计划在全球实施IoT或需要升级现有2G和3G蜂窝网络的公司有多种LTEIoT标准可供选择选择。首先，有两个新的LTE标准：NBIoT代表窄带物联网；Cat-M1，也称为LTE-M，专为物联网而设计。作为推动下一代蜂窝物联网部署的技术，它们引起了广泛关注。运营商已经开始部署这两种标准。然后是您可能没有听说过的第三种选择，但它最适合当今的全球物联网部署：称为类别1(Cat-1)的LTE标准。请继续阅读，我们会解释这三个标准的基础知识，检查它们的优势和局限性，然后详细说明您应该考虑Cat-1的原因。什么是窄带物联网？NB-IoT是由第三代合作伙伴计划(3GPP)开发的标准，作为LTE蜂窝通信标准第13版的一部分。它是一种低功耗广域网(LPWAN)技术，在许可频谱上运行，专为具有低带宽要求的物联网设备而设计。它价格低廉，提供更好的室内覆盖，并且比其他现有蜂窝标准消耗更少的功率，从而延长电池寿命。NB-IoT在半双工模式下的上行速度为66kbps，下载速度为26kbps，这意味着数据一次只能在一个方向上流动。它还具有1.6到10秒的延迟。NB-IoT在非常窄的带宽(180kHz)中运行，可以部署在LTE网络的保护带部分，即频谱未使用部分的通道之间。因此，它最适合需要延迟很小的间歇性小数据传输的简单物联网设备。蜂窝技术提供远程支持和强大的信号穿透力，使其适合远距离和室内或地下使用。但它无法处理基站切换，因此只能用于固定物联网应用。NB-IoT的用例包括智能气表、水表和电表，智能路灯和停车传感器等智能城市应用，以及其他不发送频繁或大量数据的遥感应用。其中包括HVAC控制、工业监控器和用于监控灌溉系统和检测泄漏的农业传感器。什么是Cat-M1？Cat-M1，也称为LTE-M，也是3GPP开发的低成本LPWAN技术，是LTE标准第13版的一部分。它是NB-IoT的补充技术，速度更快，上传和下载速度为1Mbps，延迟更低，为10到15毫秒。Cat-M1提供的带宽足够快，足以取代许多当前的2G和3G物联网应用。它在其他方面与NB-IoT不同：Cat-M1支持蜂窝塔切换，因此可用于资产跟踪和车队管理等移动应用。它还支持物联网应用中的语音功能，例如医疗警报设备和家庭警报系统，在这些应用中，说话能力很重要。使用1.4MHz的带宽，该标准还具有足够的吞吐量来将固件、软件和其他安全更新传输到IoT设备（包括完整的Linux操作系统），这是NB-IoT无法做到的。此外，Cat-M1同时支持全双工和半双工，这意味着公司可以通过选择半双工来降低功耗并延长电池寿命。Cat-M1的良好用例包括可穿戴设备，例如健身腕带、智能手表和自动取款机(ATM)，以及资产跟踪、健康监测器和警报器。它还与NB-IoT有一些交叉，可以与智能电表和工业监视器一起工作。什么是Cat-1？Cat-1专为需要中低带宽的物联网设备而设计。它是3GPP标准第8版的一部分，因此它是一种较旧但仍然是最新的技术。Cat-1（被全球运营商广泛采用）提供5Mbps的上传速度、10Mbps的下载速度和50到100毫秒的延迟。在全双工模式下，它使用高达20MHz的带宽并支持塔交换。Cat-1可以管理NB-IoT和Cat-M1支持的低功耗应用，但它也可以支持更高的带宽需求，因为它比它的两个兄弟姐妹提供更好的性能和更低的延迟。另一方面，与NB-IoT和Cat-M1相比，Cat-1消耗更多功率并且信号范围略短。Cat-1还支持语音和移动物联网应用，也为资产跟踪、智能电表和其他远程传感器等2G和3G应用提供了良好的迁移路径。其他好的用例包括可穿戴设备、销售点终端、ATM、零售亭、视频监控、联网医疗保健、消费电子产品和一些车辆远程信息处理数据。它还支持自行车和踏板车租赁等共享移动应用，以及数字标牌和自主无人机送货等复杂的物联网设备。然而，Cat-1的速度不足以满足未来自动驾驶汽车的需求。为了满足更高的带宽需求，Cat-4LTE标准实现了50Mbps的上传速度和150Mbps的下载速度，可以更好地处理视频监控和其他实时视频应用以及车载热点和车载信息娱乐系统。未来的5G蜂窝网络将提供高速、低延迟的通信，以支持自动驾驶汽车、医疗保健中的远程手术以及其他未来的高带宽应用。NB-IoT和Cat-M1(LTE-M)的现状和当前限制研究人员预计，随着越来越多的运营商在未来几年实施这两种技术，运行在NB-IoT和LTE-M上的移动设备将得到稳步采用。Cat-M1网络上的物联网设备。根据《爱立信移动性报告》，2019年11月，NB-IoT和Cat-M1预计到2025年底将占所有蜂窝物联网连接的52%。同样，在另一项研究中，分析公司ABIResearch预测NB-IoT和到2026年，Cat-M1将占36亿LPWAN连接的60%。尽管NB-IoT和Cat-M1提供了许多好处，但两种技术目前都存在一些局限性，因为它们仍然是新兴技术，并且在全球范围内的覆盖范围仍然有限规模。全球覆盖和漫游能力。北美、欧洲和亚洲的运营商已经开始采用这两种技术，但由于NB-IoT和Cat-M1是互补技术，一些运营商选择同时支持这两种技术。事实上，根据爱立信移动报告，截至2019年11月，在部署了NB-IoT或Cat-M1的114家服务提供商中，近25%的提供商同时实施了这两种服务。然而，尽管运营商在采用NB-IoT和Cat-M1方面取得了进展，但它们尚未在全球范围内广泛部署。这限制了漫游能力。如果您的公司有特定的物联网用例需要在Cat-M1网络上进行运营商间漫游，则可能无法实现，因为采用仍然有限。真的很低功耗吗？事实上，与Cat-1、2G和3G网络等以前的蜂窝技术相比，NB-IoT和Cat-M1的功耗更低。新标准还包括一些其他节能功能，可以进一步降低功耗并延长物联网设备的电池寿命。然而，这些备受推崇的功能可能无法兑现承诺，因为运营商可能不会完全支持它们。更具体地说，NB-IoT和Cat-M1设备可以通过两个功能实现长时间休眠：省电模式(PSM)和扩展不连续接收(eDRX)。借助PSM，使用NB-IoT和Cat-M1的物联网设备可以无限期休眠，然后在预定时间唤醒以发送和接收数据。使用eDRX，IoT设备可以将寻呼周期从正常的1.28秒间隔增加到10.24秒。eDRX技术使物联网设备能够休眠预定数量的超帧或10.24秒的倍数，因此NB-IoT设备最多可以休眠三个小时，而Cat-M1设备最多可以休眠40分钟。然而，由于eDRX和PSM的使用并不完全由物联网设备决定，因此eDRX和PSM的节能存在潜在的限制。这实际上取决于每个特定的运营商以及每个运营商是否支持所有可用的低功耗模式。运营商可能只实施部分低功耗模式，这意味着物联网设备可能无法充分利用eDRX和PSM。为什么Cat-1是当今的最佳选择当今需要在全球部署物联网的公司应该考虑Cat-1，因为两种新的替代方案，Cat-M1和NB-IoT，在大多数市场上还没有准备好。相比之下，Cat-1现已上市，并得到全球运营商的广泛支持。它的低成本使其在物联网部署中广受欢迎，其成本与当前的Cat-M1和NB-IoT模块大致相同。虽然它确实比Cat-M1和NB-IoT消耗更多的功率，但它确实使用更少的功率并支持更长的距离。省电很重要。但我们可以这样看：2G和3G并不是低功耗技术。随着2G和3G网络的关闭，需要升级其物联网部署的公司会发现Cat-1比旧的2G和3G网络更节能。毫无疑问，Cat-M1和NB-IoT是未来。事实上，3GPP计划开发NB-IoT和Cat-M1，并将它们合并到5G标准中。但Cat-1和LTE通常不会很快消失。运营商仍处于构建5G网络的早期阶段，因此LTE网络至少在几年内仍将是事实上的标准。即使在那之后，LTE网络和Cat-1仍将存在，并且在一段时间内不会被淘汰。简而言之，当今需要在全球部署物联网或从2G和3G网络升级的公司不能等待Cat-M1和NB-IoT作为一项技术在全球范围内扩展和成熟。Cat-1是一种可行、强大的解决方案，可为您当前和未来几年的当前IoT需求提供最广泛和最全面的覆盖。
