可穿戴技术的迅速发展从根本上改变了个人如何监测健康、沟通和与数字世界互动。 智能表、健身跟踪器、增强的真人眼镜、甚至智能服装等设备日益嵌入日常事务。 然而,这些创新的全部潜力关键取决于电信网络的能力。 随着可穿戴性从简单的步调计数器向复杂的健康监测器和浸润性AR接口演化,基础网络基础设施必须保持速度 — — 否则,这些设备将保持有限短程连接的系系,无法提供用户所期望的实时、永远的 — — 体验。

现有可携带技术的状况

如今的可穿戴设备主要依靠蓝牙和Wi ⁇ Fi传输数据。 虽然这些技术在短距离上运行得非常顺利(蓝牙通常高达100米,Wi ⁇ Fi则高达几百英尺 ) , 但它们对范围、实时能力和连续云连接性都造成了很大限制。 比如,大多数智能观察器必须在蓝牙范围内,使用双配对的智能手机来转发通知或同步数据。 适配追踪器只有在连接到家用Wi ⁇ Fi网络时才会卸载记录的测量标准。

移动网络,特别是4G LTE,已经开始通过让可穿戴设备直接连接蜂窝塔来缓解这些限制。 苹果观察(Apple Watch with cell ) 、 三星银河观察(Samsung Galaxy Watch LTE)和众多LTE的健身乐队等产品让用户可以在附近拨打电话、流音乐和发送数据,而无需电话。 这一转变是向前迈出的重要一步,但也揭示了网络的弱点:带宽有限、时间长、以及许多领域覆盖不统一。

根据GSMA的一份报告,蜂窝连接的可穿戴设备数量稳步增长,但随着可穿戴设备采用高分辨率传感器和视频能力,其数据需求预计将急剧增加。 目前4G网络虽然足以提供基本的卫生计量和通知,但难以支持实时视频流到AR眼镜或连续的高精度健康监测等先进应用的低精度、高通量要求。

电信网络在未来可穿戴设备中的作用

下一代的可穿戴技术将要求网络能力远远超出4G所能提供的范围。5G网络[ ——具有超低的耐用性(低至1毫秒)、每秒几千兆比特的峰值数据率和大规模设备连接性——可以释放可穿戴性的全部潜力。

  • Real time健康监测 — — 不断跟踪生命迹象(心率、血液氧量、葡萄糖水平、ECG)的可穿戴传感器可以瞬间将数据传送给医疗保健提供者,从而能够及早发现异常和远程病人管理。 例如,一个检测一次核纤维分裂的智能观察可以在几秒内提醒心脏病医生,但前提是网络支持最小的心跳快感传播。
  • 增强的增强现实体验 — — AR眼镜(如苹果传闻的耳机或微软HoloLens)需要极低的潜伏度才能无缝地覆盖数字信息到物理世界。 无论是导航、远程援助还是浸润游戏,头部运动和视觉更新之间的任何延迟都会导致运动疾病。 5G的低潜伏度使得这一可能性成为可能。
  • 与IOT和智能环境的无缝融合 — — 未来可穿戴设备将作为连接智能家用设备、车辆和工业传感器的枢纽。 健身跟踪器可能自动调整家庭恒温器,或者智能环可以打开汽车门 — — 所有这些都需要通过密集的装置网络实现可靠、低功率的连接。

5G之外,6G(预计在2030年左右)等新兴技术将带来更高的速度和将感知与通信融合的能力,有可能让可穿戴物“在角落周围看到”或探测材料。 电信供应商必须投资于支持这些极端要求的基础设施 — — 密度小细胞,在城市地区部署mmWave频率,以及利用边缘计算来降低耐久性。

数据挑战

高级可穿戴设备产生大量数据。一个单一的医疗“级”连续葡萄糖显示器可以每小时产生数百次读数。AR眼镜流出高分辨率视频,每分钟可能消耗数百兆字节。如果没有强大的网络,这些数据就不能在云中处理,也不能与其他设备共享。网络切换——一种为特定服务分配虚拟专用网络资源的5G特性——对于优先处理不敏感时间的可穿戴性应用来说,是必不可少的。

挑战和机遇

尽管潜力巨大,但要实现完全连通的可穿戴性愿景,必须克服若干重大挑战。 这些挑战既给电信运营商、设备制造商和决策者带来障碍,也带来机遇。

网络覆盖

确保农村和服务不足地区的可靠宽带覆盖仍然是一个关键问题。5GmmWave信号的射程非常短,很容易被建筑物和叶片挡住。即使是6GHz 5G,也只到达离塔几英里的地方。要真正普及穿戴,电信供应商不仅需要扩大覆盖地理范围,还需要扩大室内(人们大部分时间都花在室内)和移动车辆中的覆盖。联邦通信委员会(FCC)已经开始为农村宽带提供资金,但进展缓慢。 如果没有密集的小电池部署和卫星后座,许多地区可能就会被抛在后面。

安全与隐私

戴戴眼镜的人收集高度敏感的个人数据 — — 生物计量、位置、行为甚至医疗数据。 通过公共网络传输这些数据带来了拦截、数据违规和未经授权访问的风险。 网络运营商必须实施强加密、安全认证和匿名技术。 此外,美国HIPAA和欧洲GDPR等监管框架需要严格的数据处理。 5G的改进安全架构,包括统一的认证和网络加密等隐私保护技术,可以减轻这些风险,但只有普遍采用。

设备消耗

持续高速数据传输可以快速地排出小型可磨损电池。 易磨损的装置在电池上空间有限 — — 典型的智能表电池使用时间有限。 为了支持“永远”的连通性,电信网络必须优化低功率操作。 诸如5G的“节电模式”和扩展的不连续接收(eDRX)等技术可以让装置在传输之间睡眠更长,从而降低能量消耗。 此外,边缘计算可以从设备到网络服务器的卸载处理,从而节省电池的生命。

干扰和光谱

2030年,预计有数十亿个IOT设备连接,因此频谱拥堵是一个真正的问题。 戴着的频带(如2.4 GHz Wi ⁇ Fi)经常在无证带运行,而其他设备则挤满了这些频带。 许可的蜂窝频谱提供了更好的服务质量,但是一种有限的资源。 电信运营商需要投资动态频谱共享和新的频带(如FCC为Wi ⁇ Fi 6E和5G打开的6 GHz频带),以适应不断增长的可穿戴生态系统。

创新机会

尽管面临挑战,但可穿戴物和先进电信网络的交汇为以下领域提供了大量机会:

  • 专用网络切片用于可穿戴 – 电信供应商可以创建定制的虚拟网络段,优先安排低休闲和高可靠性的与健康有关的可穿戴,同时为不太关键的应用提供单独的切片。 这可以货币化为保健企业的保费服务。
  • AI ⁇ power 网络优化 — — 机器学习算法可以从穿戴和动态配置资源中预测流量模式。 例如,AI系统可能在大型马拉松期间预测健康数据传输的激增,并相应调整带宽,确保不间断监测。
  • Edge计算集成[] – 通过将计算资源放在网络边缘(如基站或本地数据中心),可穿戴应用程序的延迟可以降低到毫秒,这样就可以不依赖远处的云端服务器而实时处理AR眼镜的视频.
  • 新的商业模式 — 电信公司可以与设备制造商合作,提供捆绑的连接计划,甚至充当“可装配的”供应商,为保健、健身或工业使用案例提供硬件和连接。

结论

耐磨技术的未来与电信网络的发展有着不可分割的联系。 随着5G和后世的普及,耐磨技术将从被动的数据采集器转变为主动的、有意识的伴奏,从而能够实时进行健康干预、浸润增强的现实以及无心的IoT整合。 然而,只有网络行业解决覆盖、安全、电力消耗和频谱可用性方面的重大挑战,这一愿景才会实现。 电信运营商、监管者和装置制造者必须合作建设不仅快速可靠而且安全、低功率和普遍无障碍的基础设施。 回报是巨大的:耐磨技术不仅是设备,而且是更健康、更连接和更富有生产力生活的必要工具。

进一步读作: 5G和可穿戴器上的AT&T[ QQ Qualcomm的5G可穿戴平台[]]