通信与数据基础设施

随着物联网设备和应用数量的增加，数据流量也随之增加。目前，每年产生和收集的数据为16.3 泽字节。1泽字节相当于10亿太字节。IDC和希捷的一项研究显示，到2025年，这一数字将增至163泽字节。

处理、传输和存储这些海量数据的需求与预期一样，具有挑战性。特别是，构成物联网主干的电信网络、数据中心和服务器的性能需要不断提高，将更高的带宽、更多的存储容量和更高的能效结合起来。并且，不管是企业还是普通人都期望稳定、不间断的连接，这也是支撑物联网的所有系统都需要非常可靠的原因所在。

数据中心和服务器场具有复杂的要求：除了提供物联网所需的计算能力和存储容量外，它们还需要为其中存储和处理的数据提供最大的安全性。

同时，对能效的要求也越来越严格。毕竟，数据中心耗能巨大。根据德国北莱茵威斯特法伦州能源署 (EnergieAgentur.NRW)的数据，到2025年，德国服务器和数据中心的用电量将达到164亿千瓦时。2010年的数字仅为105亿。高性能功率半导体就是答案：它们可实现高PUE（电能使用效率）和DCIE（数据中心基础架构效率）。此外，存储和处理数据并不是唯一的高能耗任务。保持服务器冷却所需的电量同样很高，因为在运行过程中会产生大量的废热，尤其是在使用效率低下的电压转换器时。

网络安全是数据中心的第二个关键主题：以可信平台模块（TPM）的形式，已经出现了可用于网络设备（包括路由器和网关）的标准化和认证的安全解决方案，并且可以大大降低数据中心遭受网络攻击的风险。

超快速5G移动通信标准是物联网的第二基石。实时无缝数据传输是“智能”应用的基本前提。端到端5G网络有助于确保物联网中人员、公司、机器和自动化流程的不间断连接。借助相关技术（例如毫米波数据传输、小基站网络、大规模MIMO和波束成形），5G的传输速率比LTE快100倍，数据速率高达每秒10吉比特。这拓展了类似远程医疗这样的应用，医生甚至可以通过互联网进行手术。

同时，新的5G网络实现了更高的带宽，这意味着可以同时为许多用户提供服务，并且还有着更高的质量。因此，5G的运行更加稳定可靠。例如，在智能城市，5G可以为驾驶者提供拥堵和事故警告，以及在哪里可以找到免费停车位的信息。车辆可以相互通信或与基础设施通信，而快速可靠的数据传输可推动高度自动化驾驶的发展。工业4.0是另一个重要的5G应用。由于其相互关联的价值创造和供应链、全面的生产系统传感器监控和交互机器人，这场第四次工业革命将依赖于有效的通信。然而，要充分发挥5G通信基础设施的潜力，必须扩大其覆盖范围。

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