在我過(guò)去的一些帖子中，我探索了其他連接技術(shù)，包括WiFi，藍(lán)牙和LPWAN。我們有這么多連接選項(xiàng)的原因是因?yàn)镮oT應(yīng)用程序可能會(huì)有很大不同，這意味著不同的需求。

　　盡管連接技術(shù)不斷得到改進(jìn)，但最終總是會(huì)在功耗，范圍和帶寬之間進(jìn)行權(quán)衡。蜂窩連接一直以功耗為代價(jià)關(guān)注范圍和帶寬，這意味著它可以在很長(zhǎng)的距離內(nèi)發(fā)送大量數(shù)據(jù)，但電池消耗很快。對(duì)于連接到電源或可以經(jīng)常充電的設(shè)備(例如，您的手機(jī))，這很好，但對(duì)于要求遠(yuǎn)程傳感器和設(shè)備持續(xù)數(shù)月或數(shù)年使用電池的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這種情況是不可行的。

　　但是，對(duì)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這不是完整的故事。您可能已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)像2G，3G和4G這樣的名稱，但NB-IoT和LTE-M等新蜂窩技術(shù)專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。5G也 可能對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有利。

　　蜂窩通信如何工作?

　　當(dāng)我們撥打電話，發(fā)送短信或通過(guò)我們的移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們將無(wú)線發(fā)送信號(hào)到附近的蜂窩塔。這些手機(jī)塔都接收我們的信號(hào)并將信號(hào)發(fā)回給我們。小區(qū)基站是基站的一部分，它與其他基站和互聯(lián)網(wǎng)有線連接，有助于在大于單個(gè)小區(qū)基站覆蓋范圍的距離內(nèi)傳送信息。

　　像所有無(wú)線通信技術(shù)一樣，蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用電磁波來(lái)發(fā)送信息。正如你的收音機(jī)有不同的頻段，你可以調(diào)諧到(例如調(diào)諧到101.1意味著你正在聽(tīng)101.1兆赫的頻率)，無(wú)線通信技術(shù)也有它們工作的特定頻段。

　　如果所有的無(wú)線通信都試圖使用相同的頻率，那么對(duì)于清晰的通信將會(huì)有太多的噪聲和干擾。因此，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)規(guī)定哪些頻段可以由誰(shuí)使用，并且每個(gè)蜂窩運(yùn)營(yíng)商都有一個(gè)特定的頻段，允許它們?cè)谄鋬?nèi)運(yùn)行(例如，Verizon的頻段為746-757 MHz和776-787 MHz頻段) 。

　　但即使擁有自己的指定頻段，運(yùn)營(yíng)商仍然需要考慮干擾。如果運(yùn)營(yíng)商擁有兩個(gè)彼此靠近并在同一頻率上運(yùn)行的手機(jī)信號(hào)塔，則它們的信號(hào)會(huì)互相干擾，并為任何試圖在該地區(qū)使用該網(wǎng)絡(luò)的人造成問(wèn)題。

　　解決這個(gè)問(wèn)題也是下一個(gè)問(wèn)題的答案。

　　為什么它被稱為“蜂窩”網(wǎng)絡(luò)?

　　它被稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商將區(qū)域劃分為“小區(qū)”。每個(gè)小區(qū)都有一個(gè)小區(qū)塔，其工作頻率與鄰近的小區(qū)塔不同。例如，如果使用六角形排列，這意味著您只需要7個(gè)不同的頻率來(lái)確保相鄰單元中不使用相同的頻率。

　　蜂窩網(wǎng)絡(luò)的蜂窩布置

　　每個(gè)這些單元的面積取決于使用密度。在一個(gè)城市里，這些小區(qū)中的每一個(gè)可能只有半英里的范圍，而在農(nóng)村地區(qū)的小區(qū)的范圍可能高達(dá)5英里。

　　當(dāng)用戶在小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)，它們的頻率會(huì)自動(dòng)改變，切換到新的小區(qū)塔(稱為越區(qū)切換)。

　　管理大量用戶同時(shí)在移動(dòng)中同時(shí)使用同一網(wǎng)絡(luò)(即“移動(dòng)”)的情況在幕后有很多，但我要保持這一職位的高水平。

　　一代代表什么意思?

　　即使以上所有內(nèi)容對(duì)您而言都是全新的，您幾乎可以肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)像3G或4G之類的術(shù)語(yǔ)。這些分別指第3代和第4代。

　　每一代都是由一個(gè)稱為國(guó)際電聯(lián)無(wú)線電通信部門(ITU-R)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)定義的一套標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。該組織負(fù)責(zé)管理國(guó)際無(wú)線電頻譜和標(biāo)準(zhǔn)，這有助于確保有效使用頻譜。如果沒(méi)有這樣的機(jī)構(gòu)和規(guī)則來(lái)管理誰(shuí)可以使用哪些頻譜，不同的公司和組織可能會(huì)相互干擾并降低整體服務(wù)。

　　但是，應(yīng)該指出，即使在相同的標(biāo)準(zhǔn)下，仍然可能有不同的技術(shù)。例如，UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))是主要用于歐洲，日本和中國(guó)的3G技術(shù)，而CDMA2000系統(tǒng)則用于北美和韓國(guó)。

　　那么1G，2G，3G和4G有什么區(qū)別?

　　從20世紀(jì)80年代早期推出的1G系統(tǒng)開(kāi)始，大約每隔10年就會(huì)推出新一代系統(tǒng)。每一代都帶來(lái)了新的頻段，更高的數(shù)據(jù)速率和新的傳輸技術(shù)(這是非向后兼容的)。

　　因?yàn)槊恳淮际遣煌模@就是為什么你的手機(jī)可能沒(méi)有4G覆蓋范圍，但仍然有3G(為什么你可能沒(méi)有數(shù)據(jù)用于互聯(lián)網(wǎng)上的任何事情，但能夠撥打電話和發(fā)送文本)。

　　有幾家運(yùn)營(yíng)商宣布他們正在關(guān)閉他們的2G網(wǎng)絡(luò)，這是為了釋放其他用途的無(wú)線電頻譜。任何使用2G無(wú)線電的機(jī)器都需要將其無(wú)線電更換為新一代繼續(xù)工作。

　　蜂窩連接是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)好選擇嗎?

　　這一切都?xì)w結(jié)于您的具體使用情況。正如引言中所提到的，蜂窩一直以來(lái)都不適合許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，因?yàn)樗牧舜罅康墓β剩⑶铱赡茉诿總€(gè)單元的基礎(chǔ)上成本高昂。這對(duì)于具有直接電源，需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)，不涉及大量設(shè)備且處于人口稠密區(qū)域的應(yīng)用的蜂窩連接受到限制。

　　對(duì)于需要使用電池供電的傳感器/設(shè)備的用例，不要求發(fā)送大量數(shù)據(jù)，擁有數(shù)千個(gè)設(shè)備或者可能是遠(yuǎn)程的設(shè)備，蜂窩電話并不是一個(gè)合適的選擇。但其中一些正在改變。

　　運(yùn)營(yíng)商正在推出專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的新型蜂窩技術(shù)，如NB-IoT和LTE-M。盡管您仍然需要靠近人口密集地區(qū)(靠近手機(jī)信號(hào)塔)，但這些技術(shù)將提供低成本，低帶寬，低功耗的連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)目前成本過(guò)高的大量新型IoT用例。

　　隨著多家運(yùn)營(yíng)商啟動(dòng)他們的服務(wù)，請(qǐng)?jiān)谖磥?lái)一年中關(guān)注這些蜂窩技術(shù)。

　　與5G有什么關(guān)系?

　　下一代蜂窩連接有望成為革命性產(chǎn)品，提供高達(dá)100Gbps的速度(與目前4G的1Gbps相比)。這種巨大的帶寬將成為未來(lái)許多應(yīng)用的關(guān)鍵推動(dòng)因素，包括自動(dòng)駕駛汽車，增強(qiáng)型和虛擬現(xiàn)實(shí)等等。

　　也許5G最具變革性的影響之一是它可以作為物理電纜的替代品。城市和企業(yè)可以使用5G來(lái)滿足他們的需求，而不需要耗費(fèi)大量時(shí)間和資源來(lái)建設(shè)有線基礎(chǔ)設(shè)施。這也為使用云提供了新的應(yīng)用程序，可能以前受限于需要發(fā)送的數(shù)據(jù)量，而不是依靠本地處理。

　　國(guó)內(nèi)最大的物聯(lián)卡交易平臺(tái)（http://www.sunsut.com）表示，除了高帶寬之外，5G還承諾超低延遲和高度可靠性，使其成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的推動(dòng)者。未來(lái)的工廠可以放棄工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的有線以太網(wǎng)，成為動(dòng)態(tài)和可重新配置的工廠，隨著新的需求和需求而變化。