L'Internet degli oggetti supportato dal sistema di comunicazione mobile di quinta generazione (in breve sistema 5G) espanderà il suo volume di accesso e la sua copertura e potrà adattarsi meglio e soddisfare le crescenti esigenze di funzionamento e manutenzione del trasporto ferroviario urbano. Studiando la direzione di sviluppo, le caratteristiche tecniche e le tendenze di integrazione dei sistemi 5G e dell'Internet degli oggetti, e analizzando e discutendo l'impatto di questa integrazione sul funzionamento e la manutenzione del trasporto ferroviario urbano, sono stati proposti suggerimenti applicativi e contromisure.
Dal 27 febbraio al 2 marzo 2017 si è tenuto a Barcellona, in Spagna, il Mobile World Congress (MWC). Il sistema di comunicazione mobile di quinta generazione (SC) è diventato il fulcro di questo MWC. Rispetto al 3G e al 4G, che si concentrano maggiormente sul soddisfacimento delle esigenze aziendali di voce e dati, il 5G si concentra sul potenziamento della banda larga mobile, sulle connessioni massicce all'Internet delle cose, sulle applicazioni industriali verticali e su altri campi, ed è un vettore chiave dell'"Internet of Everything". Secondo le previsioni della GSMA, entro il 2020 il numero di connessioni IoT basate sulla tecnologia cellulare raggiungerà 1 miliardo-2 miliardi "18 , e le connessioni tra le cose saranno sempre più varie e ricche. La visione di "cose sempre connesse e collegate" è quindi vicina.
Alla fine del 2016, la Cina continentale contava 30 operazioni di transito ferroviario urbano, per un totale di 133 linee e una lunghezza complessiva di 4.152,8 km. Il trend di sviluppo dell'aumento delle linee operative, della crescita continua del flusso di passeggeri, della diversificazione dei formati del sistema e delle linee operative in rete è diventato più evidente". Tuttavia, le operazioni di transito ferroviario tradizionali presentano problemi quali la scarsa intelligenza, la manodopera intensiva e la lentezza di risposta. In questo contesto, partendo dalle esigenze operative e promuovendo attivamente l'applicazione delle nuove tecnologie, è indispensabile migliorare il livello di gestione delle applicazioni. È prevedibile che l'integrazione del 5G e dell'Internet degli oggetti creerà maggiore valore anche per le operazioni di transito ferroviario.
2 Sistema di comunicazione mobile 5G
2-1 Panoramica
Negli ultimi anni, dopo che il 4G ha completato la distribuzione su larga scala in tutto il mondo, il 5G è diventato un tema di ricerca molto caldo nel campo delle comunicazioni mobili in patria e all'estero. Rispetto ai sistemi 4G, i sistemi 5G sono migliorati in modo significativo in termini di velocità di picco, efficienza dello spettro, copertura, numero di connessioni, latenza, affidabilità, esperienza utente e controllo del consumo energetico. Fornisce un forte supporto per l'Internet delle cose su larga scala, l'Internet dei veicoli, la realtà virtuale, la realtà aumentata, i giochi online e altre applicazioni.
2.2 Tecnologia 5G Le tecnologie chiave del 5G si concentrano principalmente sulla tecnologia wireless e sulla tecnologia di rete. Il campo della tecnologia wireless comprende principalmente: tecnologia massive MIMO, nuova tecnologia di accesso multiplo, tecnologia di rete ad altissima densità, nuova tecnologia multiportante, ecc.; il campo della tecnologia di rete comprende principalmente: tecnologia di slicing della rete, tecnologia di separazione tra piano di controllo e piano utente, tecnologia di ricostruzione delle funzioni di rete, ecc. H J17. Pertanto, rispetto alla tecnologia 4G, la tecnologia 5G consentirà di aumentare di 1.000 volte il traffico di dati mobili per unità di superficie; in termini di velocità di trasmissione, la velocità di trasmissione tipica degli utenti aumenterà da 10 a 100 volte, con una velocità di trasmissione di picco fino a 10 Gbit/s (il 4G è 100 Gbit/s). Mbit/s)Ls]; allo stesso tempo, il ritardo end-to-end sarà ridotto di 5-10 volte al livello di ms e l'efficienza dello spettro sarà migliorata di 5-10 volte; la mobilità ad alta velocità può raggiungere i 500 km/h.
2.3 Sviluppo e aspettative del 5G Già nell'aprile 2008 la NASA negli Stati Uniti ha avviato una ricerca sulla tecnologia di comunicazione 5G. Successivamente, le principali economie come Europa, Cina, Giappone e Corea del Sud hanno iniziato a studiare la tecnologia di base del 5G. Dopo anni di sviluppo, la tecnologia 5G ha fatto grandi progressi. Al MWC 2017, il 3GPP ha annunciato che avrebbe determinato le specifiche della nuova interfaccia aerea 5G con mezzo anno di anticipo. L'industria prevede di raggiungere una diffusione su larga scala del 5G nel 2019. Questa mossa accelererà notevolmente lo sviluppo dell'industria dell'Internet degli oggetti.
la tecnologia di comunicazione mobile del mio Paese è passata dall'1G al 4G, dal vuoto al massimo, realizzando una svolta storica nello sviluppo dell'industria della comunicazione mobile. Nel 2013 il mio Paese ha istituito il gruppo di lavoro IMT-2020 per la ricerca e lo sviluppo delle comunicazioni mobili 5G e ha partecipato attivamente alla formulazione degli standard 5G. Questo gruppo di lavoro ha promosso la visione del 5G del mio Paese e i risultati della domanda per diventare un consenso globale, ha scritto le tecnologie chiave del 5G del mio Paese negli standard internazionali mainstream del 5G e ha svolto un ruolo di primo piano nel mercato delle società operative per promuovere l'integrazione delle applicazioni Internet mobile e Internet degli oggetti supportate dal 5G. Innovazione per migliorare le capacità dei servizi di comunicazione mobile wireless. Secondo il piano del Ministero dell'Industria e della Tecnologia dell'Informazione, nel 2017 il mio Paese accelererà la pianificazione e il coordinamento di frequenze chiave come il 5G. I principali produttori nazionali, Huawei e ZTE, hanno in programma di investire almeno centinaia di milioni di dollari entro il 2018 e di effettuare attivamente la verifica delle principali tecnologie 5G. Attualmente, la tecnologia 5G del mio Paese ha completato il test delle principali tecnologie wireless nel settembre 2016. Successivamente, si procederà alla verifica delle soluzioni tecniche e dei sistemi 5G. La diffusione del 5G su larga scala è entrata nella corsia di sorpasso. Il 2017 è stato l'anno in cui il settore è passato dai prototipi 5G ai primi prodotti commerciali e alle prove sul campo.
3Internet delle cose
3.1 Panoramica Il concetto del cosiddetto "Internet degli oggetti" è stato proposto per la prima volta da personale competente del Massachusetts Institute of Technology negli Stati Uniti. La definizione esatta di "Internet degli oggetti" si riferisce alla connessione di qualsiasi oggetto a Internet attraverso l'identificazione a radiofrequenza (RFID), i sensori a infrarossi, i sistemi di posizionamento globale, gli scanner laser e altre apparecchiature di rilevamento delle informazioni in conformità con i protocolli concordati per condurre l'elaborazione delle informazioni. Una rete che scambia e comunica per ottenere l'identificazione, il posizionamento, la localizzazione, il monitoraggio e la gestione intelligenti.
3.2 Tecnologia dell'Internet degli oggetti Le tecnologie di base dell'Internet degli oggetti comprendono la tecnologia di identificazione degli oggetti rappresentata dall'RFID, la tecnologia di rilevamento e trasmissione, la tecnologia di rete e comunicazione, l'elaborazione e l'archiviazione dei dati e la tecnologia degli oggetti intelligenti rappresentata dall'integrazione 3C, ecc. Grazie alla tecnologia dei microsensori, all'intelligenza e alla tecnologia di rete wireless, le persone e le cose, e le cose e le cose possono "comunicare", realizzando l'interconnessione di tutte le cose. Può essere utilizzato in molti campi come la sicurezza pubblica urbana, la produzione industriale, il monitoraggio ambientale, i trasporti intelligenti, le case intelligenti e la salute pubblica. L'architettura principale del sistema è suddivisa in livello di percezione, livello di rete e livello di applicazione, che realizzano rispettivamente la misurazione della percezione dei dati, la trasmissione e la comunicazione delle informazioni e vari servizi applicativi.
3.3 Sviluppo e aspettative dell'Internet degli oggetti Negli ultimi anni gli Stati Uniti, l'Europa, il Giappone e altri Paesi hanno incrementato la ricerca e gli investimenti nell'Internet degli oggetti, creando piattaforme di test delle applicazioni, formulando piani strategici e istituendo gruppi di lavoro, ecc. La Cina ha sempre attribuito grande importanza alla ricerca sull'Internet degli oggetti e fin dagli anni '90 sono state avviate attività correlate. L'8 ottobre 2010, l'Accademia cinese delle scienze ha istituito il Centro di ricerca e sviluppo sull'Internet degli oggetti dell'Accademia cinese delle scienze. Il 28 novembre 2011, il Ministero dell'Industria e della Tecnologia dell'Informazione ha pubblicato il "Dodicesimo piano quinquennale per lo sviluppo dell'Internet degli oggetti". Dopo anni di sviluppo, l'ambiente della politica industriale dell'Internet degli oggetti del mio Paese è stato continuamente migliorato, il sistema industriale è stato inizialmente stabilito, i risultati innovativi hanno continuato a emergere, le dimostrazioni di applicazione hanno continuato ad approfondire e la scala è stata formata. Specificamente riflesso in: macchine di rete pubbliche.
Il numero di connessioni machine-to-machine (M2M) ha superato i 100 milioni; ci sono stati risultati e progressi nei campi dei chip, dei sensori, dei terminali intelligenti, del middleware, dell'architettura e della formulazione degli standard; e miglioramenti della qualità e dell'efficienza nell'industria, nell'agricoltura, nell'energia, nella logistica e in altri settori. Tuttavia, permangono problemi quali la scarsa competitività ecologica dell'industria, il debole coordinamento della catena industriale, l'imperfetto sistema di standard e l'insufficiente integrazione dell'Internet degli oggetti con l'industria. Il 17 gennaio 2017, il Ministero dell'Industria e della Tecnologia dell'Informazione ha formulato e pubblicato il piano di sviluppo dell'industria dell'informazione e della comunicazione per l'Internet degli oggetti, proponendo di promuovere l'applicazione su larga scala dell'Internet degli oggetti come linea principale, proponendo la direzione, l'attenzione e il percorso dello sviluppo dell'Internet degli oggetti nel mio Paese nei prossimi cinque anni e richiedendo più chiaramente l'accelerazione dello sviluppo dell'Internet degli oggetti nei prossimi cinque anni. La profonda integrazione dell'Internet degli oggetti e dei settori industriali approfondisce l'applicazione dell'Internet degli oggetti nel campo delle smart city. Questo volume indica la direzione per l'applicazione dell'Internet degli oggetti nel trasporto ferroviario urbano.
L'integrazione del 5G e dell'Internet delle cose insieme all'evoluzione del 4G NB. Con la maturità dell'IoT e dell'eMTC, è iniziato lo sviluppo dell'Internet degli oggetti wireless. I due requisiti fondamentali più importanti per supportare il futuro "Internet of Everything" sono connessioni massive e una latenza di circa 1 ms, che non può essere raggiunta dalle attuali reti di comunicazione mobile. E l'ITU. Il 5G identificato dall'R (International Telecommunication Union Radiocommunication Bureau) prevede i seguenti tre scenari applicativi principali: (1) banda larga mobile potenziata; (2) comunicazioni ad altissima affidabilità e bassa latenza; (3) comunicazioni di classe macchine su larga scala. Questi ultimi due scenari soddisfano ampiamente le esigenze reali dell'Internet degli oggetti per la "connessione di migliaia di famiglie" e possono soddisfare meglio le esigenze dell'Internet degli oggetti per quanto riguarda la standardizzazione della rete, la sicurezza e altri aspetti. Questo porrà fine alla situazione di silenzio della tecnologia di accesso all'IoT prima del previsto e la sostituirà con connessioni affidabili e senza soluzione di continuità in un quadro unificato, riducendo al contempo notevolmente i costi di costruzione della rete.
Parole chiave in questo articolo: Gateway di edge computing