多年來，蜂窩網絡一直在支持我們通過電話、即時通訊軟件和社交媒體保持聯系。但蜂窩技術的發展已經不僅僅是將我們與我們的聯系人更方便的連接起來。從醫療保健到農業和制造業，它已成為跨行業運營中不可分割的一部分。 

雖然決定實施蜂窩物聯網很簡單，但創建企業級網絡要復雜得多。連接構成網絡的許多部分可能具有挑戰性，我們必須確保每個環節都能高效運行以滿足企業需求。

本文中，我們將探討蜂窩物聯網的工作原理、其組成部分，以及在將其實施到企業之前需要了解的一些內容。

物聯網蜂窩連接的工作原理

物聯網蜂窩連接的工作原理是將設備連接到它們向其傳輸信息的基站。例如，在城市屋頂上看到的天線是蜂窩網絡的基站。一組基站稱為RAN（無線電接入網絡）。 

RAN將設備或用戶連接到運營商的網絡，也稱為移動網絡運營商 (MNO)，如中國移動、Vodafone、AT&T、MTN和SignTel等全球知名的提供商。運營商的核心網絡然后將設備鏈接到外部網絡，如其他網絡或云。該系統還允許運營商相互連接。

物聯網蜂窩網絡擁有者許多優勢，包括廣覆蓋、成本低、易于擴展、遠程管理、安全等。

不同類型的物聯網蜂窩網絡

如今，蜂窩技術還在不斷的發展和變化；隨著時間的推移，網絡技術的各種迭代得到了發展，每一種都有其優勢和用途。有些企業甚至可能使用不止一種類型的網絡來滿足他們的需求。下面，我們來分別了解蜂窩物聯網中最常用的類型：

• 2G、3G 和 4G

2G和3G有助于物聯網的快速發展，主要是因為它們的成本低、覆蓋范圍廣、全球基礎設施成熟。但傳統技術無法永遠跟上不斷變化的需求。隨著4G和5G等新技術的成熟，我們有能力和理由逐步淘汰2G和3G，并且這兩者都已經在慢慢被淘汰。 

目前，4G仍在廣泛使用。該技術允許設備通過使用LTE無線電標準連接蜂窩設備進行無線連接。4G是物聯網的絕佳網絡，因為它提供可靠的無線連接，使無線監控、遠程設備激活和連接各種設備等活動成為可能。

• LTE-M

LTE-M（長期演進機器類型通信）兼容4G和第二代LTE Cat.0技術，降低運營商資本支出（CapEx）。這種高級連接形式明確設計用于支持物聯網活動，尤其是移動物聯網設備。它的優勢包括低延遲（更高的上行鏈路和下行鏈路速度）、采用 eSIM（支持無線更新）、長電池壽命和低功耗。 

LTE-M是需要中等吞吐量的低功耗應用的理想選擇。其延遲在毫秒范圍內，為時間關鍵型應用提供實時通信。LTE-M非常適合需要低功耗、低延遲或移動性的中等吞吐量應用，例如資產跟蹤、可穿戴設備、醫療、POS 和家庭安全應用

• NB-IoT

NB-IoT（窄帶物聯網）是一種可幫助組織以低功耗和數據使用優勢參與物聯網的技術。與LTE-M一樣，它與 4G網絡兼容并提供類似的優勢。除了低能耗外，NB-IoT還具有較長的電池壽命（甚至超過十年）、高可擴展性和可靠的連接性。

然而，與LTE-M不同的是，NB-IoT不支持無線更新并提供更高的延遲傳輸。此外，它需要特定的硬件，這可能會增加運營商的資本支出。該技術非常適合需要低帶寬、依賴持久耐用的電池并且只需要傳輸少量數據的應用，例如傳感器、電表以及天氣和風等環境傳感器。 

• LTE-1

LET-1屬于4G LTE技術的一個類別。它于2018年標準化并服務于物聯網特定用例。LTE-1提供強大的覆蓋范圍和連接可靠性，因為它可以在4G可用的任何地方使用。其20Mhz的大頻段使其非常適合需要更高帶寬的網絡。此外，它還提供大量數據（下行鏈路的最大速度為每秒10Mb/s，上行鏈路的最大速度為5Mb/s），使其適用于各種物聯網用例，包括視頻流或聚合數據傳輸。    

• 5G

雖然4G在許多方面代表了物聯網的現狀，但5G 代表了未來。隨著越來越多的蜂窩供應商轉向5G，蜂窩物聯網領域出現了更多機會。5G通過使用顯著更高的帶寬和更短的波長來比以往更快、更遠、更精確地傳輸數據，從而將 4G 技術提升到一個新的水平。

5G是物聯網網絡的更好選擇，因為它支持物聯網活動，例如工業自動化、智慧城市和允許更多遠程流程的制造開發。我們上面提到的LTE-M和NB-IoT技術將在5G中繼續得到支持。 

資料來源：Moniem-Tech

物聯網蜂窩連接的好處

蜂窩物聯網結合了物聯網的效率和蜂窩網絡的優勢。蜂窩技術固有的安全性和一致的連接性使其成為物聯網技術的完美基礎。物聯網技術的功能取決于其可靠性，對于許多用例，例如發電廠安全運營或敏感的政府流程，失去連接可能會帶來災難性的后果。

蜂窩物聯網設備通常會傳輸敏感或重要數據，因此安全性非常重要。因此，蜂窩物聯網網絡具有廣泛的安全選項，包括VPN、防火墻和其他安全協議。在蜂窩網絡基礎設施已經存在的地方，蜂窩物聯網也比許多其他連接選項更實惠。用戶只需要通過選擇合適的配置或使用定制的計劃來為他們使用的數據付費。

物聯網蜂窩連接的六個關鍵要素

物聯網蜂窩連接在各行各業都有廣泛的應用，但所有網絡都共享幾個基本要素。這些基礎是：

1、分布式架構

物聯網變得越來越復雜，連接的設備越來越多。可能需要分布式架構來支持高容量網絡并促進數以千計的設備之間的數據傳輸和處理。分布式架構包括邊緣和核心。 

邊緣計算是一種分布式計算，它使計算更接近數據源。不是所有數據都在一個集中式網絡中處理，一些數據可以在本地環境中處理，例如計算機、物聯網網關或邊緣服務器。這可以實現快速分析并減少延遲和帶寬消耗。即使在分布式架構中，企業也可以依靠其核心基礎設施進行集中連接和分析。處理可以集中進行，也可以在網絡邊緣進行。

資料來源：ResearchGate

2、帶寬

網絡帶寬是網絡可以傳輸的數據的最大限制，這些傳輸可以通過有線或無線信道進行。帶寬通常以頻率來衡量，最常見的是千比特、兆比特和千兆比特。 

許多人將帶寬與網絡速度混淆。與網絡速度不同，帶寬不是指網絡傳輸數據的速度。相反，它與它在特定時間內可以傳輸的數據量有關。更高的帶寬意味著可以在更短的時間內傳輸更多的數據，而低帶寬則承載更少的數據并需要更多的傳輸時間。根據設備的帶寬需求選擇正確的技術至關重要。NB-IOT和LTE-M適用于低帶寬，而LTE-1則適用于更高帶寬。 

3、功耗

2016年，Nest Learning Thermostats 中的一個軟件錯誤耗盡了數千臺Nest設備的電池，使用戶在寒冷的冬天無法調節溫度。盡管事件很快得到解決，但這個故事足以說明了電池壽命和功耗對任何物聯網網絡的重要性。 

不符合要求的設備將成為各種潛在危機的根源。一些設備的電池壽命長達10年，但了解每個設備的限制對于避免因斷電導致網絡中斷至關重要。如果設備分布在大面積區域，則電池電量尤為重要。除了設備電池，在這種情況下，選擇正確的蜂窩技術也很重要。例如，NB-IoT最適合傳輸少量周期性數據。 

4、安全

安全是圍繞物聯網網絡的主要問題之一，基礎設施和個人設備都需要受到保護。蜂窩物聯網安全使用系統或各種技術的組合來保護網絡及其設備免受網絡威脅。盡管蜂窩技術是最安全的連接技術之一，但它仍然容易受到攻擊。

如今，針對物聯網網絡的網絡威脅正在增加。僅2021年上半年，發生了15 億次物聯網違規事件，證明沒有什么物聯網能幸免。由于其雙重漏洞，網絡犯罪分子將物聯網網絡視為容易攻擊的目標，因此保護它們變得更加重要。 

有多種解決方案可用于保護蜂窩物聯網網絡。其中包括硬件、軟件或基于云的安全解決方案，以及許多專業保護網絡和網絡設備的連接管理平臺。

5、可靠性和覆蓋范圍

無論目標或壽命如何，可靠性對于任何規模的物聯網網絡都至關重要。停機意味著物聯網無法作為“互聯網”運行，并且設備無法連接。可靠性對于涉及人類生命或安全的行業尤其重要，例如安全監視器、醫療設備、健康追蹤器和救援無人機。這些應用的網絡故障可能會導致人員傷亡。即使是分析等不太重要的項目，也依賴于可靠性來接收執行操作所需的數據。

覆蓋范圍是另一個需要關注的因素，因為設備可能需要在室內和室外甚至難以到達的地方（例如地下深處）進行通信。覆蓋范圍對于硬地條件下的設備或運輸途中的設備尤為重要。蜂窩網絡相對比較可靠；因此，它們甚至適用于最復雜的物聯網項目。    

6、成本

物聯網需要復雜的基礎設施來支持其運營。此外，不同的物聯網提供商服務于不同的行業，每個行業都有其收費和定價系統。分析師預測，到 2025 年，每年為蜂窩連接支付的平均價格將降至1美元。盡管有如此顯著的減少，我們仍然需要考慮持續的維護成本。這些額外成本包括添加其他軟件，例如連接管理和安全工具。 這就是為什么選擇最具成本效益的工具非常重要。