5G世界中的物联网设备

尽管物联网设备现在似乎无处不在，但5G将确保它们确实无处不在。但是，这不仅意味着智能手机。它涵盖了从受约束的物联网设备（如监视智能建筑照明和门的传感器和执行器）到制造自动化和自动驾驶汽车的所有设备，这些设备可以迅速完成您的在线购买。5G承诺提供高速，大容量和低延迟的承诺将很快意味着几乎所有地方的所有事物都将以某种方式连接。

5G使能的技术发展令人嘱目。想象一下可以远程监控公用事业仪表的智慧城市，或者根据需要而不是每周的时间表来安排垃圾的收集；一种绿色空间的城市照明，当没有人时会变暗或熄灭，从而节省数千美元的电费，或者通过网络通信减少交通拥堵的交通灯。农村社区也将从中受益，这使得在外科医生无法亲自执行手术的区域进行远程机器人手术成为可能。

5G原理

增强型移动宽带（eMBB）提供增强的连接性，更高的容量和更高的用户移动性。它可以帮助用户随时随地体验沉浸式视频会议，快速下载视频并实现增强现实。它是首批推出的功能之一，幸运的是，它使知识工作者可以在非常需要的时候在家中进行工作，而几乎不会中断业务运作。

大规模机器类型通信（mMTC）是低复杂度，低能耗类型的设备（例如传感器）进行通信的地方。他们在能量或容量上不使用的东西在密度上得到了弥补。mMTC可以每平方公里容纳多达一百万个节点，非常适合具有许多传感器的智能城市，这些传感器可以通过NB-IoT，LTE-M或低功耗广域网（LPWA）网络进行通信。

超可靠性，低延迟通信（URLLC）支持要求高可用性（大于99.999％或“五个九”），低延迟（1 ms）和高移动性的关键任务基础架构。该用例需要其他服务所不需要的高质量服务（QoS）。这里的通信必须精确，因为它用于上述的车辆物联网和机器人手术。

从4G迁移到5G

随着移动网络运营商从4G升级到5G，目前正在解决三个主要领域：频谱，无线电接入网（RAN）和蜂窝接入网（通常称为移动核心）。

RAN包括基站和将基站相互连接以及与移动核心相连的回程。新的天线支持多输入和多输出（MIMO），从而使基站容量倍增。增加位置更密集的宏基站，再加上小型小区甚至是街道级网格系统，都在满足预期需求的能力不断提高。

新的Mobile Core架构标志着从4G到5G的显着转变，是公钥基础结构（PKI）基于证书的身份验证协议的理想之选。除了其他增强功能外，5G现在还允许使用替代设备身份验证方法，而不是智能手机中常见的传统SIM卡。由于物联网设备的运行方式与智能手机大不相同，并且通常不使用SIM卡，因此它们需要一种能够更好地满足其需求的身份验证方法。PKI是最普遍采用的方法，尤其是用于安全物联网设备身份验证的方法。

PKI在5G中实现物联网安全

PKI预计将有成千上万的物联网设备进入市场并连接到物联网网络，因此其在处理设备身份验证，数据完整性和大规模隐私方面的独特优势。对于通过5G“切片”成为可能的专用蜂窝网络而言，尤其如此。专用网络或3GPP所谓的“非公共网络”实现了多路复用，其中独立的网络可以共享相同的物理网络基础结构和蜂窝频谱范围，同时保持与其他网络的安全分离。由于诸如互联制造之类的“事物”以及诸如智慧城市或发电厂之类的更为重要的关键基础设施都可以利用5G功能，因此，通过专门为物联网设计的PKI管理的，具有强大，独特设备身份的私人蜂窝网络有望获得最佳匹配。

5G在很大程度上依靠云技术，尤其是Mobile Core，其设计基于通常由PKI证书保护的Web服务的使用。随着网络越来越多地与这些基于云的微服务互动，使用PKI保护它的安全性也将增长，从而进一步巩固其作为首选物联网安全机制的地位。

毫无疑问，5G将改善用户电话，网络和视频体验。尽管可以说，5G的最大影响和贡献将在于其以我们无法想象的方式实现物联网的独特能力。物联网设备不仅将存在于5G世界中，而且将主导它。