人們往往認為，5 g是實現(xiàn)城市物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術，但在水處理行業(yè)中，5 g能否帶來深刻變革？本文分析了將5 g應用于水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢與限制。總體而言，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，但對水技術市場意味著什么？

業(yè)界對于5 g潛在作用褒貶不一

5 g有望把現(xiàn)實世界變得智能化，人們開始大肆宣傳5 g將會改變數(shù)字通信。第五代蜂窩網(wǎng)絡技術簡稱5 g。為了建立并運行第一個5 g網(wǎng)絡，甚至引發(fā)了一場國際數(shù)字軍備競賽。報告顯示，韓國正在發(fā)揮積極作用，在69天內(nèi)簽署了超過100萬人的5 g移動合同，創(chuàng)了記錄。與此同時，美國公司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？它對水技術以及發(fā)送和診斷數(shù)據(jù)能力有什么影響？

簡言之，5 g是對4 g電信網(wǎng)絡的又一次升級，并且有望使物聯(lián)網(wǎng)(iot)從數(shù)百萬連接躍升至數(shù)十億。到目前為止，5 g實施過程有些漫長，因為從4 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在幾秒鐘內(nèi)便下載4 k電影，而不是過去的幾分鐘。

5 g對水技術市場潛在益處

對于水務部門來說，一些人認為5 g所提供的更高速度將有助于事件響應或應對緊急情況。在這些情況下，時間至關重要，匯集所有相關意見并作出基于風險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能讓水務專業(yè)人員通過協(xié)作通信平臺、數(shù)據(jù)、信息和工作共享與更多業(yè)務部門相連接”?！霸谔岣咚畡展緝?nèi)部運營效率方面，它應該使外部服務供應商得到改善”。b&v表示，在2018年智能城市和公用事業(yè)報告中，被調(diào)查的34%市政局將“高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡列為三大優(yōu)先事項之一”。

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

與此同時，bluefield research副總裁keith hays認為，“隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，5 g具有變革潛力，從更多設備實時傳輸更多數(shù)據(jù)需要更大的容量。5 g與量子計算相結(jié)合，可能會改變我們網(wǎng)絡管理方式以及實現(xiàn)全數(shù)字孿生模式”。

5 g與帶寬問題

5 g還有望實現(xiàn)更多機器與機器之間的通信?？紤]到這一點，雖然4 g每平方公里可以支持約6萬臺設備，但理論上，5 g在同一空間可以支持100多萬臺設備。

brian m back是無線電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（rdn）有限公司創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官，他在過去四十年里與四大洲電信監(jiān)管機構進行了多次會晤。他認為，隨著財政收入繼續(xù)成為“網(wǎng)絡的主要推手”，水工業(yè)如果也認為“5g將是通信業(yè)的必殺技”的話將會感到失望。他補充說，推動5 g的部分原因是為了填補“財政收入的大量流失”，消費者正從3 g或4 g轉(zhuǎn)換到wifi連接，以便在回家后“卸下負擔”。

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

5 g對水工業(yè)的限制

需要注意的是，5 g的基本形式是在遠高于現(xiàn)有2 g至4 g服務無線電頻率下運行，這意味信號塔工作半徑將在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的說法，這意味著它“對障礙物的穿透能力非常差，會受到多徑衰落的影響，還取決于天氣狀況”。他補充道：“目前，水工業(yè)的5 g應用受到地理覆蓋范圍的限制，5 g無法解決我們行業(yè)面臨的兩個最大問題：遠程工作和被掩埋的地下設施”。

rdn創(chuàng)始人認為，5 g最適合于在自來水廠和污水處理廠中利用增強高清（hd）cttv進行實時視頻、提供就業(yè)機會以及遠程工作。

擁抱5 g時代

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

代表全球移動網(wǎng)絡運營商協(xié)會gsma預計，到2020年（也就是所謂的5 g時代）之前，我們不會看到5 g網(wǎng)絡全面部署。bluefield的hays補充說，5 g“可能還需要5到7年時間，所以，從這個意義上說，它可能是“夸大其詞”了，或者說是“本末倒置”，這是一個比3 g到4 g更大的飛躍”。

另一些人認為，針對水工業(yè)的5 g試驗可能會更早開始，但證實該行業(yè)并不是“優(yōu)先垂直領域”，汽車和醫(yī)療保健行業(yè)將從首批試驗中受益。

加泰羅尼亞電信技術中心通信技術部負責人miquel payaró表示：“到2020年底，水工業(yè)相關試驗已開始出現(xiàn)，具有商用mmtc能力的5 g將從2023年開始推出”。

payaró領導無線世界研究論壇（wwrf）的“5 g智能水管理”工作組，預計基于5 g的智能水管理系統(tǒng)的首批應用將于2023年中開始。

實現(xiàn)智能水

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

ati uk傳感器公司董事總經(jīng)理mike strahand表示:“在水質(zhì)傳感器領域，5 g主要作用將會是促進從配電網(wǎng)絡安裝中更快、幾乎是實時地傳輸水質(zhì)數(shù)據(jù)”。

目前，對于配水減壓閥，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，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、兩個水質(zhì)參數(shù)的安裝而設計的。

strahand 補充說：“當數(shù)字變得更大時，使用多通道調(diào)制解調(diào)器/數(shù)據(jù)記錄器仍具意義”，但他認為，總的來說，5 g將“徹底改變智能水的使用”。他說:“智能水的發(fā)展方向是像傳統(tǒng)的scada一樣隨時獲取所有數(shù)據(jù)。目前由于電力需求、大電池、需要實時甚至接近實時傳輸數(shù)據(jù)，4 g速度和連接問題意味著實時傳輸無法實現(xiàn)”。

避免暗數(shù)據(jù)

與此同時，kaney認為，5 g提供的超高速服務對于某些水資源管理要求來說可能是過火了。

“5 g將非常適合使用實時/近實時數(shù)據(jù)，但對于使用周期性數(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，它不會產(chǎn)生任何影響。這有點像買了一個更節(jié)能的燈泡，但你永遠不會打開!”

這位資產(chǎn)管理總監(jiān)認為，我們正處于5 g的“前期炒作”階段，但在未來，5 g不應該用于收集更多數(shù)據(jù)，而是收集更多相關數(shù)據(jù)。他說：“水務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存儲”，“我們可能會面臨將數(shù)據(jù)流變成洪流的危險，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/物理帶寬”。

isle uk的tam也將謹慎拋到了腦后。他補充道:“總體而言，我看不到5 g的進步在短期內(nèi)產(chǎn)生影響，現(xiàn)有技術和競爭可以帶來更直接的收益，從而找到快速降低傳感器成本的解決方案。”