什么是LTE CAT1和CATM

什么是LTE CAT1和CATM,第1张

Long Term Evolution Category 1(长期演进技术类别1)即LTE CAT 1 是一种众所周知的LTE标准,广泛应用于全球物联网通信行业。由3GPP(第三代合作伙伴计划)(第8版)在2008年推出以用于物联网,自推出以来一直保持显著增长。LTE Cat 1 因其广泛的覆盖范围和低成本优势而广受欢迎。LTE Cat 1 专为功能繁杂的物联网应用而设计,目前被认可为不可或缺的连接技术。LTE CAT 1 使用技术优越并可全球部署的动态系统,在全球范围内提供最佳的物联网解决方案。换而言之,LTE CAT 1 可以被称为LTE 物联网的特定变体,它使物联网网络更加智能。
LTE CAT 1的特点

• 中速LTE 标准

• 专为物联网和M2M 通信而设计

• 满足足够的上、下行数据速度

• 适用于带宽密集型物联网应用

• 超强的建筑穿透力

• 低延迟(50至100ms)

• 更高的数据传输效率

• 上行(5Mb/s)和下行(10Mb/s)

• 向下兼容3G 和2G

• 优化后的功耗延长电池寿命周期(最多5年)

• 支持低功耗的待机和睡眠模式

• 支持全双工FDD/TDD 和VoLTE(LTE语音服务)

• 室内覆盖

• 语音支持

• 移动支持

• 远程控制设备

• 超低成本

• 使用简捷

LTE CAT 1的应用

LTE CAT 1 应用于多种领域

• 自动化/交通:帮助监测车辆和各种参数、诊断信息、里程、位置、发动机使用情况、车队管理、电动滑板车等

• 安全:视频监控、交通摄像头、传输高质量视频、家庭监控、低端/基于云的摄像头、支持LTE 语音

• 移动医疗警报系统,门诊监测,预测性维护。适用于自动取款机、自动贩卖机、智能电网、资产跟踪、电表、无线支付、智能可穿戴设备。通过蜂窝网络一键通话。

LTE CAT M/LTEM/eMTC

众所周知,2017年3GPP 推出的LTE CAT M/LTEM/eMTC(第13版,这里“M”代表机器)是定义低成本机器类通信协议或简单的LTEM 协议,主要用于增强机器间的通信,这项技术相对较新,正处于发展阶段,专门为机对机通信和物联网设计使用。在实际运用中,为支持更高吞吐量设备的移动性而设计,并提供:

• 低延迟(10-15微秒)

• 上行和下行1Mbps

• 支持VoLTE

• 电池寿命长达10年

它还用于物联网平台设备。

这两种技术都被证明是物联网和M2M 通信的最佳选择。根据使用情况和覆盖率,用户可以自行选择。此外,在计算各种参数时,这两种技术都有各自优势,如Quectelcom收集的数据所示:
CAT 1 和CAT M 基础数据

LTE CAT 1 和CAT M 的对比

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》。

中国电信物联网三大核心NB-IoT、eMTC和平台。
中国电信将物联网业务作为未来业务新增长点,十分重视物联网业务的推进,不但尝试各类连接技术,还在平台方面持续发力。
目前,中国电信物联网业务最重要的是NB-IoT。但中国电信并不是只发展NB-IoT,也在关注eMTC技术。在今年的“天翼展”上,中国电信董事长杨杰表示,下半年将开展eMTC验证测试,计划2018年实现商用部署。可见明年乃至后年,eMTC将成为另一个重点。
加上已经商用的CAT1,中国电信将建成基于4G的全系列物联网。而在物联网发展过程中,物联网平台被中国电信当做实现业务收入增长的重要一环。
中国电信股份有限公司物联网分公司于2014年06月30日成立。法定代表人赵建军,公司经营范围包括:基础通信业务:在全国范围内经营800MHzCDMA第二代数字蜂窝移动通信业务和CDMA2000第三代数字蜂窝移动通信业务等。
物联网开放平台
2017年6月27日,中国电信在上海召开了物联网开放平台发布会。物联网开放平台由连接管理、应用使能和垂直服务三大板块构成。
通信网络
基础通信业务:在全国范围内经营800MHzCDMA第二代数字蜂窝移动通信业务和CDMA2000第三代数字蜂窝移动通信业务等。
2017年中国电信已经完成了NB-IoT网络全国覆盖,并开通全国商用。

LPWAN(低功耗广域网),也称为LPWA)或LPN,是一种用于物联网(例如,以电池为电源的传感器)的类型,这是一种能够以低比特率进行远距离通信的无线网络。LPWAN可以同时满足覆盖和续航的要求。以最小的功耗提供最长的距离覆盖是LPWAN最大的技术优势。
3个LPWAN技术的特点
LPWAN技术是近年来国际上一项物联网接入的革命性技术。远距离、低功耗、低运维是LPWAN技术最大的特点。与现有的WiFi、蓝牙、ZigBee等技术相比,LPWAN真正实现了广阔的发展,并且能够实现物联网的低成本完全覆盖。
1广域覆盖
LPWAN技术使物联网设备之间的通信距离达到3-20公里。低功耗LPWAN技术的运用,让数据可以在智能城市中进行长距离传输。
2低功耗
使用LPWAN的主要优势之一是低功耗。有了LPWAN,当不使用物联网设备时,设备会自动进入休眠模式。并且物联网设备处于休眠模式时耗电非常少,所以这一优势有助于节省电力。低功耗和低使用率又引起连锁反应,使用LPWAN的这些物联网设备的电池寿命预计为5到10年。
3降低成本
LPWAN技术的运用大大降低了物联网设备的相关成本。低功耗的特点让物联网设备可以使用电池成本降低,物联网设备的成本也相应减少。除此之外,设备的维护成本也得到的了大幅降低。此外,通过LPWAN传输数据的网关数量将相应减少,从而进一步降低基础设施成本。
LPWAN在智慧城市上的应用
3种LPWAN的主流技术
LPWAN技术是一种无线通信解决方案,它可以解决许多以前无法解决的需求,但目前的LPWAN市场上已经出现了各种类型的技术。目前市场上主要的LPWAN技术包括NB-IoT、eMTC、LORA。
NB-IoT是物联网领域的一项新兴技术,支持广域网中低功耗设备的蜂窝数据连接。它也称为低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持设备有效连接,待机时间长,对网络连接要求高。据称,NB-IoT设备的电池续航时间可以提高到至少10年。
eMTC作为物联网的一种应用场景。它具有超可靠和低延迟的特点。eMTC主要应用在设备之间的通信需求上。
Lora是一项专有技术, Semtech为其提供芯片。Lora技术改变了以往在传输距离和功耗之间的折衷,为用户提供了一个简单的系统,可以实现远距离、长续航、大容量,进而扩展传感器网络。
目前,与NB-IoT相比,LORA 无线模块 是目前最成熟、最稳定的窄带物联网通信技术。它的免费网络专用网络远远优于运营商持续不断收费的NB网络,而且LoRa不需要终生付费。然而,LORA在物联网通信发展中的应用难度大、长期性强、准入门槛高。运营商将采用NB-IoT和eMTC,而Lora将专注于企业级应用。
3种LPWAN技术应用场景

LPWAN技术能够在智慧城市的建设中起到举足轻重的作用。例如,智能路灯、湿度传感器、智能电表和智能停车场不需要很高的数据速率,但需要非常广泛的覆盖。特别是在停车管理、智能冷链、智能抄表等方面。
LPWAN的应用
LPWAN技术在智能抄表中的应用
在智能抄表解决应用中,水、电、气、热等抄表终端通过LoRaWAN通信模块将数据上传到本地LoRaWAN基站,该模块可以控制一个LoRaWAN基站的数千个终端,然后通过蜂窝骨干网,将数据上传到服务器。
LPWAN技术在智能冷链中的应用
在智能冷链解决方案中,温湿度信息由具有LORA传输模块的各个采集器采集,然后上传到LORA网关,蜂窝网络和互联网上传到云平台,客户可以在后台实时监控状态。
LPWAN技术在智能路灯中的应用
在智能路灯解决方案中,LoRaWAN解决方案的架构类似于抄表。需要通过基站采集各个节点的数据,然后通过后台管理系统上传到云端,实现路灯故障报警、安全监控、紧急呼叫等功能。

近日,3GPP正式向ITU-R(国际电信联盟)提交5G侯选技术标准提案。其中,低功耗广域物联网技术NB-IoT被正式纳入5G候选技术集合,作为5G的组成部分与NR联合提交至ITU-R。据悉,ITU-R对提交的5G标准提案进行复核后,将于2020年正式对外发布。

这将意味着,NB-IoT可在NR in-band部署,支持接入5G核心网;同时,NB-IoT 3GPP标准将持续演进,成为5G mMTC关键组成部分。

对于NB-IoT未来的发展,3GPP曾指出NB-IoT将继续服务于5G LPWA用例(即mMTC,海量机器通信),成为5G技术规范中不可或缺的组成部分。若提案最终复核通过,那么在明年6月份的ITU会议之后,NB-IoT将正式成为5G mMTC的一个可以演进的方向。

7月31日,在“5G物联网产业生态大会”上,华为蜂窝物联网产品线副总裁刁志峰表示,“NB-IoT在协议标准上属于5G,这一块的部署可称为5G NB-IoT;此外,投资NB-IoT,就是投资5G。”

5G技术的应用场景是方方面面的,按照不同的技术特点,可以分为以下几种:

NB-IoT为什么能够成为5G mMTC的标准呢?雷锋网通过其他途径了解到,有观点认为:

2018年,NB-IoT技术经历了高速的发展,用一年时间走完2G六年的路,预计2019年NB-IoT全球连接数将过亿,其模组价格与2G模组持平,价格方面将小于22RMB(甚至低至15RMB)。

就现阶段NB-IoT全球商用网络的部署,雷锋网了解到,其已有79家商用网络运营商入局,而LTE-M为31家。相比eMTC和LoRa,NB-IoT凭借技术和产业优势,在美国已有较好的网络覆盖情况,成为美国四大运营商AT&T、T-Mobile、Sprint和Verizon新的赛道。此外,商用情况较好的NB-IoT应用案例其优势也慢慢凸显出来。

NB-IoT在国内大规模的商用案例,主要有以下几个方面:

在海外,NB-IoT已实现的大规模商用的应用案例则有,例如:摩托车监控(泰国)、羊联网(挪威)、气表(韩国)、智慧门锁(西班牙)、智慧停车(德国)等,未来NB-IoT还将继续发力海外市场。

刁志峰在会上表示,NB-IoT业务场景将从2G/2B向2C端延展,2019年燃气、水表、烟感、电动车防盗将进入干万级规模;而门锁、跟踪类、白电等将进入百万级规模;此外,智慧社区、智慧家庭将成为新的场景化规模应用的市场。

华为既做NB-IoT芯片,也做5G芯片,那么该提案通过后,是否会给华为现有的产品形态带来影响,先前已上线的NB-IoT基站和应用是否面临退网风险?

雷锋网了解到,该提案提交的信息就是华为现在的产品,因此对华为NB-IoT芯片和5G芯片的产品形态没有任何影响。

5G的到来,对NB-IoT的应用也不会有任何影响。NB-IoT属于5G,它可以部署在5G上,也可以部署在4G上,还可以部署在2G上。NB-IoT是一个新的技术,所以原先的NB-IoT基站不存在任何退网的风险。

刁志峰表示,投资NB-IoT,就是投资5G。未来的10年,甚至20年、30年,华为的NB-IoT会保持目前这种部署。2019年,华为NB-IoT的目标是完成一个亿的用户数,现在已经接近6000万。后续,NB-IoT的市场还会有很大的增长空间。

2017年,华为先后推出了NB-IoT芯片Boudica 120和Boudica 150,雷锋网从其他渠道获悉,传闻中华为将于2020年推出的NB-IoT芯片Boudica 200,这个芯片可能会把很多东西都集成进去,例如AP和相应的一些安全机制等,此外,支持3GPP R14和R15的标准也会集成进去。其中很重要的一点是,华为该系列的NB-IoT芯片会持续的向外开放,提供给所有的模组厂家使用。

雷锋网了解到,目前,华为海思整个NB-IoT芯片已经超过了2000万片,预计到2023年或更早一点的时间,将会实现超过10亿的连接。

对于NB-IoT被划到5G,很多行业人士对已上线的设备是否面临退网风险这个问题表示担心。在了解了NB-IoT为什么能成为5G mMTC的标准之后,以及现阶段NB-IoT的网络部署和行业应用情况,以及刁志峰会上的发言后,对此问题大可不必太过担心,因为当前NB-IoT投资将作为5G的一部分被继承下来。

联通物联网有限责任公司总经理陈晓天也曾表示,今年是5G 最热的元年,而前两年是NB-IoT,这对物联网来讲是一个很好的机会。如今大家的关注点都在5G上,而我个人认为,NB-IoT即将进入规模化的商用。

2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》


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