选择IoT LTE标准:Cat 1和Cat 1bis Vs. NB-IoT和LTE- m

图示：© IoT For All --> 在设计蜂窝物联网产品时，您必须从一开始便规划好连接性。很快，您将面临一个艰难的选择：选择哪种LTE标准？您应选择哪种4G LTE（或5G NR）标准？这个问题的答案将决定您的连接技术路径，包括使用哪些芯片组和模块，以及与哪些移动网络运营商合作。 “在设计蜂窝物联网产品时，您必须从一开始便规划好连接性。很快，您将面临一个艰难的选择：您应选择哪种4G LTE（或5G NR）标准？”——Sequans Communications 点击推文 如果您设计的是大规模物联网部署（从智能水电表到消费类可穿戴设备，再到工业自动驾驶汽车），那么LTE蜂窝网络为您提供了四个选择。（随着2030年的临近，4G LTE网络逐渐被5G新空口（NR）取代，这些选择可能会发生变化……但我们将在另一篇文章中讨论这一转变及其对设备制造商的影响。）目前，继续阅读，获取哪些LTE标准对您的产品最有价值，以及每种标准的典型应用场景。 今天的物联网连接生态系统中提供了以下四种LTE标准，每种标准适用于不同类型的应用场景。以下是目前的选择，以及每种标准的一些常见应用场景： 1. LTE Cat 1 长期演进（LTE）网络对在蜂窝网络上传输的数据规定了大小限制。2008年，标准化机构3GPP发布了Release 8，定义了用户设备（UE）的五类规范。 第一类——LTE Cat 1——定义了最大上行速率为每秒5兆字节（5 Mbps UL）和下行速率为每秒10 Mbps（10 Mbps DL）。这使得LTE Cat 1成为首个专为物联网设计的标准，通常物联网所需的速率远低于手机观看Netflix视频所需的速率。 你可能会觉得2008年首次出现的标准已经过时。事实恰恰相反：由于LTE Cat 1是一项成熟的技术，它几乎在任何地方都可用，并且提供足够的数据吞吐量以支持各种应用场景。在本文后续的NB-IoT和Cat-M部分中，我们将讨论并非所有标准都具备这种优势。 2. LTE Cat 1bis 一个LTE Cat 1模块通常使用两个天线。对于希望节省空间或降低成本的设备制造商来说，一个天线可能更为合适。于是，LTE Cat 1bis应运而生，它本质上是基于单天线硬件的LTE Cat 1标准（5 Mbps UL和10 Mbps DL）。Cat 1bis模块相比其双天线的“表亲”可能会略微减少一些覆盖范围，但这种差异很少影响用户体验。 当Sequans（Calliope芯片组的制造商，首个为Cat 1优化的LTE平台）进行实地测试时，他们发现单天线模块相比双天线模块仅损失了几分贝的覆盖范围，而平台的先进信号处理技术可以弥补这种损失。 此外，蜂窝网络通常以上传为主限制，因此无论是使用一个还是两个天线，用户几乎感觉不到差异。这一点已经通过数百万用户在实际部署中的使用得到了验证。这也说明了优化后的Cat 1bis平台在提供几乎等效于Cat 1性能的同时，还能带来成本上的优势。最后，需要强调的是，任何Cat 1网络都可以启用Cat 1bis设备，无需进行任何网络更改或升级。所有这些因素使得LTE Cat 1bis成为具有中等数据需求的小型设备（包括语音或视频数据）的理想选择。 LTE Cat 1和LTE Cat 1bis的常见物联网应用场景 由于它们使用本质上相同的基准规格，LTE Cat 1和Cat 1bis适用于相同类型的应用。区别在于是否单天线设计更适合您的产品，因为节省了空间或成本。（每个项目的具体优势可能不同，因此选择具有专业知识、能够帮助您找到理想技术的芯片/模块供应商会很有帮助。） 此外，使用新一代专用的Cat 1bis模块，还可以享受到最优化的射频和功耗性能，以及诸如集成GNSS或集成eSIM等附加功能。这些标准提供接近全球范围的覆盖，同时数据上限高于NB-IoT或LTE-M。这使得它们特别适用于具有不同数据吞吐需求和/或多国部署的设备。 LTE Cat 1的典型应用包括： 物联网零售终端 车载热点 游戏设备 智能电网产品 家庭安防系统 可穿戴摄像机 销售终端 健康监测器 智能手表 然而，对于数据需求更低的情况，3GPP确实提供了两种专为大规模物联网项目设计的LTE标准：NB-IoT和LTE-M。 3. NB-IoT 到2015年，物联网行业开始寻找成本更低的芯片组和模块。许多物联网系统根本不需要接近5 Mbps UL或10 Mbps DL的数据速率。这种需求促使3GPP Release 13中定义了两种用于LPWAN的物联网标准。 窄带物联网（NB-IoT）标准专为低数据需求的物联网设备设计。在3GPP Release 14中，其数据速率限制在每秒约160千字节（kbps）。如果您不需要传输大量数据，NB-IoT的低数据速率可以帮助您在成本、功耗和网络容量方面优化物联网产品——前提是您的市场有NB-IoT覆盖。 NB-IoT和LTE-M都需要对蜂窝网络进行升级，这导致全球部署并不一致。在中国、印度和欧洲部分地区，NB-IoT已广泛可用。 NB-IoT的常见物联网应用场景 由于NB-IoT在所有四种LTE标准中数据上限最低，应用场景通常局限于传输极小数据包的传感器。这些通常包括： 智能烟雾探测器 停车控制系统 农业监测产品 智能建筑应用（例如暖通空调和照明控制） 污染监测系统 工业物联网传感器 计量应用的一部分（尤其是燃气和水） 4. LTE-M LTE-M标准在数据上限方面介于NB-IoT和Cat 1之间；它允许最多1.1 Mbps的数据流量。除此之外，它与NB-IoT非常相似：专为大规模物联网系统优化成本、功耗和网络容量。然而，一些地区更新了其蜂窝基础设施以支持NB-IoT，而不是LTE-M，因此该标准并非在所有地方都可用。在北美、日本和部分欧洲地区，LTE-M已被广泛部署，但在中国和印度完全不可用。 如前所述，Cat 1几乎在世界各地的所有蜂窝网络上都可用。如果您面向全球市场——而且您不希望管理同一产品在不同地区的多个SKU带来的库存头痛问题——那么Cat 1可能是您的最佳选择。 5. 如何选择LTE标准：五个关键问题 如果您觉得这一切令人困惑，那是因为它确实如此！我们可以提供最有用的建议是，从能提供专家咨询服务的供应商那里采购芯片组和模块。芯片组制造商是蜂窝连接技术的专家；与他们合作，可以为您的大规模物联网产品做出最佳选择。 连接性、蜂窝网络、物联网