CAT-1LTE調制解調器最初于2008年定義為，連接需要傳輸有限數(shù)據(jù)量的物聯(lián)網(wǎng)設備的低成本、低功耗替代品。然而，當時的供應商和網(wǎng)絡提供商關注的是更高的吞吐量。實際的設備引進大約在五六年后開始。

2016年，在最初的CAT-1定義8年后，CAT-1bis在3GPP第13版中最終確定。預計新協(xié)議將進一步降低調制解調器的成本，并通過移除第二根天線簡化設備。與4G/LTE、CAT3及以上相比，這些技術更適合物聯(lián)網(wǎng)，后者專為智能手機和其他要求苛刻的設備設計，其高成本和功耗需求遠遠超出了連接的電表、跟蹤設備、醫(yī)療保健設備和其他應用的要求。

幾乎與此同時，在2016年，3GPP凍結并發(fā)布了LTE-M（CAT-M）規(guī)范。設備制造商和芯片組設計師一直在爭論哪個更好。展望未來，LTE-M的未來技術、更好的覆蓋范圍和更低的電力成本，顯然應該使其成為物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩調制解調器的選擇。

CAT-1比LTE-M有幾個關鍵的優(yōu)點。它提供了更高的最大吞吐量，這可能是一些應用所需要的，并在上傳或下載大量數(shù)據(jù)時降低了功耗，以及稍低的延遲。然而，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設備很少需要高吞吐量或容量，因為它們天生就被設計為設計為以低數(shù)據(jù)速率運行。因此，這些優(yōu)勢并沒有為智能城市和公用事業(yè)提供一個令人信服的用例。

CAT-1bis作為替代方案，在網(wǎng)絡覆蓋和成本方面明顯低于LTE-M。雖然它們都使用單一天線，但CAT-1bis的網(wǎng)絡覆蓋率降低了9db，而且仍比LTE-M貴20%-50%。因此，它并沒有提供真正的替代方案。

成為5G框架的一部分很重要

公用事業(yè)設備設計師和智慧城市規(guī)劃者，希望創(chuàng)造出在未來10-15年內共享數(shù)據(jù)的連接設備，LTE-M被納入5G框架。因此，預計其技術將在2040年及以后得到支持。智能電表和其他關鍵基礎設施應用，將繼續(xù)向可預見的5G未來輸送信息。

毫無疑問，所有旗艦智能手機支持5G功能已經(jīng)有兩年了，5G正成為任何新智能手機的標準功能。對于運營商來說，智能手機連接是當今的主要業(yè)務，它推動了許多頻譜管理決策。

由于所有的智能手機和新車都支持5G，世界各地的移動運營商已經(jīng)開始了從LTE到5G的頻譜重組。隨著5G設備的商品化，運營商將面臨財務壓力，需要將頻譜轉移到5G。與LTE-m相比，只支持LTE網(wǎng)絡的CAT-1，到2030年有可能完全不受支持。一旦不再支持，CAT-1設備將無法傳輸數(shù)據(jù)，需要更換。

在過去十年的大部分時間里，我們看到電信運營商和業(yè)內人士提出了他們對5G的愿景。這一愿景正在全球范圍內實現(xiàn)，增強物聯(lián)網(wǎng)，使更多智慧城市更接近現(xiàn)實。諷刺的是，我們可能會看到CAT-1拒絕使用LTE技術。由于LTE缺乏支持的時間只有短短8年，沒有人能保證它的壽命。

僅這一點就足以促使開發(fā)人員轉向LTE-M。然而，LTE-M還有其他有利因素。

測試表明，LTE-M提供了更可靠的覆蓋

在CE模式A中，我們看到LTE-M比CAT-1提高了5dB。CAT-1的雙天線似乎比LTE-M的單天線更有優(yōu)勢。

CAT-1和CAT-1bis在良好條件下每秒傳輸更多位。然而，隨著條件惡化和耦合損耗增加，CAT-1的比特率下降，變得更接近LTE-M。CAT-1bis在大約145dBMCL(最小耦合損耗)時完全斷開，而CAT-1在大約149dB時斷開連接。另一方面，LTE-M能夠保持其連接到154dBCL。

實際上，LTE-M是一種更強大的解決方案，即使CAT-1離線，也能保持連接。

LTE-M在惡劣條件和低覆蓋區(qū)域的擴展覆蓋對于關鍵基礎設施應用尤其重要，因為設備經(jīng)常需要安裝在地下室等具有挑戰(zhàn)性的接收環(huán)境中。系統(tǒng)集成商還必須考慮到，隨著時間的推移，由于植被生長或由于持續(xù)的住房開發(fā)而導致的城市景觀變化，覆蓋率可能會下降。

LTE-M構建成本更低

從總體上看，LTE-M的相關成本顯著低于CAT-1和CAT-1bis。使用LTE-M作為我們的基線，CAT-1bis比原來貴20%-50%，而CAT-1比原來貴80%。LTE-M在設計中使用更少的硬件。它的設計更簡單，部件更少，只有一個天線，不需要昂貴的、針對國家的SAW濾波器，從而實現(xiàn)ONESKU?解決方案。這是規(guī)模經(jīng)濟有助于降低成本和簡化物流的一個例子。

LTE-M的運營成本也低于其競爭對手的技術。LTE-M在節(jié)電方面遠遠優(yōu)于CAT-1和CAT-1bis。其降低的功耗不僅延長了電池壽命，而且由于電池數(shù)量較少，操作成本也較低。

總結

物聯(lián)網(wǎng)實用設備是為長期使用而設計的。因此，LTE-M是正確的技術選擇。不可否認的是，LTE-M沒有CAT-1提供的相同吞吐量。通過5Mbps的上傳和10Mbps的下載，CAT-1可以比LTE-M的1.2Mbps的上傳和下載速度更快地移動數(shù)據(jù)。然而，連接的實用程序通常不需要CAT-1提供的更高吞吐量。它們可以通過LTE-M有效地傳輸數(shù)據(jù)。

這兩種技術也具有相當?shù)木W(wǎng)絡容量，盡管在實踐中，LTE-M只部署6RB，這可能導致網(wǎng)絡容量減少，以滿足當前的需求。這對于連接的公用事業(yè)用例來說已經(jīng)足夠了，并有助于降低運營商的運營費用。LTE-M在覆蓋較差的地區(qū)提供了更好的延遲，考慮到許多公用事業(yè)電表位于網(wǎng)絡覆蓋率較低的農村地區(qū)，這一點很重要。

考慮到LTE-M被納入5G框架，并將至少持續(xù)到2040年，成本更低，并且滿足智能公用事業(yè)的要求，它是公用事業(yè)和智能城市開發(fā)商的明顯選擇。

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