5G+AIoT或者直接說成5AIoT，已經(jīng)成為非常前沿的話題，對(duì)于5G與AI能夠給予智能家居甚至更大的智慧生活概念以怎樣的革新與思考，由CSHIA研究院與《智能家居》雜志共同發(fā)起，本期專題依然以白皮書的形式進(jìn)行探討。

前三期我們帶來了5G發(fā)展脈絡(luò)梳理與技術(shù)解讀。詳情請(qǐng)看>>《梳理5G發(fā)展脈絡(luò) 剖析5G+AIoT當(dāng)前生態(tài)》《解讀5G技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，如何影響AIoT？》《盤點(diǎn)5G應(yīng)用場(chǎng)景，看5G+AIoT如何改變未來智慧生活？》。本期繼續(xù)為大家?guī)?G當(dāng)前挑戰(zhàn)及未來趨勢(shì)分析。

數(shù)據(jù)篇

根據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2020年全球IoT設(shè)備數(shù)量將達(dá)260億件。而IHS數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全球IoT設(shè)備總量將達(dá)754億件。MarketsandMarkets近日發(fā)布報(bào)告稱，2019年全球AIoT市場(chǎng)規(guī)模為51億美元。到2025年，智能技術(shù)將滲透到每個(gè)人、每個(gè)家庭、每個(gè)組織，全球58%的人口將能享有5G網(wǎng)絡(luò)，14%的家庭擁有“機(jī)器人管家”，97%的大企業(yè)采用AI。到 2025 年中國將有4.3億個(gè)5G連接，占全球總量的1/3，成為全球最大的5G市場(chǎng)。

挑戰(zhàn)篇

AIoT的產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展階段和面臨的挑戰(zhàn)

AIoT的發(fā)展依然面臨著算力、算法、平臺(tái)兼容性、安全性等挑戰(zhàn)。比如在算力方面，普通計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力有限，利用其訓(xùn)練一個(gè)模型往往需要數(shù)周至數(shù)月的時(shí)間。密集和頻繁地使用高速計(jì)算資源面臨成本挑戰(zhàn)。在算法方面，AI的訓(xùn)練所需時(shí)間是非常長的，目前僅訓(xùn)練一些簡單的識(shí)別尚需數(shù)周時(shí)間，面對(duì)未來豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，有必要在算法層面予以增強(qiáng)。并且基礎(chǔ)算法非常復(fù)雜，應(yīng)用的企業(yè)開發(fā)者能力不足。

在平臺(tái)兼容性方面，物聯(lián)網(wǎng)本身產(chǎn)品碎片化，而各AI公司生態(tài)之間又缺乏協(xié)同，本地算力、網(wǎng)絡(luò)連接能力、平臺(tái)間的不兼容，要把框架里的算法部署到數(shù)量眾多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，大規(guī)模部署問題重重。在安全性方面，人工智能決策的正確性受IoT數(shù)據(jù)的精確度影響，AI的分析結(jié)果還缺乏可解釋性。AIoT還存在被攻擊而成為僵尸物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。

AIoT目前僅是起步階段，有很大的發(fā)展空間，也面臨重大挑戰(zhàn)。未來AIoT的發(fā)展仍然需要推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，也需要企業(yè)間合作提升兼容性，還需要威脅情報(bào)共享，增強(qiáng)安全保障能力。

AIoT本身是一條很長的產(chǎn)業(yè)鏈，其中包括硬件/終端（占比25%），通信服務(wù)（占比10%），平臺(tái)服務(wù)（占比10%），軟件開發(fā)/系統(tǒng)集成/增值服務(wù)（55%）。可見，軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)占比較高，達(dá)55%。AIoT相對(duì)拓展了IoT原有的產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)AIoT在產(chǎn)業(yè)鏈上更強(qiáng)調(diào)AI芯片和AI能力開發(fā)平臺(tái)，因而將軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)占比進(jìn)一步提高。

痛點(diǎn)擊潰

目前的智能家居市場(chǎng)產(chǎn)品以單件形式存在，針對(duì)不同產(chǎn)品的智能硬件需要下載不同的APP端口來進(jìn)行操作。而5G能夠讓“孤島化”的智能家居產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，讓“智慧家庭”走進(jìn)我們?nèi)粘＜揖由?，通過各個(gè)品牌、各個(gè)型號(hào)能夠在5G中實(shí)現(xiàn)兼容，構(gòu)建“智慧家庭”智能生態(tài)鏈。

智能家居的痛點(diǎn)在于如何合理地布線，市場(chǎng)上也有一些無線路由產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)無線銜接，不過在帶寬等方面還是有不滿意的地方。在5G時(shí)代，各類智能家居通過5G網(wǎng)絡(luò)接入云端，一方面可以解決布線問題，另一方面就是語音能力，也就是智能化（AI化）的能力提升。

5G助推智能家居跨越式發(fā)展，同時(shí)也讓智能AI越來越聰明，能夠懂得人們更深層次的需求，萬物都具有感知的智能社會(huì)并非是戲言，5G將真正實(shí)現(xiàn)移動(dòng)信息化與社會(huì)各行各業(yè)的深度融合，打開萬物的感知。

安全問題

5G采用的是通用硬件平臺(tái)，這就帶來了網(wǎng)絡(luò)安全可靠性低的問題。5G網(wǎng)絡(luò)可提供對(duì)海量用戶訪問的支持，服務(wù)器端將接收到來自海量用戶的安全認(rèn)證需求，這就面臨針對(duì)海量用戶加密方法、加密服務(wù)器性能、人工智能病毒攻擊等所帶來的網(wǎng)絡(luò)安全問題。

過去移動(dòng)通信協(xié)議是專用的，不易招致外部的病毒和木馬等攻擊，但是5G的協(xié)議全面互聯(lián)網(wǎng)化后被外部攻擊的可能性明顯增加。與現(xiàn)有相對(duì)封閉的移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，業(yè)務(wù)能力開放的平臺(tái)使第三方可通過獲得的網(wǎng)絡(luò)操控能力對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊，增加安全監(jiān)管責(zé)任主體的劃分難度和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

網(wǎng)絡(luò)切片能夠很好地滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于網(wǎng)絡(luò)能力的特定需求，同時(shí)也對(duì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建帶來了一定的挑戰(zhàn)，以業(yè)務(wù)切片的安全為例，需要考慮以下安全需求：切片授權(quán)與接入控制；切片間的資源沖突；切片間的安全隔離；切片用戶的隱私保護(hù)；以切片方式隔離故障網(wǎng)元。

傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)沒有控制面，僅有用戶面，很多網(wǎng)絡(luò)功能由管理面來支撐，即基于網(wǎng)管系統(tǒng)由人工配置?，F(xiàn)在5G引入的SDN/NFV和網(wǎng)絡(luò)切片需要利用控制面信令來動(dòng)態(tài)配置，網(wǎng)絡(luò)OS不僅要完成傳統(tǒng)OSS功能，還要控制網(wǎng)元功能的變換和業(yè)務(wù)切片的管理，業(yè)務(wù)信道編排的計(jì)算量很大而且相應(yīng)時(shí)間要求很嚴(yán)。5G的智能運(yùn)維中心是5G的中樞，是安全防御的重點(diǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)具有對(duì)外開放業(yè)務(wù)的能力，需要對(duì)開放門戶認(rèn)證管理。同時(shí)，還需對(duì)來自第三方的APP實(shí)施安全認(rèn)證。

覆蓋增強(qiáng)技術(shù)由密集異構(gòu)組網(wǎng)構(gòu)成。通過縮小覆蓋半徑，以頻譜資源的空間復(fù)用提高頻譜效率，從而提高5G覆蓋度。在5G超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，利用宏站和低功率小型基站進(jìn)行覆蓋，通過增加站點(diǎn)密度減少節(jié)點(diǎn)間的距離，讓網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離終端更近，使頻譜效率及系統(tǒng)容量大幅提升。采用毫米波通信能夠有效緩解頻譜資源緊缺問題，也可提升通信容量，毫米波具有波束集中、波束窄、能效高、方向性好等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。通過MIMO天線技術(shù)，在接收端及發(fā)送端使用多個(gè)天線進(jìn)行接收和發(fā)送，大規(guī)模的增加天線數(shù)量，在不增加頻譜資源或總功率耗損的條件下提高信道容量、吞吐量及傳送距離，從而改善通信質(zhì)量。同時(shí)，利用OFDM新型傳輸波形，可使頻譜利用率提升近1倍。而NOMA非正交多址接入技術(shù)則把功率域由傳統(tǒng)的單用戶改為多用戶共享，并把無線接入能量提升50%，從而滿足每個(gè)用戶不同的路徑損耗，實(shí)現(xiàn)高效復(fù)用?？梢姽馔ㄐ攀俏锫?lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等領(lǐng)域的新型技術(shù)，除具有高速率、寬頻譜、低成本等特點(diǎn)外，還具有極強(qiáng)的保密性，其在未來的5G通信中必然占有重要地位。

5G具有三大特性，其中大連接特性帶來的安全挑戰(zhàn)更為突出。物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量多，且永遠(yuǎn)在線，易被劫持和數(shù)據(jù)被竊取，或被木馬入侵，成為DDoS攻擊的跳板。如果每個(gè)設(shè)備的每條消息都需要單獨(dú)認(rèn)證，終端信令請(qǐng)求可能超過網(wǎng)絡(luò)處理能力，則會(huì)觸發(fā)信令風(fēng)暴。5G物聯(lián)網(wǎng)需要有群組認(rèn)證機(jī)制。需要采用輕量化的安全機(jī)制，簡單但不失強(qiáng)度的加密協(xié)議，保證物聯(lián)網(wǎng)在安全方面增加過多的能量消耗，也不致時(shí)延太大。

與面向消費(fèi)者的應(yīng)用相比，面向企業(yè)的應(yīng)用一旦發(fā)生信息安全事件，其影響更嚴(yán)重。5G可以用在企業(yè)外網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，后者又分為基于5G公網(wǎng)與5G專網(wǎng)兩種。公網(wǎng)針對(duì)人的應(yīng)用，TDD的下行較上行時(shí)隙多，而物聯(lián)網(wǎng)則相反，因此用5G專網(wǎng)作為企業(yè)內(nèi)網(wǎng)更合適，而且內(nèi)網(wǎng)安全性優(yōu)于外網(wǎng)。不論5G是作為企業(yè)外網(wǎng)還是內(nèi)網(wǎng)，即便是5G專網(wǎng)，其安全防護(hù)都要特別重視。

5G實(shí)現(xiàn)了計(jì)算和通信的融合，基于大數(shù)據(jù)和人工智能的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維，減少了人為的差錯(cuò)，智能化的監(jiān)控有利于提高網(wǎng)絡(luò)的安全防御水平。原來運(yùn)營商的協(xié)議是專用的，運(yùn)營商的能力是封閉的，現(xiàn)在將其開放，就容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)安全問題。因而，如果將4G的安全能力再次沿用到5G上，那么，5G網(wǎng)絡(luò)將不再安全。因而需要提升5G的安全能力。

趨勢(shì)篇

毫無疑問，5G技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)來說具有重要的意義，但5G技術(shù)只是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹肮艿馈保胍浞职l(fā)揮它的價(jià)值，就需要應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行支撐。包括水表、電表、智能門鎖、車載設(shè)備等各式各樣的終端設(shè)備以及智慧城市、智能工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)等各類應(yīng)用，都是5G技術(shù)的潛在應(yīng)用場(chǎng)景。

目前智能家居行業(yè)已經(jīng)覆蓋家居、別墅、酒店等各類生活場(chǎng)所，但是由于技術(shù)限制，還有很多生活場(chǎng)所尚未覆蓋，比如企業(yè)等辦公場(chǎng)所、研究院等科研場(chǎng)所。如果要將智能家居覆蓋各個(gè)生活場(chǎng)所，則意味著信息加密、智能檢測(cè)等安全技術(shù)的需求將進(jìn)一步提高。

人腦與機(jī)器腦直接聯(lián)結(jié)的網(wǎng)絡(luò)，將是未來偉大的聯(lián)接，2020年底，人類將首次嘗試用這種正真人機(jī)結(jié)合方式，去控制手機(jī)和電腦，物理接口被聯(lián)接后，將會(huì)實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)造力，智能家居的控制也將從我們可以想象的語音、人臉、表情、手勢(shì)等控制，提升到新的隔空操控時(shí)代，我們的生活越來越網(wǎng)絡(luò)化、場(chǎng)景化、流動(dòng)化和碎片化，需要融入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行歸宗解放目前勞累的機(jī)體。

其他還有更多實(shí)際的趨勢(shì)落地，例如5G+Wi-Fi 6的結(jié)合應(yīng)用，能給予智能家居設(shè)備很好的組網(wǎng)能力，5G的“網(wǎng)絡(luò)切片”還可以從端到端保障業(yè)務(wù)質(zhì)量，通過5G邊緣計(jì)算的運(yùn)用，提高計(jì)算和傳輸效率，提升用戶的使用感知體驗(yàn)。

伴隨著5G正式商用，萬物互聯(lián)成為正在進(jìn)行時(shí)。5G為萬物互聯(lián)的IoT產(chǎn)業(yè)提供更高效的信息傳輸通道，成為各行各業(yè)融合創(chuàng)新的催化劑。11月22日下午，“2019 5G+智慧生活高峰論壇”將在安徽省合肥市召開，本次論壇作為第十三屆中國(合肥)國際家用電器暨消費(fèi)電子博覽會(huì)重要同期活動(dòng)，將聚焦智能通信技術(shù)升級(jí)，推進(jìn)智能家居向未來無限可能的智慧生活時(shí)代的邁進(jìn)。

以“互聯(lián)生態(tài)·智慧生活”為主題的本次活動(dòng)，由合肥市人民政府、安徽省經(jīng)濟(jì)和信息化廳主辦，合肥市經(jīng)濟(jì)和信息化局、中國智能家居產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟CSHIA承辦，本次論壇聚焦全球家電領(lǐng)域新產(chǎn)品、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新模式,進(jìn)一步開拓思路,打造成合作交流、擴(kuò)大內(nèi)需的重要平臺(tái),促進(jìn)家電、消費(fèi)電子和配套產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。

（正文已結(jié)束）

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