更快的時代即將到來:5G和AI技術下「世代物聯網」的發展與應用

更快的時代即將到來:5G和AI技術下「世代物聯網」的發展與應用
Photo Credit: Depositephotos
我們想讓你知道的是

融合5G的行動網路和AI的智能,將使得IoT的發展和應用更加多元化,更多領域與跨領域合作。

唸給你聽
powered by Cyberon

文:林寶樹(交通大學資訊工程學系終身講座教授、前瞻網路技術研發中心主任)

到目前為止,現在運作中的物聯網(Internet of Things, IoT)之應用或服務,絕大部份都要靠3G/4G,將收集的數據輸送到目的地,作更進一步的資料處理和產生其應用及提供服務。然而5G在未來的一至兩年內,也將有商用系統在市面上提供服務(如圖一所示)。

從另外角度來看,IoT模式可用四個階層的架構,如圖二所表達,其中四階層分別為:

  • 最底層:感應和身份(Sensing and Identification)
  • 第二層:網路建置(Network Construction)
  • 第三層:資訊處理(Information Processing)
  • 最高層:整合應用(Integrated Application)
未命名
Photo Credit:新興科技媒體中心
圖一、物聯網的觀念與參考架構
未命名
Photo Credit:新興科技媒體中心
圖二、四個階層的物聯網模式

5G的來臨其傳輸速率(Data Transmission Rate, Data rate)高出相當多(5G:4G=20 Gbps:1Gbps),而其延遲率(Latency)比起4G也低了許多(5G:4G =1ms : 10ms)。在此同時,網路產業正在進行開源網路(Open Networking, ON)的典範轉移,網路技術已朝向ON架構進行,且更進一步應用軟體定義網路(Software Defined Network, SDN)和應用網路功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)的技術,來從事網路軟體化和虛擬化。

由於軟體化和虛擬化,使得網路成為軟體可運算白牌(按:指相對品牌大廠而言,部分小廠商生產的沒有牌子的產品)且價位較低的標準硬體(Commodity Hardware)上;也因網路可用軟體程式(Program)來執行,故具有可程式化(Programmability)。也能依網路的功能和需求大小,具有延展性(Scalability)及彈性(Flexibility),使AI技術應用到網路的各個層面。

如此一來,5G和AI的IoT應用服務可帶來的好處,除了傳送資料速度更高,還能提供使用者經驗品質更滿意的服務,並讓IoT應用更具創新與智能。我們在圖三舉幾個例子來說明:

  1. 現在IoT行動網路傳送依靠3G/4G,而未來靠5G;
  2. 現在IoT能處理數據匯集和簡單應用,而未來5G能使IoT用來整合解決方案;
  3. 5G能處理車聯網(Connected Cars),這是性質艱鉅的任務,應用在「聯網交通」(Mission Critical Connected Transport)的一環;
  4. 具網路切片(Network Slicing,由於軟體化及虛擬化的關係,使得網路資源可依應用的大小來切成數個切面,並同時執行多個應用)功能的5G,能同時處理數量極大(Massive)的物聯網設備(IoTs);
  5. 許多機器學習、深度學習和AI的功能將存在或注入(Embedded)在每一層所構成之元件、軟體、硬體、網路,以及次系統。
未命名
Photo Credit:新興科技媒體中心
圖三、比較現在物聯網與未來物聯網之發展與應用

融合5G的行動網路和AI的智能,將使得IoT的發展和應用更加多元化,更多領域與跨領域合作(如圖四所示)。這種融合5G、AI以及IoT將可產生的新發展方向與應用領域;發展方向朝「智慧連結」(Intelligent Connectivity),而應用領域也將橫跨各種產業方面,包括智慧城市、智慧農業、智慧醫療、智慧交通等。

未來的10年(2020-2030)將是5G和AI盡全力研究、發展與網路建置的時代,其成果對下世代的物聯網之發展與應用影響甚大。

未命名
Photo Credit:新興科技媒體中心
圖四、智慧連結

本文經新興科技媒體中心授權刊登,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航