2020年12月21日 | LTE Cat 1将在5G时代站稳脚跟

5G的到来，让2G和3G逐渐退出网络圈子，物联网行业正在经历一个转型期，它正在向新的网络连接形式迁移。LTE Cat-1的选择范围广泛，虽然有时令人困惑，但由于其性能、成本和普遍性，LTE Cat-1注定会成为不可或缺的主力，也被越来越多的组织采用，为其物联网部署提供动力。Quectel无线解决方案副总经理Delbert Sun解释了为什么LTE Cat-1如此受欢迎。

简单说一下什么是Cat-1？这里的Cat-X的值被用来衡量用户终端设备的无线性能，通俗讲，就是用来划分终端速率（等级）的。

首先，Cat-1不是新的概念，早在2008年的时候已经有了，由3GPP组织（一个规则制定者）制定的一个4G速度标准。

突然红起来的原因是2G、3G将要退网，Cat-1正好填补了退网留下的市场应用空白。

作为更新换代的产品（暂且把它称之为产品吧）Cat-1还是很称职的。相对于2G、3G来说，没有退网的风险；相对于4G来说，功耗低、成本低；相对于大名鼎鼎的NB-Iot来说呢，速度又快，延时小。可谓当红小花旦。

此外，在当前的蜂窝物联网连接分布来看，大致是10%“高速率”，30%“中速率”，60%“低速率”。5G将承担起超大带宽、对时延极其敏感的“高速率”场景；NB-IoT凭借广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特点，将接过2G的班继续满足大规模的、不需要语音的低速率场景；4G LTE是业界公认的将承载主要面向语音、中速率场景的技术。

而LTE连接的物联网中速率场景可采用Cat 1和Cat 4支撑，但像公网对讲、共享经济、金融支付、可穿戴/追踪、智慧能源、工业控制等，这些行业需要一定速率（中低速即可，下行10Mbps以内，上行5Mbps以内）、满足一定高速移动需求、对时延敏感、支持语音、更注重低成本和低功耗，面对这些场景Cat 1的优势更为突显。

那Cat-1在2008年就已经制订了，为什么到现在才火起来呢？

不管是2G、3G、4G还是5G都需要运营商进行基站建设才能发展起来。在当下3G步入暮年，却猛然发现还没有培养接班人，出现了青黄不接的现象，留下的这一大摊子事情面临无人接手的境地，就需要赶紧找一个接班人。但是找接班人也是有条件的，运营商现在正在忙着建造未来的摇钱树—5G的基站，没有钱再投入到这培养2G面向物联网人才，所以接班人还需要发展的很成熟。这个时候Cat-1进入到了运营商的视野中：既可以复用当前成熟的4G基站，同时经过这几年的发展，协议已经定型。

在物联网连接上为什么LTE Cat-1有更多的可选项

越来越多的物联网行业正在寻求一种一体化解决方案，既能提供卓越、可靠和安全的覆盖，又能提供成本优势、最优价格和全球覆盖，使漫游和LTE (VoLTE)语音成为可能。LTE第1类(LTE Cat-1，简称Cat-1)汇集了所有这些属性，这使其成为物联网不可或缺的连接技术。

物联网是一个巨大的市场，有非常广泛的使用案例，这意味着不存在高级的或普遍的连通性。由于各种原因，不同的应用程序可能使用不同的技术。2G技术在发展中国家仍然很有吸引力，因为它无处不在，但在北美并不适合，因为这项技术正在被淘汰。

单一规格并不适合所有应用程序，但许多应用程序有类似的要求，CAT-1属性被证明是受欢迎的。例如，分析公司Berg Insight预测2020年全球模块出货量将超过5500万部。ABI Research预测，发货量也将继续增长，到2023年将超过2.12亿件。

由于Covid-19大流行的影响，这些乐观的预测可能会进行调整，但很明显，CAT-1在未来几年将在连接设备方面发挥至关重要的作用，尤其是在中国和印度等快速增长的市场引领下。

为什么选择CAT-1

CAT-1支持最大下行速率为10Mbps和上行速率为5Mbps的终端。CAT-1还支持全双工帧分双工/时间分双工(FDD/TDD)模式，以及LTE语音(VoLTE)模式。这些属性将它与其他替代品区分开来，例如:

cat 1与NB-IoT

NB-IoT因其提供了更好的室内覆盖，支持物联网的大量低吞吐量网络，具有高灵敏度、超低设备成本、低功耗和优化的网络架构，已被移动网络运营商和原始设计制造商广泛采用。

NB-IoT适用于智能计量、烟雾传感器和其他类似的应用，在这些应用中，CAT-1被认为是多余的。所有这些应用都是静止的或需要基本的低速移动。由于这些原因，NB-IoT通常不被认为是CAT-1的直接竞争对手。

CAT-1 vs CAT M1

CAT M1，也被称为LTE-Machine-to-Machine, low- machine-type communication (MTC)或LTE-enhanced MTC (eMTC)，在第16版3GPP中被定义为5G的原生部分。CAT M1旨在满足基于现有LTE运营商的物联网设备的需求。eMTC支持上行和下行链路的峰值数据速率1Mbps。

CAT-1和CAT-M1在VoLTE上有一定的差异。如前所述，CAT-1可以完全支持VoLTE的高带宽，但由于CAT M1属于窄带宽类别，它不能提供最佳的用户体验。

缺少的关键项目是蜂窝网络准备情况。在LTE中，CAT-1被认为是本地的，而CAT-M1必须由移动网络运营商(MNO)购买作为附加组件。CAT 1不需要对基站进行软件和硬件升级，因此不需要网络覆盖成本。

 CAT-1 vs. CAT-4

这两个网络的主要区别在于，CAT-4侧重于高数据速率市场，而CAT-1则适合于中数据速率市场。CAT-4的最大下载速率为150Mbps，上行速率为50mbps。然而，3GPP的Release 13定义了CAT-1 bis标准，允许CAT-1设备使用单一天线，与CAT-4相比，这可以节省成本。中国和美国的运营商已经在现场测试CAT-1 bis网络，Quectel计划支持CAT-1 bis标准。

CAT-1和Cat-4都使用相同的网络，因此移动网络运营商方面的部署没有额外的成本。由于LTE已经发展多年，网络相对成熟。此外，由于设计和生产低成本CAT-1平台的规模经济和技术进步，这将对CAT-1的出货量产生积极影响。

用例广泛

预计CAT-1将成为全球物联网的最佳解决方案，因为它已经在智能电网、跟踪、无线支付和便携式电池等应用案例中证明了自己的实力，在这些应用领域中已经连接了数百万台CAT-1设备。

此外，在不久的将来还会出现新的使用案例，如基于云的摄像头、蜂窝电话的一键通话、VoLTE和智能可穿戴设备。覆盖范围、成本、普遍性和熟悉度的混合仍然是CAT-1最大吸引力，随着设备数量从数百万增加到数十亿，它很可能会继续被广泛采用。