人们往往认为，5 G是实现城市物联网的关键技术，但在水处理行业中，5 G能否带来深刻变革？本文分析了将5 G应用于水处理系统中的优势与限制。总体而言，5 G将彻底改变智能水管理系统，但需警惕并非所有管理都需要5 G。
5 G有望彻底改变电信业数据传输速度，但对水技术市场意味着什么？
业界对于5 G潜在作用褒贬不一
5 G有望把现实世界变得智能化，人们开始大肆宣传5 G将会改变数字通信。第五代蜂窝网络技术简称5 G。为了建立并运行第一个5 G网络，甚至引发了一场国际数字军备竞赛。报告显示，韩国正在发挥积极作用，在69天内签署了超过100万人的5 G移动合同，创了记录。与此同时，美国公司Verizon声称，在芝加哥和明尼阿波利斯部分地区率先推出5 G。但是，5 G到底是什么？它对水技术以及发送和诊断数据能力有什么影响？
简言之，5 G是对4 G电信网络的又一次升级，并且有望使物联网(IoT)从数百万连接跃升至数十亿。到目前为止，5 G实施过程有些漫长，因为从4 G到5 G之飞跃比从3 G到4 G飞跃意义要重大许多。
然而，5 G速度令人印象深刻：大约20 Gbps连接速度可以让人们在几秒钟内便下载4 K电影，而不是过去的几分钟。
5 G对水技术市场潜在益处
对于水务部门来说，一些人认为5 G所提供的更高速度将有助于事件响应或应对紧急情况。在这些情况下，时间至关重要，汇集所有相关意见并作出基于风险的最佳决策同样也非常重要。
咨询公司Black & Veatch（B & V）资产管理（欧洲）总监Mark Kaney表示：“5 G能让水务专业人员通过协作通信平台、数据、信息和工作共享与更多业务部门相连接”。“在提高水务公司内部运营效率方面，它应该使外部服务供应商得到改善”。B&V表示，在2018年智能城市和公用事业报告中，被调查的34%市政局将“高速数据网络列为三大优先事项之一”。
咨询公司Isle UK董事总经理Benjamin Tam博士表示，5 G能使“一支员工队伍利用新工具高效工作，例如，由高速流媒体驱动的虚拟现实和增强现实工具，这使得员工队伍变得更加灵活”。
与此同时，Bluefield Research副总裁Keith Hays认为，“随着物联网发展，5 G具有变革潜力，从更多设备实时传输更多数据需要更大的容量。5 G与量子计算相结合，可能会改变我们网络管理方式以及实现全数字孪生模式”。
5 G与带宽问题
5 G还有望实现更多机器与机器之间的通信。考虑到这一点，虽然4 G每平方公里可以支持约6万台设备，但理论上，5 G在同一空间可以支持100多万台设备。
Brian M Back是无线电数据网络（RDN）有限公司创始人和首席执行官，他在过去四十年里与四大洲电信监管机构进行了多次会晤。他认为，随着财政收入继续成为“网络的主要推手”，水工业如果也认为“5G将是通信业的必杀技”的话将会感到失望。他补充说，推动5 G的部分原因是为了填补“财政收入的大量流失”，消费者正从3 G或4 G转换到WiFi连接，以便在回家后“卸下负担”。
随着家庭外的快速连接，更多的人将使用5 G下载应用程序和观看电影，从而消耗更多的数据，但数据并不是免费的。“5 G 是为了增加带宽吗？”Back问道，“是的，可以肯定，但对于因WiFi损失的财政收入，算得上是失而复得，并且5G保证我们可以用完每个月的流量套餐甚至还不够用”！
5 G对水工业的限制
需要注意的是，5 G的基本形式是在远高于现有2 G至4 G服务无线电频率下运行，这意味信号塔工作半径将在300 m范围内。此外，5 G工作频率更高，介于3.4到3.8 GHz之间。根据Back的说法，这意味着它“对障碍物的穿透能力非常差，会受到多径衰落的影响，还取决于天气状况”。他补充道：“目前，水工业的5 G应用受到地理覆盖范围的限制，5 G无法解决我们行业面临的两个最大问题：远程工作和被掩埋的地下设施”。
RDN创始人认为，5 G最适合于在自来水厂和污水处理厂中利用增强高清（HD）CTTV进行实时视频、提供就业机会以及远程工作。
拥抱5 G时代
现在，美国、英国、瑞士和巴林部分地区都以低价提供5 G，这就出现了一个问题，5 G将以多快的速度向更多的受众推广?
代表全球移动网络运营商协会GSMA预计，到2020年（也就是所谓的5 G时代）之前，我们不会看到5 G网络全面部署。Bluefield的Hays补充说，5 G“可能还需要5到7年时间，所以，从这个意义上说，它可能是“夸大其词”了，或者说是“本末倒置”，这是一个比3 G到4 G更大的飞跃”。
另一些人认为，针对水工业的5 G试验可能会更早开始，但证实该行业并不是“优先垂直领域”，汽车和医疗保健行业将从首批试验中受益。
加泰罗尼亚电信技术中心通信技术部负责人Miquel Payaró表示：“到2020年底，水工业相关试验已开始出现，具有商用mMTC能力的5 G将从2023年开始推出”。
Payaró领导无线世界研究论坛（WWRF）的“5 G智能水管理”工作组，预计基于5 G的智能水管理系统的首批应用将于2023年中开始。
实现智能水
其他人对5 G能给水工业业带来的好处仍持乐观态度。
ATi UK传感器公司董事总经理Mike Strahand表示:“在水质传感器领域，5 G主要作用将会是促进从配电网络安装中更快、几乎是实时地传输水质数据”。
目前，对于配水减压阀，仪表室和消防栓室通常不连接到监控和数据采集（SCADA）系统。他说，调制解调器用于将数据发送回基于云门户。
ATi正在讨论将其M-Node传感器直接用于5 G，从而消除对调制解调器的需求。调制解调器是专为需要一、两个水质参数的安装而设计的。
Strahand 补充说：“当数字变得更大时，使用多通道调制解调器/数据记录器仍具意义”，但他认为，总的来说，5 G将“彻底改变智能水的使用”。他说:“智能水的发展方向是像传统的SCADA一样随时获取所有数据。目前由于电力需求、大电池、需要实时甚至接近实时传输数据，4 G速度和连接问题意味着实时传输无法实现”。
避免暗数据
与此同时，Kaney认为，5 G提供的超高速服务对于某些水资源管理要求来说可能是过火了。
“5 G将非常适合使用实时/近实时数据，但对于使用周期性数据或以低得多的频率提供数据的资产性能指标，它不会产生任何影响。这有点像买了一个更节能的灯泡，但你永远不会打开!”
这位资产管理总监认为，我们正处于5 G的“前期炒作”阶段，但在未来，5 G不应该用于收集更多数据，而是收集更多相关数据。他说：“水务公司有很多他们不使用的暗数据，他们不知道他们拥有还为此付费存储”，“我们可能会面临将数据流变成洪流的危险，从而让效率更加低下，并且增加用于处理、优化所有这些新数据的网络/物理带宽”。
Isle UK的Tam也将谨慎抛到了脑后。他补充道:“总体而言，我看不到5 G的进步在短期内产生影响，现有技术和竞争可以带来更直接的收益，从而找到快速降低传感器成本的解决方案。”
