21、远程通信系统与协议（广域网）

远程通信系统与协议（广域网）

在物联网（IoT）的发展进程中，远程通信系统和协议起着至关重要的作用。从4G - LTE到5G，不同的通信标准和协议为物联网设备提供了多样化的连接选择。本文将详细介绍4G - LTE相关的多种协议以及5G的特点和挑战。

1. 4G - LTE网关与数据包结构

一些使用4G - LTE的物联网网关设备允许在单个设备网关或路由器上使用多个运营商（如Verizon和ATT）的网络。这些网关能够在运营商之间无缝切换和交接，且不会造成数据丢失。这一特性对于基于移动和运输的物联网系统，如物流、应急车辆和资产跟踪等尤为重要。交接功能使这些移动系统能够在不同运营商之间迁移，以获得更好的覆盖范围和更高效的费率。

4G - LTE的数据包帧结构与其他OSI模型类似。IP数据包在PDCP SDUs中重新组合，并流经RLC、MAC和PHY层。PHY层从MAC层创建传输块的时隙和子帧。

2. 适用于物联网的LTE协议

物联网设备与互联网的连接方式与典型的基于消费者的蜂窝设备（如智能手机）有所不同。智能手机主要通过下行链路从互联网获取信息，这些数据通常较大且实时流式传输，如视频和音乐数据。而在物联网部署中，数据可能非常稀疏，以短脉冲形式到达，且大部分数据由设备生成并通过上行链路传输。

以下是几种适用于物联网的LTE协议：
- LTE Cat - 0 ：在版本12中引入，是除Cat - 1之外首个针对物联网需求的架构。它基于IP，运行在授权频谱中。与Cat - 1相比，其上下行峰值数据速率均为1 Mbps（Cat - 1下行10 Mbps，上行5 Mbps）。虽然信道带