一、什么是4G模塊

4G是什么?4G是第四代移動通信技術，該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。4G支持 100Mbps的下行網絡帶寬，完全可以勝任大數據、高質量、音頻、視頻、圖像等的傳輸需求。

模塊是什么?模塊又叫嵌入式模塊，集成特定功能的半導體集成電路，模塊屬于半成品，通過在模塊的基礎上功能再開發、封裝外殼等工序，才能形成最終成品。

4G模塊是什么?4G模塊，又叫4G傳輸模塊、4G通信模塊、4G LTE模塊，是指硬件加載到指定頻段，軟件支持標準的LTE協議，軟硬件高度集成模組化的一種產品的統稱。硬件將射頻、基帶集成在一塊PCB小板上，完成無線接收、發射、基帶信號處理功能；軟件支持語音撥號、短信收發、撥號聯網等功能。4G通信模塊把頻率接收器和信號增幅器等部件全都整合在一起，實現了一體化。

4G LTE 是 TD-LTE和FDD-LTE等 LTE網絡制式的統稱，具有通信速度快、網絡頻譜寬、通信靈活等特點。在國內，4G模塊除了支持 FDD LTE/TD-LTE兩種LTE制式，還要向下兼容2G/3G，支持TD-SCDMA、WCDMA、EDGE、GPRS、GSM、CDMA1X、EVDO 等模式。在數據業務下行速率最高可以達到 100Mbps，上行速率最高可以達到 50Mbps，為客戶提供高速互聯網接入與無線數據連接等功能。除了提供高速數據接入以外，還提供語音(PCM)、短信、通訊簿等功能，可以廣泛用于筆記本、平板、觸摸屏通信裝置、智能手機、視頻監控、多媒體手機和車載設備等終端產品以及垂直應用。

常見術語GSM，GPRS，EDGE，UMTS，HSPA和LTE：

在移動通信中，經常出現GSM，GPRS，EDGE，UMTS，HSPA和LTE等術語。這些術語指的是不同的數據傳輸標準，并且對于移動電話用戶而言主要以不同的數據傳輸速率是顯而易見的。

在數字移動電話時代初期，只有GSM網絡作為模擬系統的替代品。據此，GSM也被稱為2G，第二代，逐漸地，開發出新的，更好的和快速的系統。GPRS和EDGE也使用GSM網絡，EDGE的更高速度是技術改進的結果。

第三代是UMTS網絡（3G）。同樣，在3G網絡上，HSPA（H）和HSPA +（H +）的改進是基于的，允許3G網絡中更快的傳輸速率。

最后，提出了第四代LTE（4G），這再次帶來了傳輸速率的顯著提高。

LTE FDD（頻分雙工長期演進技術）：最早提出的LTE制式，目前該技術最成熟，全球應用最廣泛，終端種類最多。峰值速率：下行150Mbps，上行40Mbps。 

LTE TDD（時分雙工長期演進技術）：又稱TD-LTE，是LTE的另一個分支。峰值速率：下行100Mbps，上行50Mbps。由上海貝爾、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通信、中國移動、高通、ST-Ericsson等業者共同開發。

二、4G模塊的類別

按照工作頻段分類：

4G專網模塊：是指工作在特定頻段(1.4GHz或1.8GHz)的4G模塊，主要應用在電力、政務、公共安全、社會管理、應急通信等特定應用。

4G公網模塊：簡單的講是工作在非專網頻段的4G模塊，主要包含兩種:全網通4G模塊和其他頻段4G模塊。全網通4G模塊國內一般是指不考慮海外和專網頻段的三網通，即支持國內三大運營商全部2G/3G/4G頻段的模塊。其他頻段4G模塊一把指只支持幾種特定頻段的模塊。全網通模塊通用性強，但是成本卻高，如果考慮成本或只綁定一家運營商，也可以選擇其他頻段4G模塊。

按照芯片方案分類：

國內常見的方案：中興4G模塊、華為4G模塊、高通4G模塊。

4G模塊五模跟七模區別：

七模的全網通，4G/3G/2G三大運營商的網絡都支持。五模的4G三大運營商都可以用，往下3G/2G只能兼容一個運營商。即：五模全網通4G模塊是支持GSM、TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE的網通通信，七模全網通則是增加了電信2G、3G網絡(CDMA、EVDO)。

如何選擇4G模塊，需要根據項目的實際需求選購。不能在不了解項目需求時，買個普通標準版4G通訊模塊。如果標準版的4G通訊模塊不符合項目需求，那么您將陷入不知如何選購符合要求的4G通訊模塊的問題中。在選擇4G模塊時，可按照硬件和軟件兩方面，分別看是否滿足項目需求。

硬件方面分為外觀和功能：

外觀：從外觀角度講，放在項目中是否匹配主要看尺寸大小和封裝形式。尺寸大小不多說，根據需求選擇即可，那么我們來說說封裝形式。從大分類來看，封裝形式主要分為貼片式和插針式。插針式模塊方便后期更換、兼容性高，但成本高于貼片式模塊。貼片式的封裝更穩定，成本更低，但后期想切換其他模塊的話，就比較麻煩了。

功能：通常使用模塊進行傳輸，有透傳模塊、AT指令模塊、協議模塊等。

（1）AT指令模塊則是指通過傳統的AT指令進行控制模塊收發數據，初次之外再無任務其他功能;

（2）有透傳功能的傳輸模塊，這種模塊可直接當DTU使用，進行雙向透傳;

（3）協議模塊又可根據傳輸的協議分成多種協議模塊，比如MQTT協議模塊是通過MQTT協議連接云端，TCP/IP協議模塊可連接以太網等。

軟件方面分為已有軟件功能和是否支持二次開發軟件功能。這個就非常好理解了，看模塊已有的軟件功能是否符合項目需求，比如是否支持軟件看門狗、是否支持網絡鏈路功能、是否支持套子分發協議以及短信、遠程升級等功能。如果已有軟件功能符合項目需求，則不用考慮是否帶二次開發包。如果需要按照項目進行二次開發，則該選用帶有LUA和SDK腳本二次開發包的4G通訊模塊。

三、4G模塊特點 

4G模塊擁有高速傳輸、性能穩定、通信數據量大、網絡頻譜寬、通信靈活等傳輸特點。

1、兼容性好

4G模塊除了支持FDD LTE/TD-LTE兩種LTE制式，還要向下兼容2G/3G,支持TD-SCDMA/WCDMA/ EDGE/GPRS/GSM/CDMA1X/EVDO等模式。

2、通信數據量大

4G模塊下行速率最高可以達到 100Mbps,上行速率最高可以達到 50Mbps,為客戶提供高速互聯網接入與無線數據連接等功能，適合大數據量傳輸的應用，如:遠程視頻監控。

3、通信速度快

4G模塊較2G/3G模塊有更低的ping值，模塊發送數據包到收到服務器應答的時間更短，適合對響應速度要求高的應用，如:遠程報警。

四、4G模塊的用途 

4G模塊是連接物與物的重要載體，是終端設備接入物聯網的核心部件之一。4G模塊通過高速聯網，將所有終端業務數據及設備運行狀態實時傳輸到業務中心，通過管理監控平臺，實時監測終端設備運行狀態，并可及時排查設備故障；在運營成本、運營規模、服務時效等多方面大大提升了效率。

4G模塊應用領域：

1、自助終端服務：廣告機、自動售貨機、排隊機、車票打印機等；

2、電動汽車充電樁；

3、車聯網：OBD、智能后視鏡、智能車機、行車記錄儀、車內WiFi熱點等；

4、手持POS應用：POS支付；

5、視頻監控。

4G模塊的廣泛應用：

1、自助終端設備需要大數據量網絡傳輸，通過4G模塊高速聯網，將所有終端業務數據及設備運行狀態實時傳輸到業務中心，降低了業務中心運營成本，管理運營規模化。

2、使用4G模塊，實時采集快遞柜業務數據和監控快遞柜安全，24小時不間斷實時穩定傳輸，降低快遞企業運營成本，提高服務效率。

3、針對城市公共自行車分布分散，維修安全等問題，采用4G模塊實現租賃點實時聯網，對自行車樁位狀態和存/取車信息實時傳輸，提升了自行車租賃點規模與時效管理，提高服務質量。

4、以某礦井安全監控為例，礦井監測傳感器設備與DTU連接，同時，4G模塊與聯網設備連接，將采集到的數據實時傳輸到管理監控平臺，從而迅速進行故障排查，保障安全施工，避免操作人員的違規操控。

5、充電樁與4G模塊相連實現聯網，將大量實時數據與實時監控信息快速傳輸到業務中心與用戶，更優化管理充電樁分散狀況，節約人力物力，降低成本。

6、利用4G模塊聯網使公交車完全智能化，讓乘客輕松實現wifi聯網，隨時查詢公交出行到站信息，節約乘客時間，方便出行，更好的提升城市形象。

7、除此之外，4G模塊已經廣泛應用于車載視頻監控、手持執法終端、行業平板電腦、工業路由器等領域，實現M2M領域的高速聯網通訊。

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