1. حالة السوق العالمية الحالية للجيل الثالث 3G الموجهات الصناعية

في قطاع الاتصالات الصناعية العالمي، كانت تقنية الجيل الثالث 3G في يوم من الأيام حلاً أساسيًا لنقل البيانات اللاسلكية. ومع ذلك، مع الاعتماد السريع لتقنية الجيل الرابع 4G LTE والجيل الخامس، انخفضت الحصة السوقية لأجهزة التوجيه الصناعية من الجيل الثالث 3G بشكل كبير في السنوات الأخيرة. اعتبارًا من يونيو 2025، تُستخدم أجهزة التوجيه الصناعية من الجيل الثالث 3G بشكل أساسي في السيناريوهات التالية:

1. صيانة المعدات القديمة
   لا تزال العديد من الأنظمة الصناعية التي تم نشرها في وقت مبكر (على سبيل المثال، أنظمة المراقبة عن بُعد التي تم تركيبها بين عامي 2010 و2018) تعتمد على شبكات الجيل الثالث. وبسبب التكلفة العالية ودورة الحياة الطويلة لاستبدال المعدات، تحتفظ بعض الشركات بأجهزة التوجيه من الجيل الثالث لإطالة عمر الأجهزة الحالية. على سبيل المثال، لا تزال شبكات الاستشعار في بعض مواقع التعدين الأفريقية تنقل البيانات عبر موجهات الجيل الثالث، وهو ما يمثل حوالي 121 تيرابايت 3 تيرابايت من حالات الاستخدام العالمية هذه (المصدر: تحليلات إنترنت الأشياء 2024).

2. عمليات الانتشار في المناطق المتخلفة
   في المناطق ذات البنية التحتية المتأخرة للشبكات، مثل جنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية، تظل تغطية المحطات القاعدية للجيل الثالث 3G متفوقة على تغطية الجيل الرابع 4G/5G. على سبيل المثال، تتمتع المناطق الريفية في ميانمار بتغطية 651 تيرابايت 3G 3G مقارنة بأقل من 301 تيرابايت 3G للجيل الرابع. تتبنى مشاريع إنترنت الأشياء الزراعية المحلية (مثل مراقبة رطوبة التربة) على نطاق واسع أجهزة التوجيه الصناعية من الجيل الثالث 3G، حيث تبلغ تكلفة شرائها 40% فقط من أجهزة 4G.

3. متطلبات الصناعة ذات النطاق الترددي المنخفض
   تتطلب بعض السيناريوهات الصناعية (على سبيل المثال، قياس الكهرباء والمراقبة الهيدرولوجية) عمليات إرسال بيانات صغيرة منخفضة التردد فقط (أقل من 10 كيلوبايت لكل جلسة). بالنسبة لهذه الاحتياجات، توفر أجهزة التوجيه من الجيل الثالث 3G فعالية مقنعة من حيث التكلفة: يبلغ سعر جهاز التوجيه الصناعي من الجيل الثالث 3G من إحدى الشركات المصنعة الصينية $85، بينما تبلغ تكلفة جهاز 4G Cat-1 المماثل $120، مما يحافظ على جاذبيته للمستخدمين من الشركات.

4. القيود التنظيمية والأمنية
   تفرض بعض البلدان استخدام بروتوكولات محلية للبنية التحتية الحيوية (مثل مراقبة المحطات النووية) لضمان سيادة البيانات. على سبيل المثال، روسيا القانون الوطني لأمن إنترنت الأشياء (منقحة 2022) تتطلب من أجهزة قطاع الطاقة استخدام قنوات مخصصة للجيل الثالث تدعم بروتوكولات SCADA، مما يخلق طلبًا متخصصًا على أجهزة توجيه مخصصة للجيل الثالث.

2. القيود التقنية ودوافع التراجع في السوق لأجهزة التوجيه الصناعية من الجيل الثالث 3G

على الرغم من استمرار استخدامها في قطاعات محددة، تواجه أجهزة توجيه الجيل الثالث 3G تقادمًا متسارعًا بسبب أوجه القصور التقنية:

1. قيود النطاق الترددي
   وتصل سرعات التنزيل النظرية للجيل الثالث 3G إلى 42 ميغابت في الثانية (عمليًا أقل من 5 ميغابت في الثانية)، بينما تجعل تطبيقات الصناعة 4.0 مثل نقل الفيديو عالي الدقة في الوقت الحقيقي (على سبيل المثال، الملاحة بالمركبات ذاتية القيادة التي تتطلب أكثر من 25 ميغابت في الثانية) الجيل الثالث غير ملائم. كشف استطلاع أجرته الجمعية الصناعية الألمانية لعام 2024 أن 72% من الشركات المصنعة تخلت عن الجيل الثالث بسبب احتياجات فحص جودة الفيديو.

2. ضغوط غروب الشمس على الشبكة
   لدى شركات الاتصالات العالمية جداول زمنية واضحة للتخلص التدريجي من الجيل الثالث 3G:
   • AT&T (الولايات المتحدة الأمريكية): إغلاق الجيل الثالث 3G في 2022
   • تشاينا موبايل: إنهاء خدمات الجيل الثالث 3G في 2024
   • الاتحاد الأوروبي يخطط للإغلاق الكامل لشبكة الجيل الثالث 3G بحلول أواخر عام 2026
     قد تؤدي هذه الجداول الزمنية إلى تقطع السبل بأجهزة الجيل الثالث الوظيفية دون دعم الشبكة، مما يجبرها على الانتقال إلى الجيل الرابع/الجيل الخامس.

3. مساوئ كفاءة الطاقة
   تتطلب المعدات الصناعية الحديثة استهلاكًا أقل للطاقة. تُظهر الاختبارات أن أجهزة توجيه الجيل الثالث 3G تستهلك 4.2 واط في ظل التشغيل المستمر مقابل 0.8 واط لوحدات NB-IoT. في أنظمة المراقبة التي تعمل بالطاقة الشمسية، تستلزم أجهزة الجيل الثالث 3G سعات بطارية أكبر 35%، مما يزيد من إجمالي تكاليف الملكية (TCO).

3. الوظائف الأساسية والخصائص التقنية ل جامعة ديترويتs

وحدات نقل البيانات DTUs (وحدات نقل البيانات) متخصصة في الاتصال التسلسلي إلى IP، وتختلف عن الموجهات الصناعية في جوانب رئيسية:

1. بنية الأجهزة
   وعادةً ما تستخدم وحدات التحويل إلى بروتوكول الإنترنت معالجات ARM Cortex-M منخفضة الطاقة (مثل STM32)، مع التركيز على التحويل التسلسلي (RS232/485) إلى بروتوكول الإنترنت، مع تكاليف أجهزة أقل من $25. تتطلب أجهزة التوجيه الصناعية معالجات متعددة النواة (على سبيل المثال، Qualcomm IPQ6000) لوظائف التوجيه وجدار الحماية، بتكلفة تزيد عن $60 للنماذج الأساسية.

2. دعم البروتوكول
   وغالبًا ما تتعامل وحدات التوجيه DTUs مع الإرسال الشفاف TCP/UDP فقط وبروتوكولات خفيفة الوزن مثل MQTT، وهي مناسبة لتدفق البيانات أحادي الاتجاه (المستشعر → السحابة). تدعم الموجهات الصناعية ميزات على مستوى المؤسسات مثل VPN (IPSec/OpenVPN) وتقسيم الشبكات المحلية الافتراضية (VLAN) والتحكم في حركة مرور البيانات QoS.

3. مرونة النشر
   تتبع وحدات الحوسبة الطرفية بنية "منصة مركزية + منصة مركزية" للشبكات ذات النمط النجمي (جميع العقد تتصل مباشرةً بمركز بيانات). تعمل أجهزة التوجيه الصناعية على تمكين الشبكات المتداخلة للاتصال من جهاز إلى جهاز دون خوادم مركزية، مما يناسب سيناريوهات الحوسبة الطرفية بشكل أفضل.

4. مصفوفة القرار: أجهزة التوجيه الصناعية من الجيل الثالث 3G مقابل وحدات التوجيه الرقمي

يعتمد الاختيار بين الاثنين على المتطلبات الخاصة بالسيناريو:

5. مسارات انتقال السوق والتوقعات المستقبلية لأجهزة التوجيه من الجيل الثالث 3G

مع تسارع وتيرة غروب الجيل الثالث 3G، تظهر استراتيجيتان للهجرة:

1. ترقيات الأجهزة القديمة
   • البوابات الهجينة: تتيح أجهزة مثل IR615-H من InHand إمكانية التبديل بين 3G/4G ثنائي الوضع لاستبدال الوحدات تدريجياً.
   • محولات البروتوكول: يقوم جسر إنترنت الأشياء من هواوي بتحويل Modbus RTU من أجهزة توجيه 3G إلى MQTT عبر شبكة الجيل الخامس دون الحاجة إلى تعديلات في الأجهزة.

2. استراتيجيات الأسواق الناشئة
   في المناطق ذات شبكات الجيل الثالث النشطة (على سبيل المثال، أجزاء من الهند)، تعتمد الشركات الصينية "الترقيات التدريجية":
   • السنة 1: أجهزة توجيه 3G مجانية لتأمين العملاء
   • السنة 2: ترقيات وحدات الجيل الرابع 4G بسعر التكلفة - التكلفة - السعر
   • السنة 3: الربح عبر المنصات السحابية القائمة على الاشتراك

توقعات الاتجاهات لثلاث سنوات (2025-2028):

• ستنخفض الحصة السوقية لجهاز توجيه الجيل الثالث 3G من 9.71 تيرابايت إلى أقل من 1.51 تيرابايت
• سوف تهيمن وحدات 4G Cat-1bis و 5G RedCap من الجيل الرابع، بسعر 801 تيرابايت 3 تيرابايت من تكاليف أجهزة الجيل الثالث
• سوف تتطور وحدات الحوسبة الرقمية نحو الحوسبة الطرفية "الذكية" (على سبيل المثال، دعم البرامج النصية بلغة بايثون) لتقليل الاعتماد على السحابة

6. الخاتمة: الخيارات العقلانية في التحول التكنولوجي

خلال عملية الانتقال من الجيل الثالث إلى الجيل الرابع/الجيل الرابع/الجيل الخامس، يجب على الشركات تقييم:

1. عمر الشبكة: التأكد من أن التقنيات المختارة لديها ≥ 5 سنوات من دعم الناقل
2. مرونة البروتوكول: إعطاء الأولوية للأجهزة الاحتياطية متعددة الشبكات للتغطية غير المتكافئة
3. إدارة التكاليف الخفية: النظر في النفقات طويلة الأجل مثل قطع الغيار والتدريب