网络通信基础

本文目录

移动网络制式（2G/3G/4G/5G）
网络频段详解
APN配置说明
国际漫游机制
数据传输协议

移动网络制式（2G/3G/4G/5G）

2G网络（GSM/GPRS）

GSM（Global System for Mobile Communications）

速度：9.6 Kbps
主要用途：语音通话、短信
优点：覆盖广、功耗低、成本低
缺点：数据传输速度慢
物联网应用：智能抄表、简单数据采集

GPRS（General Packet Radio Service）

速度：最高171.2 Kbps
特点：分组交换数据服务
优点：按流量计费、永久在线
缺点：速度仍然较慢
物联网应用：车辆定位、远程监控

3G网络（WCDMA/CDMA2000）

制式	下行速度	上行速度	主要运营商
WCDMA	最高42 Mbps	最高5.76 Mbps	中国联通、大部分国际运营商
CDMA2000	最高3.1 Mbps	最高1.8 Mbps	原中国电信（已退网）
TD-SCDMA	最高2.8 Mbps	最高2.2 Mbps	原中国移动（已退网）

4G网络（LTE）

LTE（Long Term Evolution）特点

理论速度：下行最高150 Mbps，上行最高50 Mbps

实际速度：下行10-50 Mbps，上行5-20 Mbps

延迟：30-50毫秒

技术优势：

全IP网络架构，数据传输效率高
支持高速移动（350km/h）
频谱利用率高
支持Cat.1/Cat.4/Cat.6等多种类别

物联网应用：智能安防、车联网、视频监控、工业互联网

5G网络（NR）

eMBB（增强移动宽带）

下行速度：最高20 Gbps
上行速度：最高10 Gbps
延迟：10毫秒以下
应用：高清视频、VR/AR

uRLLC（超可靠低延迟）

延迟：1毫秒
可靠性：99.999%
应用：工业控制、自动驾驶
关键特性：实时性

mMTC（海量物联网连接）

连接密度：100万设备/km²
功耗：超低功耗
应用：智慧城市、智能家居
关键特性：大连接

网络频段详解

中国三大运营商频段

运营商	4G频段	5G频段
中国移动	B38(2600)、B39(1900)、B40(2300)、B41(2500)	n41(2500)、n79(4900)
中国联通	B1(2100)、B3(1800)、B8(900)	n1(2100)、n78(3500)
中国电信	B1(2100)、B5(850)、B8(900)	n1(2100)、n78(3500)

国际主流频段

全球通用频段（推荐）：

B1 (2100 MHz)：欧洲、亚洲、非洲广泛使用
B3 (1800 MHz)：欧洲、亚太地区主流频段
B7 (2600 MHz)：欧洲、亚洲常用
B8 (900 MHz)：欧洲、中东、非洲、亚太
B20 (800 MHz)：欧洲农村覆盖

提示：选择国际物联网卡时，确保设备支持目标国家的主流频段

APN配置说明

什么是APN？

APN（Access Point Name，接入点名称）是移动设备连接到运营商网络并访问互联网的网关。可以把APN理解为手机/设备访问互联网的"入口"。

APN参数说明

参数	说明	示例
APN名称	接入点的标识	cmiot、uninet、ctnet
用户名	认证用户名（可选）	通常为空或运营商提供
密码	认证密码（可选）	通常为空或运营商提供
认证类型	PAP、CHAP或无	一般选择"无"
APN协议	IPv4、IPv6或IPv4/IPv6	建议IPv4/IPv6

常见运营商APN配置

中国移动物联网卡

APN：cmiot
用户名：（空）
密码：（空）
认证：无

中国联通物联网卡

APN：unim2m.njm2mapn
用户名：（空）
密码：（空）
认证：无

中国电信物联网卡

APN：ctnet
用户名：ctnet@mycdma.cn
密码：vnet.mobi
认证：PAP或CHAP

                APN配置注意事项
                不同批次的物联网卡可能使用不同的APN，请以运营商实际提供为准
APN配置错误会导致无法上网，但不会损坏设备
部分设备支持APN自动配置，首次使用时会自动获取
国际漫游时，APN会自动切换为漫游APN
私有APN需要向运营商单独申请，提供更高的安全性

            

国际漫游机制

什么是国际漫游

国际漫游是指移动通信用户在离开本国后，仍然能够在其他国家和地区使用移动通信服务。物联网卡的国际漫游使得设备可以在全球范围内保持连接。

漫游工作原理

1

网络搜索

设备到达境外后，自动搜索可用的移动网络

2

运营商选择

根据漫游协议，选择合作的本地运营商

3

身份认证

本地网络向本国运营商确认SIM卡合法性

4

注册成功

通过认证后，设备可以使用本地网络服务

5

数据传输

数据通过本地网络和国际网关传输回本国

6

计费结算

使用量记录并由运营商之间进行结算

国际物联网卡类型

类型	特点	优势	适用场景
多网漫游卡	支持多国运营商网络	无需更换卡，自动切换	跨国物流、国际业务
本地化卡	每个国家使用本地卡	资费低，网络稳定	固定国家长期使用
区域卡	覆盖特定区域（如欧洲）	区域内自由漫游	区域内跨国业务

                漫游注意事项
                提前激活：部分卡需要在出境前激活漫游功能
资费确认：国际漫游资费通常高于国内，提前了解计费规则
网络选择：可能需要手动选择网络或设置为自动选择
数据限制：部分套餐对漫游流量有限制
频段兼容：确保设备支持目标国家的网络频段
安全性：漫游时数据可能经过多个网络，注意数据加密

            

数据传输协议

物联网常用通信协议

MQTT

特点：轻量级、发布/订阅模式

适合低带宽、不稳定网络
支持QoS（服务质量）
消息持久化
广泛用于物联网设备

HTTP/HTTPS

特点：通用、易于实现

请求/响应模式
支持HTTPS加密
适合周期性数据上报
开发成本低

CoAP

特点：专为物联网设计

基于UDP，开销小
类HTTP的RESTful架构
支持组播
适合资源受限设备

WebSocket

特点：全双工通信

持久连接
实时双向通信
适合需要实时交互的场景
流量消耗相对较大

数据优化建议

                降低流量消耗的方法
                数据压缩：使用gzip等压缩算法减少数据量
增量上传：只上传变化的数据，而不是全量数据
合理的上报频率：根据业务需求设置合适的数据上报周期
批量上传：累积多条数据后一次性上传
二进制协议：使用二进制格式替代文本格式（如JSON）
缓存策略：本地缓存常用数据，减少网络请求

            