3G是第三代移動通信技術，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息。3G是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結合的一代移動通信系統(tǒng)。

所謂第三代移動通信技術，即3G網(wǎng)絡技術，與第一代移動通信技術(即 1G)與第二代數(shù)字手機通信技術(即 2G)相比，3G 手機主要是將無線通信和國際互聯(lián)網(wǎng)等通信技術全面結合，以此形成一種全新的移動通信系統(tǒng)。這種移動技術可以處理圖像、音樂等媒體形式，除此之外，也包含了電話會議等一些商務功能。為了支持以上所述功能，無線網(wǎng)絡可以對不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗M行充分的支持，即無論是在室內、外，還是在行車的環(huán)境下，都可以提供最少為2Mbps、384kbps與144kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。 [1]第三代移動通信技術(3G)，3G網(wǎng)絡技術是該領域發(fā)展的必然。3G對移動通信技術標準做出了定義，使用較高的頻帶和CDMA技術傳輸數(shù)據(jù)進行相關技術支持，工作頻段高，主要特征是速度快、效率高、信號穩(wěn)定、成本低廉和安全性能好等，和前兩代的通信技術相比最明顯的特征是3G網(wǎng)絡技術全面支持更加多樣化的多媒體技術。

3G技術的出現(xiàn)使移動通信領域邁入了全新的時代。3G技術的主要特點包括高速數(shù)據(jù)傳輸、寬帶多媒體業(yè)務、全球漫游等。相較于2G技術，3G可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提供更流暢的音頻和視頻通信，支持更多復雜的網(wǎng)絡應用和服務。3G技術的廣泛應用改變了人們的通信方式和生活方式。通過3G網(wǎng)絡，用戶可以隨時隨地接收和發(fā)送電子郵件、瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、觀看高清視頻、進行在線語音和視頻通話等。這為移動辦公、移動互聯(lián)網(wǎng)、移動娛樂等領域的發(fā)展提供了堅實的基礎。此外，3G技術還為企業(yè)和開發(fā)者提供了豐富的商機。通過3G網(wǎng)絡，企業(yè)可以開展移動支付、移動廣告、移動電子商務等業(yè)務，滿足用戶的個性化需求并創(chuàng)造更多價值?？傊?，3G是第三代移動通信技術，通過提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更豐富的應用服務，改變了人們的通信方式和生活方式。它為移動通信領域的發(fā)展帶來了巨大的機遇和挑戰(zhàn)，也為各個行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展提供了廣闊的空間。

無線通信技術正在不斷地演進，從5G網(wǎng)絡到物聯(lián)網(wǎng)連接，為我們創(chuàng)造了更加智能、高效 和互聯(lián)的未來。這些技術的發(fā)展不僅改變了我們的日常生活，還為各個行業(yè)帶來了前所未有的創(chuàng)新機會。

5G網(wǎng)絡的革命

5G網(wǎng)絡作為第五代移動通信技術，以其更高的速度、更低的延遲和更大的連接密度，帶來了革命性的變革。

高速連接： 5G網(wǎng)絡具備高速數(shù)據(jù)傳輸能力，可以實現(xiàn)更快的下載和上傳速度，為大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和流媒體應用提供支持。

低延遲： 5G網(wǎng)絡的延遲大大降低，從毫秒級到亞毫秒級，使得實時應用，如虛擬現(xiàn)實、遠程控制等變得更加可行。

大連接密度： 5G支持更多設備同時連接，為物聯(lián)網(wǎng)應用提供了更好的基礎，實現(xiàn)了“萬物互聯(lián)”。

物聯(lián)網(wǎng)的崛起

物聯(lián)網(wǎng)是連接世界上各種物體的網(wǎng)絡，通過無線傳感器和智能設備，實現(xiàn)了物與物之間、物與人之間的智能互聯(lián)。

智能家居： 物聯(lián)網(wǎng)連接了家庭中的設備，如智能燈泡、智能家電，實現(xiàn)了遠程控制和智能化管理。

智慧城市： 物聯(lián)網(wǎng)技術將城市中的設施和基礎設施連接起來，實現(xiàn)了交通優(yōu)化、垃圾管理、能源監(jiān)控等。

工業(yè)4.0： 物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產中的應用被稱為工業(yè)4.0，通過智能傳感器和設備，實現(xiàn)了生產的自動化和優(yōu)化。

無線通信技術的關鍵技術

毫米波技術： 毫米波技術是5G的核心，通過高頻率波段傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高速和大容量的通信。

網(wǎng)絡切片： 5G網(wǎng)絡可以根據(jù)不同應用的需求，將網(wǎng)絡劃分為不同的“切片”，從而提供定制化的服務。

邊緣計算： 邊緣計算將計算能力推向網(wǎng)絡邊緣，減少延遲，為物聯(lián)網(wǎng)應用提供更好的支持。

未來展望

無線通信技術的未來充滿了無限的可能性。隨著5G網(wǎng)絡的普及和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們將迎來更加智能、高效 和互聯(lián)的世界。從智能城市到智能家居，從工業(yè)自動化到醫(yī)療保健，無線通信技術將不斷創(chuàng)造新的價值，引領著人類社會的進步和發(fā)展。無論是在個人生活還是在商業(yè)領域，我們都將享受到無線通信技術帶來的便利和創(chuàng)新。

如果是電腦，筆記本怎么做?連接網(wǎng)線到路由器上，或者搜索下附近有沒有能上的Wifi，然后可能會輸入一個密碼，就可以上網(wǎng)了。手機上網(wǎng)則更為簡單，啟動sim卡的數(shù)據(jù)服務就可以上網(wǎng)啦，而數(shù)據(jù)服務常常默認就是開的，如此還問手機上網(wǎng)方法似乎有點落伍了。

不過這個問題對于終端連接到物聯(lián)網(wǎng)就完全是另外一回事了。終端完全可能是沒有sim卡的，也就沒什么數(shù)據(jù)服務，加了sim不是還要給運營商交費么?終端也完全可能沒有網(wǎng)口的，那么粗一根線，好看么!終端也不一定能讓你設置wifi密碼，在哪安置屏幕和鍵盤呢?

這么看起來互聯(lián)網(wǎng)的連接方式對于物聯(lián)網(wǎng)終端就不一定合適，這也沒有關系，因為根據(jù)終端的類型的不同，還有其他很多中方法可以連接進網(wǎng)絡，下面就詳細扒一扒。

有線連接和無線連接

連接方式可以分成有線連接和無線連接，我們這里講的連接，其目的都是要進行通信，因此也就分別使用有線通信技術和無線通信技術。

有線通信，是指利用金屬導線、光纖等有形媒質傳送信息的技術。有線通訊已經(jīng)非常普及，在自己家里墻壁上找找，就不難找到電話口，網(wǎng)口，有線電視口。

無線通信是利用電磁波信號在空間中直接傳播而進行信息交換的通信技術，進行通信的兩端之間無需有形的媒介連接。常見的無線通信方式有有蜂窩(手機)無線連接，wifi連接，還有一些倍感神秘的方式，如可見光通信和量子通信方式等等。

一般來講，有線連接可靠性高，穩(wěn)定性高，缺點是連接受限于傳輸媒介。無線連接自由靈活，終端可以移動沒有空間限制，但是可靠性受傳輸空間里的其他電磁波，以及對電磁波有影響的其他障礙物的影響很大，因此可靠性較低。

短距離通信和長距離通信

有很多的場合人和物只需要跟附近的通信終端通信，例如在家里，辦公室，工廠等等。但是也存在長距離的應用場景，例如兩個城市之間的網(wǎng)絡要連接起來，在高速上的車輛或乘客，甚至是海洋上的漁船。通常我們把通信距離在100m以內的通信稱之為短距離通信，而通信距離超過1000m的稱之為長距離通信。

現(xiàn)實中有很多種通信技術可以滿足各種不同的通信需求，但是還沒有哪一種通信技術可以滿足所有的通信需求，如果還考慮成本，功耗，效率等因素的話。把數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁h的距離以及傳輸更多的數(shù)據(jù)常常意味著更高的能耗和更高的成本。因而短距離通信和長距離通信在技術實現(xiàn)，功耗，成本等各個方面均不同，是將物連接進網(wǎng)絡時候需要考慮的因素之一。

通信技術和通信協(xié)議

通信技術主要是強調信息從信源到目的地的傳輸過程所使用的技術，還有一個問題是各種通信技術之間如何能協(xié)同工作呢?為此，國際標準化組織提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI，也就是網(wǎng)絡分成了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。也就是這個偉大的標準最終形成了互聯(lián)網(wǎng)，以及無所不連的物聯(lián)網(wǎng)。

在上述各層之間進行數(shù)據(jù)交換的規(guī)則和約定就是通信協(xié)議。遵守OSI標準的通信協(xié)議能夠做到上層協(xié)議與下層協(xié)議的實現(xiàn)無關，因此能最大限度的復用下層協(xié)議。

本文提到的通信技術在通信硬件上就有不同的特性，以支持有線/無線，長距/短劇，節(jié)能/高速等特性。但同時也使得其在物理層向上的若干層都需要使用自己的通信協(xié)議。所以通信技術的名稱也往往是一些通信協(xié)議的名稱，并且通信技術和通信協(xié)議的含義也廣為混淆。如下圖所示：

有線通信：以太網(wǎng)

以太網(wǎng)(Ethernet)是一種局域網(wǎng)通信技術， IEEE組織的IEEE 802.3標準制定了以太網(wǎng)的技術標準，它規(guī)定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協(xié)議的內容。 以太網(wǎng)使用雙絞線作為傳輸媒介，在沒有中繼的情況下，最遠可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網(wǎng)類型數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mb/s，更新的標準則支持1KMb/s和10KMb/s的速率。

以太網(wǎng)技術的最大優(yōu)點是它是目前應用最普遍的局域網(wǎng)技術，已經(jīng)逐步取代了其他局域網(wǎng)標準如令牌環(huán)、FDDI和ARCNET等。現(xiàn)在我們熟悉的互聯(lián)網(wǎng)就是指所有這些大大小小的局域網(wǎng)連接在一起以后，形成的覆蓋全球的網(wǎng)絡。按本書“物聯(lián)網(wǎng)”也有出生日期一節(jié)的觀點，物聯(lián)網(wǎng)是連接的物超過人口以后的互聯(lián)網(wǎng)，因而實際中，任何連接到物聯(lián)網(wǎng)的物總是連接到一個以太網(wǎng)的終端上的。

有線通信：串口通信技術

串口(Serial port)是一種非常通用的用于設備之間通信的接口，也廣泛用于設備以及儀器儀表之間的通信。常見的串口有RS-232(使用 25 針或 9 針連接器)和工業(yè)電腦應用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。詳細信息請參考這里。

串口通信使用串行方式進行通信，即串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)序列，典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。串口通信使用3根線完成：地線，發(fā)送和接收。串口通信可以在使用發(fā)送線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用接受線接收數(shù)據(jù)，它很簡單并且能夠實現(xiàn)較遠距離的通信，其通信長度可達1200米。

優(yōu)點

串口通信的最大有點就是普及率高，串口至今PC電腦還是標配，通常為了方便連接打印機，大部分的工業(yè)設備都有串口，那些沒有串口的設備，在其開發(fā)時，常見方法也是通過串口連接到進行開發(fā)的電腦上的，因此串口是設備進行通信的最簡單最容易的方法。

另外值得一提的是，如果不考慮連接串口的線纜，串口通信的成本非常低。

缺點

串口通信的組網(wǎng)能力差，雖然通常情況比無線穩(wěn)定，但是在工業(yè)環(huán)境中，也容易受到線纜所處環(huán)境的電磁影響出現(xiàn)通信不穩(wěn)定，甚至串口燒壞的情況。串口的通信速度以太網(wǎng)比起來還是有很大差距，一般來講，只適合低速率和小數(shù)據(jù)量的通信。

有線通信：Modbus

同前面幾種通信技術不一樣，通常認為Modbus只是使用串行方式進行通信的應用層協(xié)議標準，它并不包含電氣方面的規(guī)范。Modbus最初是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)通信而發(fā)表的，后來衍生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三種模式，前兩種所用的物理接口是上面介紹的串口，后一種使用Ethernet接口。

隨著PLC在工業(yè)領域的廣泛應用，Modbus也成為工業(yè)領域最受歡迎的通信協(xié)議，它采用主/從(Master/Slave)方式通信，即一對多的方式連接，一個主控制器最多可以支持247個從屬控制器。

優(yōu)點

Modbus的主要優(yōu)點有：

- 標準化、開放，免費使用，無許可證費，無需知識產權授權。

- 支持多種電氣接口，如串口和Ethernet接口等，支持多種傳輸介質，如雙絞線、光纖、無線等。

- Modbus協(xié)議的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。易開發(fā)，易用。

缺點

Modbus主要存在以下問題：

- 組網(wǎng)能力差，只有主從方式通信

- 網(wǎng)絡規(guī)模有限，從屬控制器數(shù)量限制了網(wǎng)絡規(guī)模

- 安全性差，無認證、無權限管理，明文傳輸使得它在非受控環(huán)境下是非常有風險的

無線短距通信：Wi-Fi

Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)通信技術，全稱Wireless-Fidelity，無線保真，IEEE組織的IEEE 802.11標準制定了以太網(wǎng)的技術標準。Wi-Fi終端指使用高頻無線電信號發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使用以太網(wǎng)通信協(xié)議，通信距離通常在幾十米。

Wi-Fi聯(lián)盟成立于1999年，當時的名稱叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)。在2002年10月，正式改名為Wi-Fi Alliance。Wi-Fi聯(lián)盟致力解決匹配802.11標準的產品的生產和設備兼容性問題，并且擁有Wi-Fi這個品牌。

2016年WiFi聯(lián)盟最新公布的802.11ah WiFi標準—WiFi HaLow，使得WiFi可以被運用到更多地方如：小尺寸、電池供電的可穿戴設備同時也適用于工業(yè)設施內的部署，以及介于兩者之間的應用。HaLow采用900MHz頻段，低于當前WiFi的2.4GHz和5GHz頻段。更低功耗，同時HaLow的覆蓋范圍可以達到1公里，信號更強，且不容易被干擾。這些特點使得WiFi更加順應了物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展。

優(yōu)點

Wi-Fi的優(yōu)點是局域網(wǎng)部署無需使用電線，降低部署和擴充的成本。由于Wi-Fi模塊的價位持續(xù)下跌，使得它已成為企業(yè)和家庭的普遍的基礎設施。另外，根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟指定，“Wi-Fi認證”是向后兼容的。它指定一套全球統(tǒng)一標準：不同于移動電話，任何Wi-Fi標準設備將在世界上任何地方正確運行。

缺點

Wi-Fi的缺點是通信距離有限，穩(wěn)定性差，功耗較大，組網(wǎng)能力差，其安全性也遭到不少人的批評。通常WiFi技術使用2.4GHz和5GHz周圍頻段，但在全球各地的頻率分配和操作限制也不完全相同，造成一些混亂現(xiàn)象。