Cat.1火爆，“60%-30%-10%”的蜂窝物联网格局会被打破么？

物联网智库 原创

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导  读

随着Cat．1技术性能的不断提升,其落地的场景势必也将越来越丰富,这或许也意味着,“60%-30%-10%”的蜂窝物联网格局也并非不可能发生改变。

根据Counterpoint最新数据,2020年全年蜂窝物联网模组总出货量达到了约2．65亿片,在一众产品之中,属Cat．1的增长最为耀眼。

Cat．1在2020年的火热有目共睹,目前来看,这种趋势仍在2021年得到了延续,甚至愈演愈烈。在政策持续升温,芯片、模组厂商不断推进的当下,Cat．1的落地正在有条不紊的进行中。那么,随着Cat．1逐步走向千行百业,这些新的落地应用又对技术的迭代提出了哪些需求?在经历一轮“爆火”后,Cat．1火爆的后劲又究竟能有多猛?

以史为鉴:从Cat．1发展史看未来趋势

早在2009年3月,3GPP发布Release8版本、正式提出LTE的时候,就同步推出了LTE Cat．1、Cat．2、Cat．3、Cat．4、Cat．5一共5个终端类别。彼时,3GPP认为:LTE只给手机用是不够的,物联网市场一定是未来的大势。于是,3GPP定义终端等级Cat．1的上行峰值速率仅有5Mbit/s,专供物联网行业。

然而,在LTE发展初期,Cat．1并没有被业界所关注。2015年4月,第一代智能手表产品正式发售,开启可穿戴品类大幕。随着可穿戴设备的逐渐普及,Cat．1才逐渐受到业界重视。

事实上,早期的可穿戴设备主要与智能手机深度协同,并不具备独立的蜂窝通信功能,甚至不能算作独立品类。究其原因,接收天线成为阻碍发展的关键。传统4G蜂窝终端必选双接收天线,对智能手表这一体积敏感型设备而言可谓是不能承受之重,即使强行放入,分集接收效果也会大打折扣。

为了解决这一难题,3GPP在R12、R13中多次针对物联网相关应用进行优化,陆续增加Cat．0、Cat．M1、Cat．NB-1的终端能力等级。然而,这些技术的最高接收带宽仅1Mbps,也无法为可穿戴场景提供良好的用户体验。

针对于此,从2016年6月到2017年3月,经过长期讨论,3GPP RAN#73～#75标准全会对单天线终端能力新等级做了讨论与定义。最终,2017年3月,3GPP Release 13 LTE Cat．1 bis核心部分正式冻结,其将初代LTE Cat．1作为技术锚点,会同后续配套的标准性能部分和一致性认证部分,通过极低的标准修订成本,定义出了符合中速人联/物联应用场景且具备完善后向兼容能力的终端能力等级——Cat．1 bis。

然而,在蜂窝版可穿戴设备全面兴起的2017年到2019年间,Cat．1 bis技术设想并没有产生实质产业效益,可谓诞生即沉寂。在其背后,R13 Cat．1 bis缺乏能够充分承载其技术设想的终端芯片平台成为了阻碍产业发展的“绊脚石”。

直到2019年11月16日,紫光展锐重磅发布新一代物联网芯片平台——展锐8910DM,这是全球首颗LTE Cat．1 bis物联网芯片平台,可广泛应用于万物互联的多个领域。自此之后,Cat．1真正迎来快速发展阶段,并于去年引发行业高潮。

倘若仔细分析Cat．1从沉寂到爆发的发展历程,不难发现,从Cat．1到Cat．1 bis的发展是在场景确定的基础上进行技术的深度迭代,为场景化服务提供底层技术支撑;从展锐8910DM到产业的彻底爆发则是弥补了Cat．1 bis的技术生态缺失,从而使其真正登上更广阔的市场舞台。

毫无疑问,Cat．1的前景仍然广阔。但是,在市场热浪袭来的当下,以史为鉴,Cat．1未来仍需以场景为依托,与落地场景进行深度融合,对技术本身精益求精,真正做到契合市场需求,这就不可避免地需要延展一些新特性。

夯实底座:Cat．1需要拓展新特性

众所周知,在“60%-30%-10%”的蜂窝物联网结构中,Cat．1主要承载的是30%的中低速物联网连接领域,在产品生态、成本投入方面都极具优势。但是,Cat．1也并非全无缺点。对于物联网设备而言,其使用周期一般为数年甚至十年不等。然而,当前的Cat．1模组待机功耗可达几毫安,无法满足电池长期待机的需要。

因此,中国联通物联网去年底联合中国联通研究院、紫光展锐和华为在江苏、上海2省市基于联通雁飞Cat．1模组,率先完成全球首例Cat．1 bis PSM低功耗特性现网测试,成为全球首个完成Cat．1 bis PSM现网测试的运营商。

通过现网测试,采用紫光展锐8910DM芯片平台的联通雁飞Cat1模组在现网环境下驻网、上下行数据业务、PSM T3324&T3412定时器等功能正常,测试效果达到预期,深度休眠下联通雁飞Cat1模组平均待机功耗低至2．7μA,该功耗值与NB-IoTPSM待机功耗基本一致,待机时长可达5-8年。

当然,除低功耗特性外,Cat．1也需要在低成本、广覆盖、高速率等方面实现更全面技术跃升。对此,在4月20号举行的创见未来大会上,紫光展锐公布了一系列Cat．1 bis新技术特性:包括eDRX/PSM特性、覆盖增强特性、BT特性、专业对讲、升级增强、海外特性等。

在这些新特性中,紫光展锐将R12 PSM、R13 eDRX、R13 coverage enhancement等进阶特性与Cat．1 bis技术充分融合,实现了Cat．1 bis技术生态在上游终端芯片平台、认证体系、全球重点市场合规与政策导向、运营商发展战略和下游终端厂商认知度、技术差异化的全面拉通,可让Cat．1 bis能够更好的赋能中速物联品类实现低功耗、低成本、广覆盖、高数据速率的理想用户体验。

此外,这些新特性还与落地场景进行了结合,可支持Cat．1 bis应用扩展至更多的实际场景中去。例如,BT特性就新增支持了A2DP和HFP等蓝牙媒体协议,可让物联网设备也能够进行音乐播放;升级增强在支持FOTA差分升级的基础上,同时支持整包升级;海外特性则将产品与海外地区运营商所需特性进行结合,从而极大扩大了市场范围。

构建生态:Cat．1的后劲还有多猛?

事实上,通过2020年的快速爆发,Cat．1已经在包括哈啰两轮车、共享充电柜、智能POS、车载T-box等行业得到规模化应用。

去年7月,中国联通、紫光展锐、广和通三家企业共同宣布哈啰率先在其共享两轮出行服务中应用4G Cat．1通讯网络,共享两轮出行大规模进入4G时代。据了解,去年7月首批搭载4G Cat．1 bis模组的哈啰助力车就已达1500辆,未来还将启用更多搭载4G Cat．1 bis模组的哈啰单车。

得益于更广的4G网络覆盖和更短的网络时延,搭载4G Cat．1 bis模组的哈啰单车可将开关锁耗时平均缩短30%以上,用户的开关锁体验得到明显提升。此外,得益于网络速度大幅提升,哈啰单车将给用户带来更丰富的服务,例如基于LBS的动态天气提醒、商圈广告推送等。

去年底,搭载紫光展锐8910DM系列芯片的有方科技N58模组也成为首款在智能网联车盒市场成功商用的Cat．1无线通信模块,有力的推动了Cat．1无线通信模块在国内汽车智能化和网联化中的普及和规模应用,可为车主、车队管理者、4S店、租车行等个人或企业客户提供稳定可靠的高质量服务。

伴随着一系列Cat．1 bis新技术特性的发展,Cat．1也将进一步拓展更多应用领域。例如,针对低功耗需求,Cat．1将能够为物联网电池类应用提供一个高速率、低时延、广覆盖的新技术选择。同时,通过对连接能力的进一步增强,Cat．1将能面向底下车库、地下室、密集城区阴影区等场景提供服务。

去年,中国联通完成500万套Cat．1芯片集采,紫光展锐独家中标。这也说明物联网应用将越来越多地转向4G LTE,Cat．1也即将迎来更为广阔的舞台。在此情况下,生态建设也将越发成为产业着力的重点。未来,在芯片商、模组厂商、运营商等的共同推动下,Cat．1的生态圈也将囊括千行百业。

结语

众所周知,基于4G成熟的LTE网络部署,Cat．1无需重新布网即可完成新旧更迭。随着Cat．1技术性能的不断提升,其落地的场景势必也将越来越丰富,这或许也意味着,“60%-30%-10%”的蜂窝物联网格局也并非不可能发生改变。