工业 4.0 需要海量物联网和无缝连接

为了实现工业 4.0 应用程序和服务的优势，需要大规模部署传感器、网关和云计算系统，并实现无缝连接。

有些人认为物联网 (IoT) 总是需要无线连接。这种误解源于大量使用移动设备、可穿戴设备和其他未物理插入有线网络的连接设备。

现实情况是，大部分工业互联网都是通过有线网络实现的，而以太网仍然是全球大多数工厂的连接骨干。

当需要无线连接时，Sigfox、LoRaWan 和 NB-IoT 等低功耗广域网 (LPWAN) 等新技术有助于管理本地和远程设施中的数百万 IoT 设备。

有线工业连接和 M2M 已经存在了几十年

自 1980 年代以来，许多行业都受益于某种形式的有线数据连接，主要使用以 24v 工作的可编程逻辑控制器 (PLC)，这被认为是工业应用的全球电压标准和数字语言。

1990 年，第二代蜂窝网络 (2G) 和 SIM 卡为工业连接服务引入了无线技术，即蜂窝机器对机器通信 (M2M)。

M2M 允许行业远程访问和控制机器，部署数百个连接的设备，并在任何有蜂窝网络可用的地方收集信息。回想起来，M2M 是我们今天所说的物联网的框架。其余大部分 M2M 连接都通过 2G GPRS 标准工作，需要 2G EDGE 覆盖范围和 SIM 卡。

今天的智能工厂混合使用有线和无线技术，通过时间敏感网络 (TSN) 协同工作。

TSN 是 IEEE 802.1 指定的一组标准，使以太网能够为时间敏感和任务关键的流量和应用程序提供 QoS 保证。 TSN 是一个工具箱，包含四类工具：资源管理、流量整形、可靠性和时间同步。

本质上，基于 TSN 的工业通信网络是一个融合系统，允许混合各种流量类型。服务要求范围从尽力而为的流量到关键的实时流量。 TSN 提供了在共享网络上运行的许多不同服务的融合，同时仍然有工具来确定时间关键服务的优先级。

对于大多数连接，LPWAN 网络是最佳选择

随着长期演进 (LTE) 或 4G 网络的到来，为行业和消费者提供了一系列新的服务和可能性。 LTE 支持多种连接类型，包括快速数据传输、低延迟、IP 语音 (VoIP) 和低功耗广域网 (LPWAN)。

最常见的 4G 网络工业版本基于已成为新 M2M 的 LTE-M 和窄带物联网 (NB-IoT)。这两种服务都是为大规模物联网而设计的，可实现数百万低功耗连接设备的连接。

此外，其他不依赖蜂窝连接的 LPWAN 网络也广泛使用，包括 LoRaWAN、Sigfox 和 Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah)。

大多数工业连接不需要 5G，5G 仍处于推广初期

在过去两年中，关于 5G 及其对关键连接的超快速度和超低延迟的承诺引起了很多热议。

图片由爱立信提供。

现实情况是，超过 99% 的工业和专业物联网连接不需要这些独特的功能。如果需要蜂窝服务，4G、LTE-M 和 NB-IoT 可以提供当今和未来应用所需的带宽和海量物联网连接。

此外，3GPP 和其他监管机构仍在定义 5G 的完整规范，以实现其一些最关键的功能。让 5G 网络准备好提供一些关键物联网应用所需的服务还需要几年时间。

“当您需要一些特殊功能时，确实需要 5G。我们谈论的是更大的价值、更低的延迟、更多的连接或连接点，在这些地方你实际上会遇到 LTE 拥塞的问题。因此，广域蜂窝物联网需要 5G 的整个概念并不是真的。”爱立信物联网和宽带主管 Marie Hogan 说。