2016年6月，全球標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在短時(shí)間里同時(shí)制定了兩個(gè)新的蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IOT)。與性能指標(biāo)一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，Cat-M1和Cat-NB1選擇一路向下，主要原因是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的要求，去掉不必要的高數(shù)據(jù)率、高移動性、超強(qiáng)傳輸能力特性，降低系統(tǒng)復(fù)雜度與成本，提高系統(tǒng)續(xù)航時(shí)間，實(shí)現(xiàn)4G調(diào)制解調(diào)器的海量部署、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和超長生命周期。
Cat-M1與Cat-NB1相互補(bǔ)充
化繁為簡，降低成本與復(fù)雜度
降低復(fù)雜度與成本的第一步就是要放棄速率和帶寬?？紤]到絕大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸速率只需要1Mbps或者幾百/幾十kbps，所以Cat-M1的上行下行速率只有1Mbps，帶寬頻率1.4MHz;Cat-NB1上行和下行速率更是只有60kbps和20kbps，帶寬200KHz，使得運(yùn)營商可以非常靈活地將其部署進(jìn)LTE頻段里。在部署的模式上，Cat-M1在FDD或者TDD網(wǎng)絡(luò)中都可以部署，Cat-NB1到現(xiàn)在為止只能部署在FDD中，今后隨著標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的演進(jìn)可能會有所變化。
支持半雙工模式是降低系統(tǒng)成本和芯片復(fù)雜度的另一妙招。高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊解釋說，LTE采用全雙工模式，上行下行同時(shí)收發(fā)。但Cat-M1和Cat-NB1都可以支持半雙工，先下行或者上行，不會并行收發(fā)。這樣做的好處在于，支持半雙工一是不需要復(fù)雜的濾波器和高成本的功率放大器;二是降低了發(fā)射功率，相比LTE 23dBm/200毫瓦的功率，Cat-M1、Cat-NB1都只有20dBm/ 100毫瓦，減少了一半。
考慮到兩種技術(shù)各自覆蓋不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，所以Cat-M1保留了相當(dāng)一部分移動性和VoLTE語音功能，可用于樓宇安防、穿戴設(shè)備、資產(chǎn)追蹤等應(yīng)用;Cat-NB1則是完全不具備移動性和語音。但兩者穿透性和部署密度相比LTE有了顯著提高，比如Cat-M1比傳統(tǒng)的LTE Cat.4的鏈路預(yù)算(link budget)提高了約15個(gè)dB，針對表計(jì)等應(yīng)用設(shè)計(jì)的Cat-NB1還要更高。
此外，和LTE相比，Cat-M1、Cat-NB1的續(xù)航時(shí)間更長，可支持至少10年左右的工作時(shí)間。由此帶來的另一個(gè)需求是強(qiáng)大的軟件升級能力，目前來看，Cat-M1的速率是兆級，可以用幾分鐘或者半個(gè)小時(shí)的時(shí)間升級固件，所以Cat-M1在升級維護(hù)上有明顯的優(yōu)勢。但Cat-NB1沒有這個(gè)能力，從安裝起到10年之后還是老樣子。
擴(kuò)展LTE以連接物聯(lián)網(wǎng)
蜂窩和非蜂窩通訊技術(shù)怎么選?
“蜂窩通訊技術(shù)將是未來物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)里絕對的主流方向。”沈磊表示，蜂窩通訊技術(shù)是授權(quán)頻譜，在連接性、安全、質(zhì)量方面都有充分的保證，而且從2G、3G、4G一路發(fā)展下來，其覆蓋已經(jīng)是無處不在，完全不需要重新部署。更重要的一點(diǎn)是，蜂窩通訊行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)非常完善，從標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)發(fā)展和驗(yàn)證，到產(chǎn)品研發(fā)和上市，再到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，包括芯片、終端、基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)營商在內(nèi)的眾多從業(yè)者30年來不斷的積累，已經(jīng)讓蜂窩技術(shù)成為最為可靠、完善和可用的技術(shù)。
他認(rèn)為使用非授權(quán)頻譜的Sigfox和LoRa是一個(gè)相對小眾的市場，大多數(shù)應(yīng)用場景集中在工廠或碼頭這類私有且小范圍的環(huán)境中，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的部署程度與基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)相比完全不在一個(gè)數(shù)量級。并且這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)比較新，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的芯片、模塊、應(yīng)用服務(wù)都還處于培育階段，不能與主流的蜂窩技術(shù)相抗衡。
目前Cat-M1和Cat-NB1都有很多部署，后者進(jìn)度更快一些。主要原因在于Cat-NB1標(biāo)準(zhǔn)相對更為簡單，能做Cat-NB1的芯片廠商比較多，而且首批探索物聯(lián)網(wǎng)部署的運(yùn)營商也看到Cat-NB1的部署密度可以更高，續(xù)航時(shí)間可以更長，對于表計(jì)、路燈等應(yīng)用情景來說，Cat-NB1似乎天生就是比較好的技術(shù)。但事實(shí)上，到了真正開始部署，需要和上層應(yīng)用服務(wù)對接的時(shí)候，運(yùn)營商就會發(fā)現(xiàn)Cat-NB1其實(shí)只能覆蓋一部分使用情景，很多商業(yè)模式，比如移動性、語音、數(shù)據(jù)率、遠(yuǎn)程更新軟件的能力，Cat-NB1是沒有的，所以他們開始逐漸傾向于接受物聯(lián)網(wǎng)雙模的概念。