LTE Cat.1与NB-IoT：2G替代的最佳选择及其主流应用场景分析

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前言

LTE Cat.1 eMTC NB-IoT主流应用场景

1. LTE-Cat.1 & NB-IoT

2G 的一个很好的替代方案是 LTE-Cat.1 和 NB-IoT。

NB-IoT模块价格与2G模块基本相同； LTE-Cat1模块价格较贵，但也远低于4G模块的价格。

LTE-Cat1的独特优势是网络覆盖。属于4G网络的低速类别，可以直接使用我国完整的4G网络设施。尽管NB-IoT已经发展多年，但目前的网络覆盖仍然不够理想，这也限制了NB-IoT近年来的广泛应用。

那么，LTE-Cat.1和NB-IoT适合哪些应用场景呢？我们可以根据它们各自的特点来分析。

LTE-Cat.1的带宽为20MHz，上行速率为5Mbps，下行速率为10Mbps。具有良好的移动特性，功耗比NB-IoT大，但比传统2G/3G设备低。因此适合可穿戴设备、ATM机、自助售货机、无人机等场景。这些场景对数据传输速率有一定要求，但不需要达到4G水平。

NB-IoT的带宽为180KHz，上行速率为16.9Kbps，下行速率为26Kbps，功耗非常低。所以不太适合移动环境，但是非常适合智能抄表、智能灯杆、烟雾报警器等低数据速率场景。

2. Cat.1的发展前景

2G、3G、4G、5G、NB-IoT都是不同的通信方式，4G有Cat.1的分支。这些标准中，2G和3G即将退役，5G还没有准备好。预计需要三到五年甚至七到八年的时间才能得到广泛应用。目前比较流行和广泛使用的两种方式是Cat.1和NB-IoT。

在蜂窝物联网连接的代际迁移过程中，原有的2G/3G连接只能通过NB-IoT和4G进行。其中，低频、小包、低移动性、低时延敏感度、高成本敏感度的场景可以通过NB-IoT进行；中等速率、延迟和移动性的某些要求以及对语音和成本承受能力选项的某些支持可通过 Cat.1 提供。

从目前蜂窝物联网的发展趋势来看，Cat.1承担4G物联网连接主要角色的时机已经成熟。 Cat.1 是统一蜂窝物联网的通信方法。

三、Cat.1与4G的区别

Cat.1属于4G系列，可以完全复用现有4G资源。虽然4G模块主要采用Cat.4，下载速率可以达到150m，但大多数物联网场景没有这么高的速率要求。随着4G产业链的发展成熟，Cat.1作为4G的低端版本，只需对现有4G产品进行少量改动，即可快速推向市场并降低成本，满足行业预期。 Cat.1是配置最低版本参数的用户终端级别，允许业界以低成本设计低端4G终端。

当然，“低版本”4G终端Cat.1也在行业中发挥着重要作用。例如，一些手机制造商正在考虑使用Cat.1芯片推出面向老年人的4G智能手机，因为许多老年人机只需要基本的通话和数据。 Cat.1功能支持低成本VoLTE和低速率数据，为手机制造商提供了新的选择。然而，Cat.1 在物联网世界中可能更为重要。

与NB-IoT和2G模块相比，Cat.1在网络覆盖范围、速度和延迟方面具有优势。与传统的Cat.4模块相比，具有低成本、低功耗的优势。同时，Cat.1适合当前的家庭4G网络，非常适合对性价比、时延、覆盖范围和通信速度有要求的应用场景。

4. Cat.1 eMTC NB-IoT关系

Cat.M1级别的终端通道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz，也就是我们常说的eMTC（增强型机器类型通信）；

Cat.NB-1接收带宽只有180kHz，这就是我们的NB-IoT（窄带物联网）。 （LTE M2 类也称为窄带物联网 (NB-IoT)）

Cat.1、Cat.M1 (eMTC) 和 Cat.NB-1 (NB-IoT) 均用于蜂窝物联网。其中NB-IoT速率最慢（200Kbps），eMTC次之（1Mbps），Cat.1最快（上行5Mbps）。

关系排序：

NB-IoT 属于 Cat.NB-1 类别

eMTC属于Cat.M1类别

速率：Cat.1 > eMTC > NB-IoT

总结

物理网络的通信技术是物联网应用解决方案的关键技术。掌握新技术并联合调试相应的芯片模块将有助于业务的发展和迭代。在节省成本的同时，还要避免陷入可能对后续业务可持续发展造成障碍的技术陷阱。

未来可能会开发其他技术，但到 2023 年，Cat.1 的开发恰逢其时。