常见物联网通信技术之2G、3G、4G、5G技术对比

对于蜂窝移动通信我们是再熟悉不过了，所有的蜂窝移动通信（Cellular Mobile Communication）是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。主要分为2G、3G、4G、5G，其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。下面我们一起来看一下2G、3G、4G、5G之间有什么区别。

1  2G

2G 技术可能年代已经比较久远了，2G 的出现标志着数字通信的起源，2G 又叫 GSM，全名 为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通信系统。通过 2G 网 络，用户可以打电话，发短信。之后就是 GPRS，又称作是 2.5G，它是 GSM 的延续，同时它 的传输速率基于 2G 又有了提升。

2  3G

到了 3G，用户的数据传输速率就更高了，一般可以达到几百 kbps，3G 用户可以视频通话， 同时也可以用手机看电视。在 3G 当中，国内的运营商都使用了不同的标准，它们分别是 CDMA2000、WCDMA 和 TD-SCDMA。其中联通的 WCDMA 最新演进技术 HSPA+可以支持 最高 42Mbps 的传输速率，目前仍然被应用于大部分视频数据传输领域。

3  4G  

3G 当中的 HSPA+技术虽然可以用于视频数据的传输，但是如果想要传输高清的视频数据，就 需要使用到 4G。虽然说 5G 非常热门，但是大部分用户用的运营商网络其实还是 4G 网络。 到了 4G，它的数据速率就更高了，用户可以用手机看视频听歌等一系列多媒体业务。 同时在 4G 网络当中，还有一点需要阐述的就是 4G 的不同等级，也就是 LTE-Cat。其中 Cat 的意思是 Category 等级，它指的是终端设备接入 4G 网络的所支持的不同的速率等级。在 4G 当中，设计者使用不同的等级方式来规定某一个设备所能达到的最高传输速率。在 4G刚 开始的时候，市面上常见的各种终端设备使用的是 Cat.4 这个等级，但是现如今生活中所使用 的 4G 设备基本都是 Cat.6 这个等级了。至于设置这些不同等级的原因就在于不同等级的模组 芯片的价格是不一样的。

同时在物联网领域，目前使用比较多的是 Cat.1 这个等级，因为除了大部分设备使用低功耗广 域网这个场景之外，还有一部分对于网络速率有需求的设备就会使用 Cat.1 等级，尽管 Cat.4 及更高版本的解决方案支持高速率，但是对于物联网终端设备来说，这些模组的成本太高了， 所以 Cat.1 等级就成了使用 LTE 网络最具有性价比的等级。 Cat.1 支持高达 10Mbps 的终端下行链路速率，从而能够将更低功耗和更低成本的 IoT 设备连 接到 LTE 网络。由于世界各地的 4G LTE 运营商均基于最低 3GPP Release8 协议版本进行部 署，因此运营商无需升级网络，仅需要简单的参数配置即可允许 Cat.1 终端访问网络。

4  5G

5G 网络是第五代移动通信网络，5G 的理论峰值速率可以达到 10Gbps。同时 5G 定义了三大 应用场景：增强型移动互联网业务 eMBB（Enhanced Mobile Broadband）对应的就是 10Gbps 的速率，海量连接的物联网业务 mMTC（Massive Machine Type Communication）对应的是 1 million/km2 的设备连接数，超高可靠性与超低时延业务 uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication）对应的是 1ms 的时延。在这三大 场景当中，eMBB 场景与用户的关联性比较大，因为它能给用户提供大带宽的上网速率。但是 另外两个场景就与物联网的关联性比较大了，海量的连接与超低的时延能够帮助物联网在很多 不同的应用当中进行业务能力的提升。在本节内容当中，读者们只需要了解 5G 的三大场景名 称即可，关于 5G 的详细内容将在之后的章节进行呈现。

5 蜂窝移动通信技术对比

表 4-5 为上述几种蜂窝移动通信网络的技术对比。随着技术的不断演进，从 2G 到 5G，不同 技术所用的频带越来越高了。从一开始的 900M 到现在的毫米波，同时对应的传输速率也越 来越高了。不同的技术也有对应的不同的应用，所以在进行技术选择时应该是选择最合适的而 不一定要选择最好的，像 POS 机或者自动售货机，这些设备在 2G、3G 的网络中使用就已经 足够了，所以也没有必要去使用更高级的网络。毕竟不同的网络模组的成本肯定是不一样的， 所以虽然 5G 能够给用户带来很多新的体验，但是，开发者没有必要在所有的解决方案当中都 使用 5G 作为技术选择。因为 5G 的成本是比较高的，所以在进行选择时，除了考虑到技术上 的能力优势之外，还需要考虑到成本的问题。

扩展阅读：

→物联网通信技术之有线通信技术，那些你不知道的事  https://bbs.huaweicloud.cn/blogs/281502  

→常见物联网通信技术之四大短距无线通信特点及应用场景 https://bbs.huaweicloud.cn/blogs/281827