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題記 說起通信技術， 2G、3G、4G、5G這幾種技術歷歷在目。但是，在通信市場中，經常有新技術或者新應用的產生：為了實現更好的低功耗，便有了NB-IoT技術，為了加快上下行速率，又提出了CAT-M技術。現在2G，3G網絡面臨退出通信市場的境地，逐漸淡忘的CAT.1技術又再次被炒熱。 ... 什麼是CAT.1 大家熟悉的3GPP用Cat.X劃分終端速率等級，設計不同的速率等級有不同的上下行速度。暫時國內支持最大的速度等級為Cat.4（移動，聯通和電信都支持Cat.4）。但是伴隨著2G,3G退網進一步實施，NB網絡又無法滿足現在物聯網的數據傳輸速度和移動速度等應用需求，默默無聞的CAT.1網絡就再次呼籲而出。 為了使大家有個直觀印象，做了網絡等級對比說明（上下行速度單位為Mbps）： ... Cat.1在2009年列為物聯網系統的應用標準，而在市場上，對應的模組在2015年出現，是我們熟悉的智能穿戴類產品，但是由於當時技術和價格的限制，導致這些年一直默默無聞，直到2020年再次進入大家的視線。 CAT.1網絡的國內市場布局 2020年3月10日，工信部發布《關於深入推薦移動物聯網全面發展的通知（徵求徵求意見稿）》明確指出，2G、3G用戶應儘快遷移轉網，通過Cat.1配合滿足中等速率物聯需求和語音需求的意見。 另外，由於全球的4G 基站均支持CAT.1網絡，運營商無需額外升級基站的硬體配置，只需對基站的參數進行配置，可以實現Cat.1終端接入網絡。因此三家運營商針對這個蛋糕，出現了三分天下的情形。 中國電信在2016年就表示商用Cat.1之後就顯得默默無聞。隨著NB-IoT技術的發展，中國電信占領了80%的低速物聯網份額。今年電信再次將Cat.1提高到戰略高度，就是希望在中速物聯網市場占據一席之地。 中國移動在2019年下半年推出Cat.1模組ML302，中國移動希望利用自身2G物聯網龐大用戶群和網絡的優勢，助力物聯網客戶快速切換，統治Cat.1的物聯網市場。 中國聯通為了占領Cat.1物聯網市場，顯得力量不足。在2020年3月和紫光展銳合作達成基於Cat.1的eSIM模組領域戰略合作協議，希望利用eSIM技術在Cat.1市場中分一筆羹。 模組廠家的布局 縱觀國內晶片陣營，主要有奧捷科技，紫光展銳和高通三家在玩，不同陣營的有不同的模組廠家參與，筆者做了做了一個統計： ......... 搭載ASR1601的模組廠家有上海移柯L501、上海移遠EC200S、上海域格 CLM920_RC3、CLM920_RC5。 搭載展銳春藤8910DM的模組有中國移動ML302、有方N58、廣和通L610。 搭載高通9x07的模組有上海移遠EG21-G、EC21、EG91、高新興GM190、GM191、ME3610。 至於價格，據筆者了解，現在都在40-50元之間，隨著Cat.1模組的發展和市場化，相信降低到2G模組價格水平也不是不可能。 使用CAT.1技術的關注點 01.功耗 自從出現了NB-IoT模組之後，大家很關注物聯網終端的功耗水平，Cat.1模組的功耗據說是Cat.4模組的一半，但是在實際網絡中是否如此，還需要經過市場的考驗和晶片廠家的優化。 02.價格 現在Cat.4的模組價格一般都在80-120元之間，筆者了解到Cat.1的大概在40-50元之間。相信也會和NB-IoT模組一樣，隨著市場的開拓，運營商的大力宣導和用戶群體的擴大，降低到20元左右也並非不可能。只有性價比達到一定的程度，行業上下游都有油水可吃，Cat.1的市場才會越來越大。 03.網絡覆蓋 大家對於Cat.4的網絡已經很熟悉，在國內只要有4G網絡肯定有Cat.4的網絡。據筆者和各家運營商的地區負責人溝通，只要有Cat.4的網絡，一定有Cat.1的網絡，除非是國家限制或者當地人為的不開啟Cat.1網絡。不過隨著Cat.1的國家管控，一定也會全國覆蓋。 04.數據通信 Cat.1網絡支持下行速率最大為10Mbps，上行最大速率為5Mbps，對於通用的物聯網需求，這樣的速度已經綽綽有餘。但是對於傳輸音視頻的物聯網設備，還建議使用Cat.4的模組。 終端客戶需要注意什麼 筆者作為一位從事物聯網開發的一線人員，對於每一種物聯網技術的出現有著深刻的認識。那麼，從終端客戶的角度看，我提出以下幾點建議，希望對產品經理和研發人員有借鑑意義： 01.要重視自己產品的定位 這個最為重要，決定了你是否可以使用Cat.1模組。如果你產品是針對低速或者靜止的，或者移動速度不高的物聯網環境，那麼現在的NB-IoT模組可以滿足你的需求。據筆者了解到，現在的NB-IoT模組在60Km/h的移動速度，上海移遠的BC26/BC25可以勝任。如果物聯網產品定義為大數據量，則可以考慮Cat-M的模組。如果針對大數據量的傳輸，比如音視頻流的傳輸，則用Cat.4模組。如果都不是以上的情況，那麼Cat.1模組是你的最佳選擇。 02.要考慮功耗和供電方式 這個功耗問題決定了物聯網終端設備在市場競爭中是否有一席之地。如果終端使用非電池供電，那麼，只要整個終端設計在合理的範圍內即可。但是如果使用電池供電，那麼情況就需要斟酌再三。聽過Cat.1晶片廠家的宣講會和運營商的宣講會，針對Cat.1的功耗都宣稱是Cat.4的一半（在理想環境下），但是筆者仔細查閱了市場上Cat.1模組的規格書，發現其標註的典型功耗和Cat.4差不多，都在600mA之內。這是不是忽悠大家入局，也需要市場的檢測。 03.注重運營商的選擇 由於移動的2G物聯網有著雄厚的客戶群體，讓這些用戶群體切換到Cat.1上並且快速量產是他們的工作重點，據筆者了解，由於移動提供了從網絡到模組到服務的一條龍服務，有很多客戶已經上了移動的大船，口碑在業界也很讚美。電信由於分到了一些頻譜資源，也在大力推動其在Cat.1市場的占有量，要奪取中速的物聯網市場。聯通則顯得雷聲大雨點小，除了一直吹噓自己的eSIM技術，好像沒有一個明確的態度。 04.重視產品的射頻性能 針對物聯網產品，射頻性能顯得尤為重要。第一代Cat.1模組由於需要雙天線才能實現數據的收發，再者只有高通晶片才能實現這個功能，從價格和設計中都導致其應用範圍收到限制。現在出現的奧捷科技和ASR都供應Cat.1模組，並且是單天線，價格比Cat.4的模組也有很大幅度的降低。雖然如此，還需要重視產品的射頻性能，在設計之處要規劃好天線的走向和安放位置，需要重視整機的發射功率和接收靈敏度達到3GPP的標準，這樣才能保證產品在複雜的工作環境中有較好的射頻性能。 05.確定產品的工作方式 這部分其實也算是功耗的進一步優化，如果終端產品上下行的數據交互不頻繁或者說是間隔幾個小時上報一次，那麼可以採用斷電關機的方式。如果終端為主動上報，之後接收下行數據，或者有不定時的下行數據，那麼，需要採用低功耗設計，也就是不需要工作時，開啟模組的慢時鐘模式（休眠模式，據筆者調研，所有的Cat.1模組都有這個功能），這樣一方面降低整機功耗，另一方面，在下行數據到來時，也能及時喚醒系統。但是這裡有一個小坑：運營商會很大機率將超過一段時間不工作的IP收回導致設備通信異常。筆者建議15分鐘做一次心跳保活。 ... 總之，由於CAT.1網絡有著比NB-IoT、2G有著更好網絡覆蓋、更快的速度、更低的延時，官方宣稱Cat.1模組比Cat.4模組更低的成本、更低的功耗，希望這次的Cat.1復燃現象不再是一個稍縱即逝的流星，真的能為物聯網市場的蓬勃發展貢獻自己的力量。
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