的是4G/LTE（LTE是4G的一个版本）。这是一切都改变的时刻。人们开始行走时不再看路，而是盯着手机屏幕。人们不再和家人在餐桌上互动，而是一直盯着手机屏幕。从最高约2Mbps的速度跳到在运动中的100Mbps到静止时的1Gbps之间的速度，每个人都在口袋里拥有宽带。这使得高清视频、高度交互式的移动游戏、各个层面的社交媒体、视频会议以及我们今天手机上所依赖的几乎所有其他功能都得以实现。
事实上，小小的Palm Treo仍然是一部智能手机。所以，真正实现了激进的数字化转型的并不是实际的手机或应用程序，而是移动传输速度。
什么是5G？（以及为什么它特别）
5G已经存在了几年。消费者才刚刚开始受益，但是企业和行业已经由于5G的可用性开始了另一次世代性的转型。我将讨论5G是什么，它对我们能做什么，以及这一新一代移动数据如何改变世界。5G提供了四项技术进步：传输速度、延迟、稳健性和密度。
📶 传输速度
我们在这份特别报道中已经谈到了传输速度。它指的是数据在管道中上下行的速度。实际上，Verizon表示，5G的典型速度比4G快10倍。可以将其视为无论你走到哪里，都有比Wi-Fi更快的速度。
⏱️ 延迟
延迟是另一回事。它并不是指你的管道有多大（也就是能容纳多少数据），而更多地与你打开和关闭这个管道的速度有关。
大多数计算机用户在我们开始玩第一人称射击游戏时了解了延迟。有时一枪即中。但有时枪却没有连上，然后显示突然更新，目标站在左右五英尺处。这就是延迟的作用。用户在屏幕上看到的并不完全是服务器中正在发生的事情。
现在，想想自动驾驶汽车中的延迟。101高速公路上正是交通高峰时段，突然发生了一起事故。你希望所有朝着事故地点行驶的车辆立即得知这一情况，以便它们可以开始刹车。如果这一信息需要2-3秒钟才能从事故现场传递到其他道路上的车辆，那可能是灾难。
以时速60英里（6.56千米/小时）行驶的汽车在2-3秒内可以行驶大约264英尺（80.47米）。大约等于17辆汽车的长度。17辆汽车的反应时间可能是致命的。
而通过5G，延迟将会降低到4G的1/10。随着时间的推移，预计还会进一步改善。整个网络响应速度将会更快。
🔌 健壮性
你有没有与朋友进行对话时遇到信号断断续续的情况？或者发现你的互联网连接一分钟工作一分钟，然后又中断了？这些问题是由于你的移动设备与网络之间的连接出现故障所导致的。
但大多数情况下，这种故障并不会持续很长时间。当你开车进入隧道或者走进一个有太多金属信号障碍物的房间时，连接可能会中断。不幸的是，至少在使用4G时，哪怕只有几分之一秒的中断也会导致网络断开连接。
5G对此进行了改进。它更能够抵御波动，因此在不理想的条件下更能够保持稳定的连接。诸如Massive MIMO（多输入多输出）和波束成形等技术有助于维持信号，即使在人群拥挤的环境中也是如此。
在这种情况下，信号更加强大。此外，由于边缘计算的普及（稍后会详细介绍）和更好的切换协议，5G能够更快地重新连接。
🔢 密度
Verizon表示，理论上在一个平方公里（相当于0.38平方英里）内可以运行的4G设备数量大约为10,000个。相比之下，同样的空间内，5G可以允许多达一百万台连接设备。
在某种程度上，周围有那么多联网设备确实让人畏惧，但我家里已经有超过50个连接设备了。我们确实喜欢我们的小玩意。而且，随着自动驾驶汽车和其他物联网（IoT）设备的普及，我们将会有越来越多的设备。能够支持必要数量的连接设备将是能够在部署时依靠5G连接的关键所在。
毕竟，当你让你的车开着去某个地方时，你最不希望听到的是，“很抱歉，戴夫。我恐怕不能这么做。”
💡 边缘计算的能力
关于5G还有很多赋予它超能力的内容。
5G将不仅仅依靠大型高功率基站（就像4G那样），还将利用大量小型基站，这些基站可以聚集在一起。这就是5G实现人口密度的方式。
5G也被认为更节能。因此，物联网设备的通信部分耗电量不会那么大，从而延长了连接设备的电池寿命。
5G实现中还有大量的人工智能和机器学习。5G节点和部署在边缘位置的接口设备，利用人工智能和机器学习来分析通信性能，并使用人工智能来优化通信，以尽可能充分利用硬件的性能。
你对“云计算”这个词应该很熟悉。我们都使用云服务，这些服务在某个地方的服务器上运行，而不是在我们的台式计算机或移动设备上运行。当然，云并不是真正的云。亚马逊、谷歌、Facebook、微软和其他公司都在大型数据中心中运营着成千上万台服务器。云并不柔软，是吧。
但我们将其称为云，是因为它是在我们所有个人电脑和移动设备之间的无形空间中进行的所有计算。回想过去，当IT人员绘制网络图时，中间的连接 – IT人员自己不管理的东西 – 能简单地绘制成一个云。所以我们得到了“云计算”这个术语。
所有这些都带我们来到边缘计算的概念。想象一下：如果不在中间，就在边缘。这是一种过度简化，但边缘计算描述的是在网络的边缘、与应用程序碰撞的地方放置大量计算能力的做法。在工厂中，这就是位于工厂内或靠近工厂的计算。对于自动驾驶汽车而言，这就是车辆本身内部（以及可能位于道路和路口上）大量的计算能力。
为什么边缘计算很重要？答案很简单：物理学。从一个应用程序的点（例如你车前面的传感器）到数据中心，再返回，需要一定的时间。每个数据包可能会跳跃多个网络，穿越地理区域，并穿过一系列防火墙。
在今天的网络中，这个过程很快。但它并不是“你即将撞上突然停在你前面的那辆车”的速度。边缘处理在需要的地方提供足够的处理能力，通常还可以借助人工智能和机器学习。当然，边缘服务器可能会在稍后的时间将它们的处理历史上传到云端，但当某些事情即将失控时，边缘设备能够实时介入，而且不会为时已晚。
这在很大程度上可以通过5G实现，原因有多种。我们已经讨论过传输速度的提升、延迟、稳定性和密度等方面的改进。5G通过用大量小节点取代蜂窝塔来实现这一点。因此，5G连接可能与大多数4G连接相比更接近边缘。
🚀 5G的应用
5G具有许多企业和生产力应用。但它也为智能手机用户提供了一些好处。5G手机提供更快的下载和上传速度，改善的连接性，增强的流媒体和游戏体验，增强的增强现实和虚拟现实（AR/VR）支持，促进物联网设备，能源效率，全球漫游，增强的语音通话，以及对新服务和应用的支持。
为了让您更好地了解5G在智能手机以外的应用情况，我们将看一下五家非常不同的公司及其如何利用5G来改善运营和提供的服务。
汽车洗涤系统提供商
Cradlepoint是Ericsson的子公司，是一家提供5G网络设备的供应商。Cradlepoint的高级总监James Weaver向我们介绍了他们的一位用户Motor City Wash Works。
Motor City Wash Works是一家提供一站式服务的自动汽车洗涤系统制造商。控制从各种电机操作、销售点系统以及安全摄像头的可编程逻辑控制器（PLC）到一切的成本管理对于盈利至关重要。Motor City建立其汽车洗涤系统基础设施，以实现自动化和监控。而传统连接的安装时间较长且可靠性较低，妨碍了他们的商业模式的实施。为了解决这些问题，该公司选择了包含5G蜂窝网络的解决方案，以获得快速部署、灵活性、性能和可靠性的优势。
Motor City在路由器上运行较轻的边缘应用程序，不仅可以获得更低的延迟，还可以实现冗余和弹性。由于Motor City采用的是一种作为服务模型，其目标是在洗车业主甚至不知道问题存在的情况下发现和纠正运营和网络问题。
使用边缘计算，Motor City Wash Works还通过仪表板处理、转换和传输工业自动化数据给每个洗车管理团队。他们能够对客户的信用卡数据进行安全加密和保护，同时与多个销售点平台实现集成，并在完全通信中断的情况下以可靠的连接无缝运行。
现场服务操作
另一个使用5G技术的公司是现场服务软件提供商FieldCircle。FieldCircle的联合创始人兼首席执行官Yogesh Choudhary表示，他的公司依赖于5G的强大性能。
“对我来说，它解决的一个主要问题是，即使在有限或没有互联网连接的情况下，它也能使应用程序正常运行。” Choudhary告诉ENBLE：“这对于测试需要在现场操作或远程监控解决方案等远程环境中继续工作的产品来说非常有价值，这对于我们的FieldCircle客户非常有利，并提高了我们的整体声誉。”
具有更好网络性能的定制应用
TechAhead是一家为客户构建移动应用解决方案的公司。ENBLE采访了TechAhead的首席执行官Vikas Kaushik。他的公司正在利用边缘计算和5G来改善移动应用程序开发流程。有了5G，该公司现在可以在提供给客户的应用程序中实现实时数据同步，顺畅的远程协作，以及他所描述的“极快的内容交付”。
Kaushik说：“我们通过这种集成解决了过去频繁妨碍用户体验的延迟和数据瓶颈问题。我们可以通过5G和边缘计算提供给我们的客户快速的应用程序性能和无间断的连接，确保他们的用户享受积极有趣的体验。”
他告诉ENBLE：“有了这项技术的帮助，我们现在能够构建高质量的、数据密集型的应用程序，超越客户的预期。”
给予生命力的咖啡供应商
Home Grounds是一家关键基础设施提供商（而我所指的“关键基础设施”是指他们提供咖啡豆和冲泡设备）。没有比这更高尚的呼召了。
Home Grounds的首席执行官兼创始人Alex Mastin告诉ENBLE：“我注意到使用5G和那些仍在等待5G在其地区实施的人之间的连接性确实有所不同。使用5G和边缘计算的人发现它增加了工作的便利性和效率。”
咖啡也增加了工作的便利性和效率。只是这么说一下。是的，我随时都可以戒掉。是的，没错。
Mastin报告说：“使用5G和边缘计算的组合对于收集、分析和存储数据非常有益，我们已经能够利用这些洞察力来改进我们的业务，更有效地细分我们的受众，并相应地调整我们的营销策略。它还支持个性化，这在我们的业绩中产生了重大影响。另一个附加的好处是它支持安全性，这是我们业务的一个重要优先事项。”
供应链物流
我们还有机会与Sensefinity的联合创始人兼首席执行官Orlando Remédios进行了交谈，Sensefinity是一家提供端到端可见性的物联网公司，从监控生产到实时追踪全球供应链中的货物。Sensefinity提供实时可见性、警报和预测分析。
Remédios告诉ENBLE，物流行业中的5G和边缘服务可以实现对内部供应链和物流操作的实时可见性。
“5G允许工业公司或像海港这样的大型场地创建自己的私有网络，在这些网络中可以大规模部署物联网连接设备，” Remédios说。这正是我们先前讨论的关于5G支持设备密度增加的话题。
Remédios还告诉我们，所有这些连接的物联网设备有助于“识别供应链操作中的关键资产，并实时监督它们，从而以低成本实现实时可见性，这仅通过部署5G网络才可能实现。”
自动驾驶汽车
自动驾驶汽车是5G的一个重大应用。就个人而言，我不确定我是否愿意放弃方向盘和油门踏板，但随着老龄化成为“全球最重要的人口趋势”，自动驾驶汽车承诺给予老年人在他们的反射能力达到无法安全独自驾驶的程度之前提供远超过现在的行动能力。但在5G广泛部署之前，我们真的无法迎来汽车代驾的时代。
无论如何，系好安全带。
🌠 迈向6G及更远
除了5G，你将开始听到一些供应商谈论6G，这是因为他们当然会这样做。
这里有一个你需要记住的关键细节：5G是面向2020年代的，而6G预计在2030年代出现。6G是理念的必然延伸，即如果我们今天有了好的技术，我们应该致力于未来的更好技术。
6G的相关信息并没有正式发布，甚至没有明确的内容。虽然实验室正在研究未来的技术，但6G离现实还很远。尽管如此，预计6G将提供改进的带宽，甚至可能达到每秒千兆比特级别。同样，预计延迟将比5G提供的更低，而设备密度的支持也将进一步增强。
如果增强现实/虚拟现实和自动驾驶车辆真正变得实用，6G可能会将这些应用从功能上的稀奇古怪变为主流。最后，6G可能进一步扩大覆盖范围，甚至涵盖水下或为地球大气层外的物联网设备提供网络连接。
但正如我所说，6G完全是一种推测。如果你想了解更多，请务必阅读ENBLE特别专题中的其他优秀文章。这里有一些我们最好的专家撰写的关于连接性未来的非常好的信息。
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📚 参考资料
- 2024年最佳AT&T手机
- 移动技术供应商：Cradlepoint
- Microsoft Office任务3 | Digital Trends
- 现场服务软件供应商：FieldCircle
- 移动应用解决方案：TechAhead
- 沃尔玛圣诞后大甩卖 | Digital Trends
- 物联网公司：Sensefinity
- 全球顶级人口趋势
