بررسی تراشههای 2G و 3G و 4G و 5G خانواده Simcom و چند سناریو IoT
بردهای سیم کارتی انواع مختلفی دارند. هر کدام براساس نیازمندیهای خاصی طراحی شدهاند. پهنای باند تبادل اطلاعات در بستر اینترنت هم یکی از موارد مهم در ماژولهای سیم کارتی است. ماژول سیم کارتی توسط شرکتهای مختلفی طراحی و تولید میشود. در این پست چند نمونه از بردهای سیم کارتی ساخت SimCom را بررسی میکنیم. براساس پهنای باند اینترنت GPRS این موارد را دسته بندی میکنیم. روال انتخاب برای پروژههای مختلف را هم بررسی خواهیم کرد. با توجه به اینکه ماژولهای سیم کارتی امکاناتی مناسب با پروژههای اینترنت اشیا را هم فراهم میکند. راجع به این بخش از پروژهها هم توضیحاتی خواهیم داد. در ادامه این مطلب با بلاگ دانشجو کیت همراه باشید. همچنین اگر این مطلب برای شما ارزشمند بود و به اطلاعاتتان اضافه کرد، آنرا با دیگران به اشتراک بگذارید تا دانش فنی مدیرها و کاربران فارسی زبان در این حوزه و IoT رشد پیدا کند.
شناخت اینترنت 2G سیم کارت
اینترنت 2G سیم کارتی ارتباطی بی سیم است که در شبکههای دوم نسل (2G) از فناوری موبایل استفاده میکند. این فناوری، نسل دوم از شبکههای موبایل است که برای ارسال دادهها و ارتباطات صوتی استفاده میشود. در شبکههای 2G، معمولا از استاندارد GSM (Global System for Mobile Communications) استفاده میشود. با استفاده از سیم کارت 2G، میتوانید به اینترنت دسترسی پیدا کنید. اما سرعت اینترنت 2G نسبتا پایین است و معمولا حدود چند ده کیلوبیت بر ثانیه تا چند صد کیلوبیت بر ثانیه است. این حداقل سرعت دسترسی به اینترنت است و مناسب برای استفاده از خدمات پیامک، مکالمه صوتی و برخی ارتباطات ابتدایی است. از آنجا که اینترنت 2G سرعت کمی دارد، معمولا برای استفاده در مناطقی که پوشش دیگر فناوریهای بیشتری مانند 3G، 4G و 5G وجود ندارد، استفاده میشود. همچنین، برخی دستگاههای قدیمیتر فقط از اینترنت 2G پشتیبانی میکنند.
شناخت اینترنت 3G سیم کارت
اینترنت 3G سیم کارتی ارتباطی بی سیم است که در شبکههای سوم نسل (3G) از فناوری موبایل استفاده میکند. این فناوری، نسل سوم از شبکههای موبایل است که برای ارسال دادهها و ارتباطات صوتی استفاده میشود. در شبکههای 3G، معمولا از استاندارد UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) و یا HSPA (High-Speed Packet Access) استفاده میشود. با استفاده از سیم کارت 3G، میتوانید به اینترنت با سرعت بالاتر دسترسی پیدا کنید. سرعت اینترنت 3G معمولا در حدود چند صد کیلوبیت بر ثانیه تا چند مگابیت بر ثانیه است. این سرعت برای مرور وب، استفاده از اپلیکیشنهای پیامرسان و استفاده از خدمات اینترنتی معمولی به خوبی کافی است. شبکه 3G در بسیاری از مناطق پوشش دارد و به طور کلی گستردهتر از شبکه 2G است. اما لازم به ذکر است که با ظهور فناوریهای بیشتر مانند 4G و 5G، استفاده از شبکه 3G در حال کاهش است و به تدریج از مد نظر خارج میشود.
شناخت اینترنت 4G سیم کارت
اینترنت 4G سیم کارتی ارتباطی بیسیم است که در شبکههای چهارم نسل (4G) از فناوری موبایل استفاده میکند. این فناوری، نسل چهارم از شبکههای موبایل است که برای ارسال دادهها و ارتباطات صوتی استفاده میشود. در شبکههای 4G، معمولا از استاندارد LTE (Long-Term Evolution) استفاده میشود. با استفاده از سیم کارت 4G، میتوانید به اینترنت با سرعت بسیار بالا دسترسی پیدا کنید. سرعت اینترنت 4G معمولا در حدود چند مگابیت بر ثانیه تا چند ده مگابیت بر ثانیه است، همچنین توانایی رسیدن به سرعتهای حتی بیشتر در شرایط بهینه را هم دارد. این سرعت بسیار مناسب برای انتقال دادههای بزرگ، استریم ویدئو، بازی آنلاین و دسترسی سریع به اپلیکیشنها و خدمات آنلاین است. شبکه 4G در بسیاری از مناطق پوشش دارد و تقریباً به صورت گستردهای در سراسر جهان استفاده میشود. اینترنت 4G به عنوان یکی از فناوریهای پیشرفته تر، سابقه استفاده طولانی مدت و پشتیبانی از بیشتر اپلیکیشنها و خدمات اینترنتی را به کاربران ارائه میدهد.
شناخت اینترنت 5G سیم کارت
اینترنت 5G سیم کارتی ارتباطی بیسیم است که در شبکههای پنجم نسل (5G) از فناوری موبایل استفاده میکند. این فناوری، نسل پنجم از شبکههای موبایل است که برای ارسال دادهها و ارتباطات صوتی به کار میرود. در شبکههای 5G، معمولا از استاندارد NR (New Radio) استفاده میشود. استفاده از سیم کارت 5G امکان دسترسی به اینترنت با سرعت بسیار بالا و زمان پاسخگویی بسیار کم را فراهم میکند. سرعت اینترنت 5G قابلیت رسیدن به سرعتهای چند ده گیگابیت بر ثانیه تا حتی چند صد گیگابیت بر ثانیه را دارد. این سرعت بسیار بالا و قابلیت پاسخگویی فوری شبکه 5G، به کاربران اجازه میدهد تا از فناوریهای پیشرفته مانند اینترنت اشیا، واقعیت مجازی، بازیهای آنلاین پیشرفته و سایر خدمات دادهمحور بهرهبرداری کنند. شبکه 5G به صورت گستردهای در حال توسعه و پیادهسازی در سراسر جهان است. این فناوری به طور کلی قابلیت ارائه ارتباطات بسیار پیشرفته و قابلیتهای نوآورانه مانند تاخیر کمتر، پهنای باند بیشتر و قابلیت اتصال همزمان به تعداد بیشتری دستگاه را فراهم میکند. با استفاده از اینترنت 5G سیم کارتی، کاربران میتوانند از آخرین امکانات و خدمات پیشرفته فناوری ارتباطات بهرهبرداری کنند.
در سناریوهای IoT از کدام نسل اینترنت سیم کارتی استفاده کنیم؟
استفاده از یک ماژول سیم کارتی 2G یا 3G یا 4G یا 5G در سناریوهای IoT بستگی به نیازهای خاص و محدودیتهای هر سناریو دارد. در ادامه، توضیحاتی درباره هر یک ارائه میدهیم.
- ماژول سیم کارتی 2G: اگر سناریوی اینترنت اشیاء شما نیاز به اتصالات پایدار و مصرف پایین دارد و سرعت ارسال دادهها برای شما مهم نیست، ماژول سیم کارتی 2G میتواند گزینه مناسبی باشد. این ماژولها به طور کلی برای کاربردهای سادهتر، مانند ردیابی، سامانههای امنیتی و خدمات مکانیابی مورد استفاده قرار میگیرند.
- ماژول سیم کارتی 3G: اگر نیاز به سرعت بیشتر در ارسال دادهها و پشتیبانی از امکانات صوتی (مانند مکالمه) وجود دارد، ماژول سیم کارتی 3G مناسب است. این ماژولها برای برنامههایی که نیاز به ارسال دادههای بزرگتر، کاربردهای صوتی و دسترسی به اینترنت با سرعت متوسط دارند، مناسب هستند.
- ماژول سیم کارتی 4G: اگر سرعت بالا در ارسال دادهها، کاربردهایی مانند ارتباطات امن، پخش ویدیویی و دسترسی به اینترنت با سرعت بالا برای شما مهم است، ماژول سیم کارتی 4G مناسب است. این ماژولها برای برنامههایی که نیاز به پهنای باند بالا، سرعت بالا و قابلیت ارسال و دریافت دادههای حجیم دارند، استفاده میشوند.
- ماژول سیم کارتی 5G: اگر نیاز به ارسال دادههای بسیار بزرگ، پهنای باند بالا، تاخیر کم و ارتباط بسیار پایدار دارید، ماژول سیم کارتی 5G ممکن است گزینه مناسبی باشد. با این حال، در حال حاضر تولید کنندگان معروفی مانند SimCom هنوز ماژولهای سیم کارتی 5G را عرضه نکردهاند و ماژولهای سیم کارتی 5G توسط سایر تولید کنندگان موجودند.
به علاوه، همیشه باید در نظر داشته باشید که عواملی مانند تحت پوشش بودن شبکه، محدودیتهای منابع، توان مصرفی و هزینهها در انتخاب ماژول سیم کارتی مهم هستند. بنابراین، بهتر است قبل از تصمیمگیری، نیازها و محدودیتهای خاص خود را به دقت بررسی کرده و ماژول مناسب را انتخاب کنید.
ماژولهای سیم کارتی 2G از شرکت Simcom
چند نمونه از ماژولهای ساخت SimCom که دارای 2G هستند را در ادامه معرفی میکنیم. این ماژولها کاربردهای گستردهای دارند. اما استفادهی اینترنتی آنها در پروژههای اینترنت اشیا IoT فقط برای پروژههایی که تبادل اطلاعاتی کم حجم دارند، کاربردی است. سه مدل پر مصرف از ماژول 2G را در ادامه بررسی میکنیم.
- ماژول سیم کارتی SIM800C: این ماژول یک ماژول GSM/GPRS است که از شبکههای 2G پشتیبانی میکند. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت GPRS و ارسال دادهها را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهای مانند GPS و بلوتوث است.
- ماژول سیم کارتی SIM800L: این ماژول یک ماژول GSM/GPRS با پشتیبانی از شبکههای 2G است. این ماژول دارای قابلیتهای مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت GPRS و ارسال دادهها است. این ماژول دارای طراحی کوچک و مصرف انرژی پایین است که مناسب برای کاربردهای محدودیت منابع است.
- ماژول سیم کارتی SIM900A: این ماژول از شبکههای GSM/GPRS 2G پشتیبانی میکند. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت GPRS و ارسال دادهها را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و کنترل صوتی یا همان DTMF است.
ماژولهای سیم کارتی SimCom معمولا در برنامههایی مانند اتوماسیون خانه هوشمند، ردیابی و مکانیابی، سیستمهای نظارتی، ماشینهای خودران و سیستمهای ارتباطات به کار میروند. این ماژولها به عنوان یک واسط بین دستگاه شما و شبکه مخابراتی عمل میکنند و امکان برقراری ارتباط صوتی و ارسال دادهها را فراهم میکنند.
ماژولهای سیم کارتی 3G از شرکت Simcom
چند نمونه از ماژولهای ساخت SimCom که دارای 3G هستند را در ادامه معرفی میکنیم.
- ماژول سیم کارتی SIM5320A: این ماژول یک ماژول 3G با پشتیبانی از شبکههای UMTS/HSPA است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت HSPA و ارسال دادهها را فراهم میکند. این ماژول همچنین دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و Wi-Fi است.
- ماژول سیم کارتی SIM7600CE: این ماژول یک ماژول 3G/4G با پشتیبانی از شبکههای UMTS/HSPA/LTE است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت HSPA/LTE و ارسال دادهها را فراهم میکند. این ماژول همچنین دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و Wi-Fi است.
- ماژول سیم کارتی SIM5300E: ماژول SIM5300E از سری ماژولهای سیم کارتی شرکت SimCom است. این ماژول از شبکههای 2G و 3G پشتیبانی میکند و قابلیت اتصال به شبکههای GSM و GPRS در باندهای فرکانسی 850/900/1800/1900MHz و UMTS/HSDPA در باندهای فرکانسی 850/1900MHz و 900/2100MHz را دارا است. در زمینه اتصال دادهها، ماژول SIM5300E قابلیتهایی مانند ارسال و دریافت پیامک (SMS) و ایمیل را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهای اتصال اینترنتی GPRS Class 10 و UMTS/HSDPA Class 8 است.
- ماژول سیم کارتی SIM5360E: این ماژول یک ماژول 3G با پشتیبانی از شبکههای UMTS/HSPA است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت HSPA و ارسال دادهها را فراهم میکند. این ماژول همچنین دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و Wi-Fi است.
ماژولهای سیم کارتی SimCom با پشتیبانی از شبکه 3G عمدتاً در برنامههایی که نیاز به سرعت بالا و قابلیت ارسال دادههای بزرگ دارند، مورد استفاده قرار میگیرند. این ماژولها در کاربردهایی مانند اتوماسیون صنعتی، ردیابی و مکانیابی، سیستمهای امنیتی، سامانههای پیشرفته ارتباطات و اینترنت اشیا (IoT) استفاده میشوند.
ماژولهای سیم کارتی 4G از شرکت Simcom
چند نمونه از ماژولهای ساخت SimCom که دارای 4G هستند را در ادامه معرفی میکنیم.
- ماژول سیم کارتی SIM7600E-H: این ماژول یک ماژول 4G LTE با پشتیبانی از شبکههای LTE-FDD و LTE-TDD است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت 4G LTE و ارسال دادهها را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهایی مانند GPS و بلوتوث است.
- ماژول سیم کارتی SIM7100C: این ماژول یک ماژول 4G LTE با پشتیبانی از شبکههای LTE-FDD و LTE-TDD است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت 4G LTE و ارسال دادهها را فراهم میکند. این ماژول دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و Wi-Fi است.
- ماژول سیم کارتی SIM7000C: ماژول SIM7000C یکی از ماژولهای سیم کارتی شرکت SimCom است. این ماژول از شبکههای 2G، 3G و 4G (LTE) پشتیبانی میکند و قابلیت اتصال به شبکههای GSM، GPRS، EDGE، UMTS، HSPA و LTE را دارا است. با ماژول SIM7000C، میتوانید از سرعت بالا و اتصال پایدار شبکههای 4G استفاده کنید. این ماژول قابلیت ارتباط دادهها را از طریق شبکههای اینترنت فراهم میکند و انتقال دادههای بزرگ را برای برنامههایی مانند IoT و دیگر برنامههای مبتنی بر اینترنت اشیا فراهم میسازد.
- ماژول سیم کارتی SIM7600CE-T: این ماژول یک ماژول 4G LTE با پشتیبانی از شبکههای LTE-FDD و LTE-TDD است. این ماژول قابلیتهایی مانند مکالمه صوتی، ارسال و دریافت پیامک (SMS)، دسترسی به اینترنت 4G LTE و ارسال دادهها را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهایی مانند GPS، بلوتوث و Wi-Fi است.
ماژولهای سیم کارتی SimCom با پشتیبانی از شبکه 4G LTE به عنوان یک واسط بین دستگاه شما و شبکه مخابراتی عمل میکنند و امکان برقراری ارتباط صوتی و ارسال دادهها با سرعت بالا را فراهم میکنند. این ماژولها در برنامههایی مانند اتوماسیون صنعتی، ردیابی و مکانیابی، سیستمهای امنیتی و اینترنت اشیا (IoT) استفاده میشوند.
بررسی چند ماژولهای سیم کارتی 5G
ماژولهای سیم کارتی با پشتیبانی از شبکه 5G توسط سایر تولید کنندگان موجودند. به عنوان مثال، ماژولهای سیم کارتی با پشتیبانی از 5G از شرکتهایی مانند Qualcomm، Sierra Wireless، Telit و Huawei وجود دارند. این ماژولها معمولا امکاناتی مانند اتصالات 5G NR (New Radio)، ارسال و دریافت دادهها با سرعت بالا، پشتیبانی از شبکههای 4G/3G/2G قدیمیتر، ویژگیهای امنیتی پیشرفته و پشتیبانی از ویژگیهای مانند GNSS (Global Navigation Satellite System) و IoT را دارند. لطفاً در نظر داشته باشید که برای اطلاعات دقیقتر و به روزتر در مورد ماژولهای سیم کارتی با پشتیبانی از شبکه 5G، به وب سایت و منابع رسمی تولید کنندگان ماژولها مراجعه کنید. در حال حاضر، چند نمونه از ماژولهای سیم کارتی دارای فناوری 5G وجود دارند. همچنین توجه داشته باشید که این لیست ممکن است به علت روند پیشرفت تکنولوژی و عرضه محصولات جدید، به روز رسانی شود. در ادامه، برخی از نمونههای معروف ماژولهای سیم کارتی با پشتیبانی 5G ذکر شده است.
- ماژول سیم کارتی Quectel RM500Q-GL: این ماژول یک ماژول سیم کارتی با پشتیبانی از شبکههای 5G NR (New Radio) است. این ماژول از فرکانسهای mmWave (millimeter Wave) و Sub-6GHz پشتیبانی میکند و قابلیتهایی مانند انتقال داده با سرعت بالا، پایداری بالا و کم تاخیری را فراهم میکند.
- ماژول سیم کارتی Telit FN980: این ماژول یک ماژول سیم کارتی 5G NR است که با استفاده از فرکانسهای mmWave و Sub-6GHz کار میکند. این ماژول دارای قابلیتهای ارتباطی پیشرفته مانند MIMO (Multiple Input Multiple Output) و Beamforming است که بهبود عملکرد ارتباطی و سرعت انتقال داده را فراهم میکند.
- ماژول سیم کارتی SIM8200EA-M2: این ماژول از شرکت SIMCom یک ماژول سیم کارتی 5G است که از فرکانسهای Sub-6GHz پشتیبانی میکند. این ماژول دارای قابلیتهای ارتباطی مانند 5G NR، 4G LTE، 3G و 2G است و قابلیتهای مکالمه صوتی، ارسال دادهها و موقعیتیابی را فراهم میکند.
- ماژول سیم کارتی SIM8380G-M2: یک ماژول سیم کارتی 5G که از باندهای فرکانسی متنوعی در شبکههای 5G NR، از جمله mmWave و Sub-6GHz، پشتیبانی میکند. این ماژول قابلیتهای پیشرفتهای از جمله سرعت بالا، ضریب انتقال داده بالا، پایداری بالا و زمان تاخیر کم را فراهم میکند. ماژول SIM8380G-M2 همچنین از شبکههای 4G LTE، 3G هم پشتیبانی میکند. این قابلیت اجازه میدهد که با توجه به موقعیت جغرافیایی و پوشش شبکه، بهترین شبکه ممکن را برای اتصال دستگاه خود انتخاب کنید. از طریق رابطهای ارتباطی متنوعی مانند UART، USB و GPIO، ماژول SIM8380G-M2 امکان اتصال به سیستمهای دیگر و ارسال و دریافت دادهها را فراهم میکند. همچنین، این ماژول دارای ویژگیهای مکالمه صوتی است، که از طریق آن میتوانید مکالمات صوتی را انجام دهید. با توجه به پشتیبانی از شبکههای 5G و شبکههای قدیمیتر، مناسب برای انواع برنامههای مختلف از جمله IoT، دستگاههای هوشمند، ردیابی و برنامههای صنعتی است.
ماژولهای 5G با سرعت بالا، پایداری بالا و قابلیتهای پیشرفته ارتباطی ایدهآل برای برنامههایی مانند IoT، اتوماسیون صنعتی، خودروهای هوشمند و برنامههایی که نیاز به انتقال دادههای بزرگ و پرسرعت دارند، میباشند. همچنین، با پیشرفت شبکههای 5G در سراسر جهان، استفاده از ماژولهای 5G برای اتصال به شبکههای سریع و پرقدرت، امکانات جدیدی را برای برنامههای نوآورانه و پیشرفته فراهم میکند.
تفاوت اینترنت سیم کارتی 4G و 5G
تفاوت بین 4G و 5G در واقع در نحوه ارتباط بیسیم و خصوصیات فنی آنها است. این تفاوتها شامل سرعت بالاتر، زمان تاخیر کمتر، ظرفیت بیشتر، پایداری بهتر و قابلیت اتصال همزمان بیشتر میشوند. در ادامه به برخی از مهمترین تفاوتها بین 4G و 5G اشاره میکنیم.
- سرعت: یکی از تفاوتهای اساسی بین 4G و 5G، سرعت بالاتر شبکه 5G است. شبکه 5G قادر است سرعت دانلود و آپلود بسیار بالا را فراهم کند که به انتقال دادههای بزرگ، استریمینگ ویدئویی با کیفیت بالا و بازیهای آنلاین بدون وقفه کمک میکند.
- زمان تاخیر: 5G دارای زمان تاخیر کمتری نسبت به 4G است. این به معنای ارائه پاسخ سریعتر در برقراری ارتباط و انتقال دادهها است که برای برنامههایی مانند بازیهای آنلاین، واقعیت مجازی و خودروهای هوشمند بسیار مهم است.
- ظرفیت: شبکه 5G به دلیل استفاده از فرکانسهای با طیف گستردهتر و فناوریهای پیشرفتهتر، ظرفیت بیشتری نسبت به 4G دارد. این به معنای توانایی پشتیبانی از تعداد بیشتری دستگاه همزمان و انتقال دادههای بیشتر در یک منطقه است.
- پایداری: شبکه 5G در مقایسه با 4G، پایداری بهتری در شرایط مختلف فراهم میکند. با استفاده از فناوریهای مانند Beamforming و Massive MIMO، 5G قابلیت پاسخگویی بهتر در محیطهای پرترافیک و محیطهای با سرعت بالا را دارد.
- اتصال همزمان: 5G قابلیت اتصال همزمان بیشتری نسبت به 4G دارد، به این معنی که بیشترین تعداد دستگاه قابل اتصال به 5G در یک منطقه بیشتر از 4G است.
به طور کلی، شبکه 5G نسل جدیدی از فناوری ارتباطات بیسیم است که سرعت بالا، زمان تاخیر کم، ظرفیت بیشتر و امکانات پیشرفتهتری را در اختیار کاربران قرار میدهد. این فناوری از طریق پشتیبانی از اتصالات صنعتی، خودروهای هوشمند، اینترنت اشیا و بسیاری از برنامههای نوآورانه، امکانات بسیاری را در دسترس کاربران قرار میدهد.
جمع بندی
در پروژههای اینترنت اشیا چند عامل از جمله سناریو کاری، بودجه و محل اجرای آن تعیین کنندهی ملزومات سخت افزاری هستند. در این پست از بلاگ دانشجو کیت چهار نسل مختلف از اینترنت سیم کارتی 2g و 3g و 4g و 5g را بررسی کردیم. اطلاعاتی عمومی برای آگاهی مخاطبها از روال کاری هر نسل از اینترنت سیم کارتی و معرفی چند نمونه از ماژولهای سیم کارتی که پهنای باند مورد نظر را ارایه میدهند. در آخر براساس نیازمندیهای پروژه بایستی یکی از انواع ماژول سیم کارتی را انتخاب کرد.