蜂窩網絡為我們所了解和喜愛的許多事物提供了重要因素，使我們在任何地方都可以實現聯網需求，比如公交車、與朋友聯系、購物、觀看視頻等等。除了我們都熟悉的個人利益外，蜂窩網絡在許多物聯網應用中也起著至關重要的作用，并且在不斷增長。
在過去的一些文章中，我探討了其他連接技術，包括WiFi、藍牙和LPWAN。我們有這么多連接選項的原因是因為物聯網應用程序可能會大不相同，這意味著要求會有所不同。
盡管連接技術不斷得到改善，但最終，在功耗，范圍和帶寬之間總會有一個權衡。過去，蜂窩連接一直專注于范圍和帶寬，卻以功耗為代價，這意味著它可以在遠距離發送大量數據，但會很快耗盡電池電量。這對于連接到電源或可以經常充電的設備(例如您的手機)來說是很好的選擇，但是對于需要遠程傳感器和設備才能使用數月或數年的電池的物聯網應用來說，這是不可行的。
但是，關于蜂窩網絡，這還不是全部。您可能已經聽說過2G、3G和4G之類的名稱，但是NB-IoT和LTE-M等新的蜂窩技術專門針對IoT應用。5G可能也將證明對物聯網有利，并且具有變革性。
當我們通過移動設備打電話，發送短信或訪問Internet時，我們正在向附近的手機發射塔無線發送信號。這些蜂窩塔既接收我們的信號，又將信號發送回給我們。蜂窩塔是基站的一部分，基站與其他基站和互聯網具有有線連接，有助于在比單個蜂窩塔的覆蓋范圍更大的距離內傳遞信息。
像所有無線通信技術一樣，蜂窩網絡使用電磁波發送信息。正如您的收音機具有可以調諧到的不同頻段一樣(例如，調諧到101.1意味著您正在收聽101.1 Mhz頻率)，無線通信技術也具有在其工作的特定頻段。
如果所有無線通信都嘗試使用相同的頻率，則對于清晰的通信將有太多的噪聲和干擾。因此，FCC規定了可以由哪些人使用的頻帶，并且蜂窩載波各自具有允許在其內工作的特定頻帶。
但是，即使擁有自己指定的頻段，運營商仍然需要考慮干擾。如果運營商的兩個基站相互靠近并且以相同的頻率運行，則它們的信號會相互干擾，并給試圖在該區域使用網絡的任何人造成問題。
該問題的解決方案也是下一個問題的答案。
之所以稱為蜂窩網絡，是因為網絡運營商將區域劃分為“單元”。每個小區都有一個小區塔，其工作頻率與相鄰小區塔的頻率不同。例如，如果使用六邊形排列，則意味著您僅需要7個不同的頻率即可確保相鄰單元中不使用相同的頻率。
這些單元中每個單元的面積取決于使用密度。在城市中，每個小區的距離可能只有半英里，而農村地區的距離可能會高達5英里。
當用戶在小區之間移動時，其頻率會自動更改以切換到新的小區信號塔(稱為切換)。
要在移動中(即“移動”)同時使用同一網絡同時管理大量用戶，幕后還有很多事情要做，但我將保持較高水平。
即使以上所有內容對您來說都是全新的，您幾乎肯定也曾經聽說過諸如3G或4G之類的術語。這些分別指的是第三代和第四代。
每一代都是由稱為ITU無線電通信部門(ITU-R)的標準機構定義的一組標準和技術。該組織負責管理國際射頻頻譜和標準，這有助于確保頻譜的有效利用。沒有這樣的機構和規則來控制誰可以使用什么頻譜，不同的公司和組織可能會相互干擾并降低整體服務水平。
但是，應該注意的是，即使在相同的標準下，仍然會有不同的技術。例如，UMTS(通用移動電信系統)是主要在歐洲，日本和中國使用的3G技術，而CDMA2000系統則在北美和韓國使用。
從1980年代初期推出的1G系統開始，此后大約每10年推出一次新一代。每一代都帶來了新的頻段，更高的數據速率和新的傳輸技術(不向后兼容)。
因為每一代都是不同的，所以這就是為什么您的手機可能沒有4G覆蓋范圍，但仍然擁有3G的原因(以及為什么您可能沒有Internet上任何數據的數據卻仍然能夠撥打電話和發送短信的原因)。
幾家運營商已宣布將關閉其2G網絡，以釋放無線電頻譜用于其他用途。任何使用2G無線電的機器都需要將其無線電替換為新一代無線電才能繼續工作。
所有這些都取決于您的特定用例。如引言中所述，蜂窩電話歷來不適合許多物聯網應用，因為它消耗大量電能，并且每單位成本很高。對于具有直接電源，需要發送大量數據，不涉及大量設備且位于人口稠密地區的應用程序，蜂窩連接性受到了限制。
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