第三代移动通信 你了解多少？

3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息。3G是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的一代移动通信系统。

所谓第三代移动通信技术，即3G网络技术，与第一代移动通信技术(即 1G)与第二代数字手机通信技术(即 2G)相比，3G 手机主要是将无线通信和国际互联网等通信技术全面结合，以此形成一种全新的移动通信系统。这种移动技术可以处理图像、音乐等媒体形式，除此之外，也包含了电话会议等一些商务功能。为了支持以上所述功能，无线网络可以对不同数据传输的速度进行充分的支持，即无论是在室内、外，还是在行车的环境下，都可以提供最少为2Mbps、384kbps与144kbps的数据传输速度。 [1]第三代移动通信技术(3G)，3G网络技术是该领域发展的必然。3G对移动通信技术标准做出了定义，使用较高的频带和CDMA技术传输数据进行相关技术支持，工作频段高，主要特征是速度快、效率高、信号稳定、成本低廉和安全性能好等，和前两代的通信技术相比最明显的特征是3G网络技术全面支持更加多样化的多媒体技术。

3G技术的出现使移动通信领域迈入了全新的时代。3G技术的主要特点包括高速数据传输、宽带多媒体业务、全球漫游等。相较于2G技术，3G可以实现更高的数据传输速率，提供更流畅的音频和视频通信，支持更多复杂的网络应用和服务。3G技术的广泛应用改变了人们的通信方式和生活方式。通过3G网络，用户可以随时随地接收和发送电子邮件、浏览互联网、观看高清视频、进行在线语音和视频通话等。这为移动办公、移动互联网、移动娱乐等领域的发展提供了坚实的基础。此外，3G技术还为企业和开发者提供了丰富的商机。通过3G网络，企业可以开展移动支付、移动广告、移动电子商务等业务，满足用户的个性化需求并创造更多价值。总之，3G是第三代移动通信技术，通过提供更高的数据传输速率和更丰富的应用服务，改变了人们的通信方式和生活方式。它为移动通信领域的发展带来了巨大的机遇和挑战，也为各个行业的创新和发展提供了广阔的空间。

无线通信技术正在不断地演进，从5G网络到物联网连接，为我们创造了更加智能、高效 和互联的未来。这些技术的发展不仅改变了我们的日常生活，还为各个行业带来了前所未有的创新机会。

5G网络的革命

5G网络作为第五代移动通信技术，以其更高的速度、更低的延迟和更大的连接密度，带来了革命性的变革。

高速连接： 5G网络具备高速数据传输能力，可以实现更快的下载和上传速度，为大规模数据传输和流媒体应用提供支持。

低延迟： 5G网络的延迟大大降低，从毫秒级到亚毫秒级，使得实时应用，如虚拟现实、远程控制等变得更加可行。

大连接密度： 5G支持更多设备同时连接，为物联网应用提供了更好的基础，实现了“万物互联”。

物联网的崛起

物联网是连接世界上各种物体的网络，通过无线传感器和智能设备，实现了物与物之间、物与人之间的智能互联。

智能家居： 物联网连接了家庭中的设备，如智能灯泡、智能家电，实现了远程控制和智能化管理。

智慧城市： 物联网技术将城市中的设施和基础设施连接起来，实现了交通优化、垃圾管理、能源监控等。

工业4.0： 物联网在工业生产中的应用被称为工业4.0，通过智能传感器和设备，实现了生产的自动化和优化。

无线通信技术的关键技术

毫米波技术： 毫米波技术是5G的核心，通过高频率波段传输数据，实现高速和大容量的通信。

网络切片： 5G网络可以根据不同应用的需求，将网络划分为不同的“切片”，从而提供定制化的服务。

边缘计算： 边缘计算将计算能力推向网络边缘，减少延迟，为物联网应用提供更好的支持。

未来展望

无线通信技术的未来充满了无限的可能性。随着5G网络的普及和物联网的发展，我们将迎来更加智能、高效 和互联的世界。从智能城市到智能家居，从工业自动化到医疗保健，无线通信技术将不断创造新的价值，引领着人类社会的进步和发展。无论是在个人生活还是在商业领域，我们都将享受到无线通信技术带来的便利和创新。

如果是电脑，笔记本怎么做?连接网线到路由器上，或者搜索下附近有没有能上的Wifi，然后可能会输入一个密码，就可以上网了。手机上网则更为简单，启动sim卡的数据服务就可以上网啦，而数据服务常常默认就是开的，如此还问手机上网方法似乎有点落伍了。

不过这个问题对于终端连接到物联网就完全是另外一回事了。终端完全可能是没有sim卡的，也就没什么数据服务，加了sim不是还要给运营商交费么?终端也完全可能没有网口的，那么粗一根线，好看么!终端也不一定能让你设置wifi密码，在哪安置屏幕和键盘呢?

这么看起来互联网的连接方式对于物联网终端就不一定合适，这也没有关系，因为根据终端的类型的不同，还有其他很多中方法可以连接进网络，下面就详细扒一扒。

有线连接和无线连接

连接方式可以分成有线连接和无线连接，我们这里讲的连接，其目的都是要进行通信，因此也就分别使用有线通信技术和无线通信技术。

有线通信，是指利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的技术。有线通讯已经非常普及，在自己家里墙壁上找找，就不难找到电话口，网口，有线电视口。

无线通信是利用电磁波信号在空间中直接传播而进行信息交换的通信技术，进行通信的两端之间无需有形的媒介连接。常见的无线通信方式有有蜂窝(手机)无线连接，wifi连接，还有一些倍感神秘的方式，如可见光通信和量子通信方式等等。

一般来讲，有线连接可靠性高，稳定性高，缺点是连接受限于传输媒介。无线连接自由灵活，终端可以移动没有空间限制，但是可靠性受传输空间里的其他电磁波，以及对电磁波有影响的其他障碍物的影响很大，因此可靠性较低。

短距离通信和长距离通信

有很多的场合人和物只需要跟附近的通信终端通信，例如在家里，办公室，工厂等等。但是也存在长距离的应用场景，例如两个城市之间的网络要连接起来，在高速上的车辆或乘客，甚至是海洋上的渔船。通常我们把通信距离在100m以内的通信称之为短距离通信，而通信距离超过1000m的称之为长距离通信。

现实中有很多种通信技术可以满足各种不同的通信需求，但是还没有哪一种通信技术可以满足所有的通信需求，如果还考虑成本，功耗，效率等因素的话。把数据传输到更远的距离以及传输更多的数据常常意味着更高的能耗和更高的成本。因而短距离通信和长距离通信在技术实现，功耗，成本等各个方面均不同，是将物连接进网络时候需要考虑的因素之一。

通信技术和通信协议

通信技术主要是强调信息从信源到目的地的传输过程所使用的技术，还有一个问题是各种通信技术之间如何能协同工作呢?为此，国际标准化组织提出了开放系统互连参考模型OSI，也就是网络分成了物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。也就是这个伟大的标准最终形成了互联网，以及无所不连的物联网。

在上述各层之间进行数据交换的规则和约定就是通信协议。遵守OSI标准的通信协议能够做到上层协议与下层协议的实现无关，因此能最大限度的复用下层协议。

本文提到的通信技术在通信硬件上就有不同的特性，以支持有线/无线，长距/短剧，节能/高速等特性。但同时也使得其在物理层向上的若干层都需要使用自己的通信协议。所以通信技术的名称也往往是一些通信协议的名称，并且通信技术和通信协议的含义也广为混淆。如下图所示：

有线通信：以太网

以太网(Ethernet)是一种局域网通信技术， IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。 以太网使用双绞线作为传输媒介，在没有中继的情况下，最远可以覆盖200米的范围。最普及的以太网类型数据传输速率为100Mb/s，更新的标准则支持1KMb/s和10KMb/s的速率。

以太网技术的最大优点是它是目前应用最普遍的局域网技术，已经逐步取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI和ARCNET等。现在我们熟悉的互联网就是指所有这些大大小小的局域网连接在一起以后，形成的覆盖全球的网络。按本书“物联网”也有出生日期一节的观点，物联网是连接的物超过人口以后的互联网，因而实际中，任何连接到物联网的物总是连接到一个以太网的终端上的。

有线通信：串口通信技术

串口(Serial port)是一种非常通用的用于设备之间通信的接口，也广泛用于设备以及仪器仪表之间的通信。常见的串口有RS-232(使用 25 针或 9 针连接器)和工业电脑应用的半双工RS-485与全双工RS-422。详细信息请参考这里。

串口通信使用串行方式进行通信，即串口按位(bit)发送和接收字节序列，典型地，串口用于ASCII码字符的传输。串口通信使用3根线完成：地线，发送和接收。串口通信可以在使用发送线发送数据的同时用接受线接收数据，它很简单并且能够实现较远距离的通信，其通信长度可达1200米。

优点

串口通信的最大有点就是普及率高，串口至今PC电脑还是标配，通常为了方便连接打印机，大部分的工业设备都有串口，那些没有串口的设备，在其开发时，常见方法也是通过串口连接到进行开发的电脑上的，因此串口是设备进行通信的最简单最容易的方法。

另外值得一提的是，如果不考虑连接串口的线缆，串口通信的成本非常低。

缺点

串口通信的组网能力差，虽然通常情况比无线稳定，但是在工业环境中，也容易受到线缆所处环境的电磁影响出现通信不稳定，甚至串口烧坏的情况。串口的通信速度以太网比起来还是有很大差距，一般来讲，只适合低速率和小数据量的通信。

有线通信：Modbus

同前面几种通信技术不一样，通常认为Modbus只是使用串行方式进行通信的应用层协议标准，它并不包含电气方面的规范。Modbus最初是Modicon于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表的，后来衍生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三种模式，前两种所用的物理接口是上面介绍的串口，后一种使用Ethernet接口。

随着PLC在工业领域的广泛应用，Modbus也成为工业领域最受欢迎的通信协议，它采用主/从(Master/Slave)方式通信，即一对多的方式连接，一个主控制器最多可以支持247个从属控制器。

优点

Modbus的主要优点有：

- 标准化、开放，免费使用，无许可证费，无需知识产权授权。

- 支持多种电气接口，如串口和Ethernet接口等，支持多种传输介质，如双绞线、光纤、无线等。

- Modbus协议的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。易开发，易用。

缺点

Modbus主要存在以下问题：

- 组网能力差，只有主从方式通信

- 网络规模有限，从属控制器数量限制了网络规模

- 安全性差，无认证、无权限管理，明文传输使得它在非受控环境下是非常有风险的

无线短距通信：Wi-Fi

Wi-Fi是一种无线局域网通信技术，全称Wireless-Fidelity，无线保真，IEEE组织的IEEE 802.11标准制定了以太网的技术标准。Wi-Fi终端指使用高频无线电信号发送和接收数据，使用以太网通信协议，通信距离通常在几十米。

Wi-Fi联盟成立于1999年，当时的名称叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)。在2002年10月，正式改名为Wi-Fi Alliance。Wi-Fi联盟致力解决匹配802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题，并且拥有Wi-Fi这个品牌。

2016年WiFi联盟最新公布的802.11ah WiFi标准—WiFi HaLow，使得WiFi可以被运用到更多地方如：小尺寸、电池供电的可穿戴设备同时也适用于工业设施内的部署，以及介于两者之间的应用。HaLow采用900MHz频段，低于当前WiFi的2.4GHz和5GHz频段。更低功耗，同时HaLow的覆盖范围可以达到1公里，信号更强，且不容易被干扰。这些特点使得WiFi更加顺应了物联网时代的发展。

优点

Wi-Fi的优点是局域网部署无需使用电线，降低部署和扩充的成本。由于Wi-Fi模块的价位持续下跌，使得它已成为企业和家庭的普遍的基础设施。另外，根据Wi-Fi联盟指定，“Wi-Fi认证”是向后兼容的。它指定一套全球统一标准：不同于移动电话，任何Wi-Fi标准设备将在世界上任何地方正确运行。

缺点

Wi-Fi的缺点是通信距离有限，稳定性差，功耗较大，组网能力差，其安全性也遭到不少人的批评。通常WiFi技术使用2.4GHz和5GHz周围频段，但在全球各地的频率分配和操作限制也不完全相同，造成一些混乱现象。