編者按：人們往往認(rèn)為，5 g是實(shí)現(xiàn)城市物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，但在水處理行業(yè)中，5 g能否帶來(lái)深刻變革？本文分析了將5 g應(yīng)用于水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)與限制?？傮w而言，5 g將徹底改變智能水管理系統(tǒng)，但需警惕并非所有管理都需要5 g。

5 g有望徹底改變電信業(yè)數(shù)據(jù)傳輸速度，但對(duì)水技術(shù)市場(chǎng)意味著什么？

業(yè)界對(duì)于5 g潛在作用褒貶不一

5 g有望把現(xiàn)實(shí)世界變得智能化，人們開(kāi)始大肆宣傳5 g將會(huì)改變數(shù)字通信。第五代蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)稱5 g。為了建立并運(yùn)行第一個(gè)5 g網(wǎng)絡(luò)，甚至引發(fā)了一場(chǎng)國(guó)際數(shù)字軍備競(jìng)賽。報(bào)告顯示，韓國(guó)正在發(fā)揮積極作用，在69天內(nèi)簽署了超過(guò)100萬(wàn)人的5 g移動(dòng)合同，創(chuàng)了記錄。與此同時(shí)，美國(guó)公司verizon聲稱，在芝加哥和明尼阿波利斯部分地區(qū)率先推出5 g。但是，5 g到底是什么？它對(duì)水技術(shù)以及發(fā)送和診斷數(shù)據(jù)能力有什么影響？

簡(jiǎn)言之，5 g是對(duì)4 g電信網(wǎng)絡(luò)的又一次升級(jí)，并且有望使物聯(lián)網(wǎng)(iot)從數(shù)百萬(wàn)連接躍升至數(shù)十億。到目前為止，5 g實(shí)施過(guò)程有些漫長(zhǎng)，因?yàn)閺? g到5 g之飛躍比從3 g到4 g飛躍意義要重大許多。

然而，5 g速度令人印象深刻：大約20 gbps連接速度可以讓人們?cè)趲酌腌妰?nèi)便下載4 k電影，而不是過(guò)去的幾分鐘。

5 g對(duì)水技術(shù)市場(chǎng)潛在益處

對(duì)于水務(wù)部門來(lái)說(shuō)，一些人認(rèn)為5 g所提供的更高速度將有助于事件響應(yīng)或應(yīng)對(duì)緊急情況。在這些情況下，時(shí)間至關(guān)重要，匯集所有相關(guān)意見(jiàn)并作出基于風(fēng)險(xiǎn)的最佳決策同樣也非常重要。

咨詢公司black & veatch（b & v）資產(chǎn)管理（歐洲）總監(jiān)mark kaney表示：“5 g能讓水務(wù)專業(yè)人員通過(guò)協(xié)作通信平臺(tái)、數(shù)據(jù)、信息和工作共享與更多業(yè)務(wù)部門相連接”?！霸谔岣咚畡?wù)公司內(nèi)部運(yùn)營(yíng)效率方面，它應(yīng)該使外部服務(wù)供應(yīng)商得到改善”。b&v表示，在2018年智能城市和公用事業(yè)報(bào)告中，被調(diào)查的34%市政局將“高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)列為三大優(yōu)先事項(xiàng)之一”。

咨詢公司isle uk董事總經(jīng)理benjamin tam博士表示，5 g能使“一支員工隊(duì)伍利用新工具高效工作，例如，由高速流媒體驅(qū)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具，這使得員工隊(duì)伍變得更加靈活”。

與此同時(shí)，bluefield research副總裁keith hays認(rèn)為，“隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，5 g具有變革潛力，從更多設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸更多數(shù)據(jù)需要更大的容量。5 g與量子計(jì)算相結(jié)合，可能會(huì)改變我們網(wǎng)絡(luò)管理方式以及實(shí)現(xiàn)全數(shù)字孿生模式”。

5 g與帶寬問(wèn)題

5 g還有望實(shí)現(xiàn)更多機(jī)器與機(jī)器之間的通信?？紤]到這一點(diǎn)，雖然4 g每平方公里可以支持約6萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，但理論上，5 g在同一空間可以支持100多萬(wàn)臺(tái)設(shè)備。

brian m back是無(wú)線電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（rdn）有限公司創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官，他在過(guò)去四十年里與四大洲電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行了多次會(huì)晤。他認(rèn)為，隨著財(cái)政收入繼續(xù)成為“網(wǎng)絡(luò)的主要推手”，水工業(yè)如果也認(rèn)為“5g將是通信業(yè)的必殺技”的話將會(huì)感到失望。他補(bǔ)充說(shuō)，推動(dòng)5 g的部分原因是為了填補(bǔ)“財(cái)政收入的大量流失”，消費(fèi)者正從3 g或4 g轉(zhuǎn)換到wifi連接，以便在回家后“卸下負(fù)擔(dān)”。

隨著家庭外的快速連接，更多的人將使用5 g下載應(yīng)用程序和觀看電影，從而消耗更多的數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)并不是免費(fèi)的?！? g 是為了增加帶寬嗎？”back問(wèn)道，“是的，可以肯定，但對(duì)于因wifi損失的財(cái)政收入，算得上是失而復(fù)得，并且5g保證我們可以用完每個(gè)月的流量套餐甚至還不夠用”！

5 g對(duì)水工業(yè)的限制

需要注意的是，5 g的基本形式是在遠(yuǎn)高于現(xiàn)有2 g至4 g服務(wù)無(wú)線電頻率下運(yùn)行，這意味信號(hào)塔工作半徑將在300 m范圍內(nèi)。此外，5 g工作頻率更高，介于3.4到3.8 ghz之間。根據(jù)back的說(shuō)法，這意味著它“對(duì)障礙物的穿透能力非常差，會(huì)受到多徑衰落的影響，還取決于天氣狀況”。他補(bǔ)充道：“目前，水工業(yè)的5 g應(yīng)用受到地理覆蓋范圍的限制，5 g無(wú)法解決我們行業(yè)面臨的兩個(gè)最大問(wèn)題：遠(yuǎn)程工作和被掩埋的地下設(shè)施”。

rdn創(chuàng)始人認(rèn)為，5 g最適合于在自來(lái)水廠和污水處理廠中利用增強(qiáng)高清（hd）cttv進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻、提供就業(yè)機(jī)會(huì)以及遠(yuǎn)程工作。

擁抱5 g時(shí)代

現(xiàn)在，美國(guó)、英國(guó)、瑞士和巴林部分地區(qū)都以低價(jià)提供5 g，這就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，5 g將以多快的速度向更多的受眾推廣?

代表全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商協(xié)會(huì)gsma預(yù)計(jì)，到2020年（也就是所謂的5 g時(shí)代）之前，我們不會(huì)看到5 g網(wǎng)絡(luò)全面部署。bluefield的hays補(bǔ)充說(shuō)，5 g“可能還需要5到7年時(shí)間，所以，從這個(gè)意義上說(shuō)，它可能是“夸大其詞”了，或者說(shuō)是“本末倒置”，這是一個(gè)比3 g到4 g更大的飛躍”。

另一些人認(rèn)為，針對(duì)水工業(yè)的5 g試驗(yàn)可能會(huì)更早開(kāi)始，但證實(shí)該行業(yè)并不是“優(yōu)先垂直領(lǐng)域”，汽車和醫(yī)療保健行業(yè)將從首批試驗(yàn)中受益。

加泰羅尼亞電信技術(shù)中心通信技術(shù)部負(fù)責(zé)人miquel payaró表示：“到2020年底，水工業(yè)相關(guān)試驗(yàn)已開(kāi)始出現(xiàn)，具有商用mmtc能力的5 g將從2023年開(kāi)始推出”。

payaró領(lǐng)導(dǎo)無(wú)線世界研究論壇（wwrf）的“5 g智能水管理”工作組，預(yù)計(jì)基于5 g的智能水管理系統(tǒng)的首批應(yīng)用將于2023年中開(kāi)始。

實(shí)現(xiàn)智能水

其他人對(duì)5 g能給水工業(yè)業(yè)帶來(lái)的好處仍持樂(lè)觀態(tài)度。

ati uk傳感器公司董事總經(jīng)理mike strahand表示:“在水質(zhì)傳感器領(lǐng)域，5 g主要作用將會(huì)是促進(jìn)從配電網(wǎng)絡(luò)安裝中更快、幾乎是實(shí)時(shí)地傳輸水質(zhì)數(shù)據(jù)”。

目前，對(duì)于配水減壓閥，儀表室和消防栓室通常不連接到監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（scada）系統(tǒng)。他說(shuō)，調(diào)制解調(diào)器用于將數(shù)據(jù)發(fā)送回基于云門戶。

ati正在討論將其m-node傳感器直接用于5 g，從而消除對(duì)調(diào)制解調(diào)器的需求。調(diào)制解調(diào)器是專為需要一、兩個(gè)水質(zhì)參數(shù)的安裝而設(shè)計(jì)的。

strahand 補(bǔ)充說(shuō)：“當(dāng)數(shù)字變得更大時(shí)，使用多通道調(diào)制解調(diào)器/數(shù)據(jù)記錄器仍具意義”，但他認(rèn)為，總的來(lái)說(shuō)，5 g將“徹底改變智能水的使用”。他說(shuō):“智能水的發(fā)展方向是像傳統(tǒng)的scada一樣隨時(shí)獲取所有數(shù)據(jù)。目前由于電力需求、大電池、需要實(shí)時(shí)甚至接近實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，4 g速度和連接問(wèn)題意味著實(shí)時(shí)傳輸無(wú)法實(shí)現(xiàn)”。

避免暗數(shù)據(jù)

與此同時(shí)，kaney認(rèn)為，5 g提供的超高速服務(wù)對(duì)于某些水資源管理要求來(lái)說(shuō)可能是過(guò)火了。

“5 g將非常適合使用實(shí)時(shí)/近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但對(duì)于使用周期性數(shù)據(jù)或以低得多的頻率提供數(shù)據(jù)的資產(chǎn)性能指標(biāo)，它不會(huì)產(chǎn)生任何影響。這有點(diǎn)像買了一個(gè)更節(jié)能的燈泡，但你永遠(yuǎn)不會(huì)打開(kāi)!”

這位資產(chǎn)管理總監(jiān)認(rèn)為，我們正處于5 g的“前期炒作”階段，但在未來(lái)，5 g不應(yīng)該用于收集更多數(shù)據(jù)，而是收集更多相關(guān)數(shù)據(jù)。他說(shuō)：“水務(wù)公司有很多他們不使用的暗數(shù)據(jù)，他們不知道他們擁有還為此付費(fèi)存儲(chǔ)”，“我們可能會(huì)面臨將數(shù)據(jù)流變成洪流的危險(xiǎn)，從而讓效率更加低下，并且增加用于處理、優(yōu)化所有這些新數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)/物理帶寬”。

isle uk的tam也將謹(jǐn)慎拋到了腦后。他補(bǔ)充道:“總體而言，我看不到5 g的進(jìn)步在短期內(nèi)產(chǎn)生影響，現(xiàn)有技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)可以帶來(lái)更直接的收益，從而找到快速降低傳感器成本的解決方案?！?/span>