LTE Cat1的作用是什么,弥补NB-IoT和5G的空缺

从目前蜂窝物联网发展的态势看,LTE Cat 1承担4G物联网连接主力的时机已经开启。其中,Category 1作为最低版参数配置的用户终端等级,让业界能够低成本地设计“低配版”的4G终端,一般简称Cat 1。因此,发展Cat 1网络及相关产业,对于补齐物联网主要场景需求很有意义。不过,目前NB-IoT产业生态已准备就绪,若Cat 1目前能够发力,则确实是一个较好的机会来推动蜂窝物联网代际迁移。

GSMA未来网络专家曾多次在行业峰会上提醒业界:虽然5G备受关注,但直到2025年,4G依然占据最大份额。对于物联网来说,在未来几年中,4G不仅会承担蜂窝物联网连接很大的一个份额,也是运营商蜂窝物联网收入的主要来源。不过,4G物联网连接中也具有明显的结构性特征,其中LTE Cat 1是一个值得关注的分支。从目前蜂窝物联网发展的态势看,LTE Cat 1承担4G物联网连接主力的时机已经开启。

不同等级的服务能力,补齐物联网主要场景

与以往移动通信技术不同,4G LTE给所有用户提供的并非完全相同的同质化服务,LTE网络运营商会通过各种方式对用户进行分层分级,并提供不同的网络能力服务。如根据与用户签订的服务质量(QoS)协议,运营商会为用户提供专门定制化的服务,包括带宽、接入优先级等保障。而业界更为熟悉的分层分级服务,是根据终端接入能力等级提供不同服务能力,即UE Category(用户终端等级)。

根据3GPP相关标准规范,UE category是一系列的在上行/下行中可变的无线性能参数的集合,包含了很多的无线特性,其中最重要的一个就是用户设备支持的速率。

一般来说,基站和用户终端之间通过UE Category各种参数来确定终端的传输能力,基站根据UE Category来调整自身的参数设定,合理地和用户终端进行通信。从这个角度来看,UE Category也是产业链产品设计各类不同等级终端的依据。其中,Category 1作为最低版参数配置的用户终端等级,让业界能够低成本地设计“低配版”的4G终端,一般简称Cat 1。

当然,“低配版”的4G终端Cat 1在业界也发挥着重要的作用,比如一些手机厂商就考虑用Cat 1芯片来推出4G老人智能手机,因为很多老人机仅需基本通话和数据功能,Cat 1支持VoLTE和低速率数据且成本较低,给手机厂商提供一个新的选择。

60%的物联网连接需要窄带网络提供服务,而中低速率的物联网设备需要Cat 1或eMTC网络提供服务,只有10%左右高速业务需要4G Cat 4以上或5G eMBB提供服务。回顾我们目前蜂窝物联网产业生态,可以明显的看出,窄带业务和高速业务已有成熟的网络和产业生态,而占比30%的中低速率物联网网络和相关产业生态还相对空白。因此,发展Cat 1网络及相关产业,对于补齐物联网主要场景需求很有意义。

四个视角看Cat 1推出的时机

2016年,中国电信曾发布Cat 1的商用规划,并推出Cat1模组补贴计划,但过去几年中,Cat 1并未迎来预期中的规模化连接出现。当然,彼时或许并非一个最好时机,而过去几年整个产业发生了很多变化,目前再次推进Cat 1是否一个更好的时机?我们可以从四个视角来考察。

(1)蜂窝物联网连接方式代际迁移已经开启

2019年是5G元年,但在未来一段时间中,行业依然呈现的是2G/3G/4G/5G四代移动通信网络共存的局面。这个局面对于站址、频谱等基础设施规划造成很大困难,因此业界希望老一代网络能够加速减频退网,将稀缺资源留给新一代网络。

蜂窝物联网的发展在很大程度上也受到移动通信网络代际升级的影响,开启了连接方式代际迁移之路。根据市场研究机构Counterpoint的数据,未来几年中,蜂窝物联网连接数会经历从2G+4G为主向着NB-IoT+4G为主迁移。

根据Counterpoint数据,到2025年2G/3G物联网连接数已接近忽略不计,因此在蜂窝物联网连接方式代际迁移过程中,原有2G/3G连接就只能由NB-IoT和4G来承接。其中,低频、小包、低移动性、时延敏感性低但对于成本敏感性较高的场景,可以通过NB-IoT来承接;中速率、对时延和移动性有一定要求、支持语音以及成本有一定承受能力的场景,可以通过Cat 1来承接。

此前,国内运营商2G/3G退网的正式规划虽然并未对外发布,但业界已经对其有了明确的预期。由于物联网设备生命周期较长,在2G/3G退网风险下,用户在决策时可能会考虑不采用2G/3G的连接方式,但彼时NB-IoT网络覆盖和产业链还不成熟,加上中低速率的物联网应用缺乏新的连接方式,用户并没有太多可选项,导致其还是只能选择传统的2G/3G。

不过,目前NB-IoT产业生态已准备就绪,若Cat 1目前能够发力,则确实是一个较好的机会来推动蜂窝物联网代际迁移。新增的中低速率终端通过Cat 1连接,存量的中低速率2G/3G终端在2025年前也有相当部分已到生命周期终结,可以替换成Cat 1,从而将2G/3G的部分连接迁移到4G上。

(2)成本向可承受的区间靠近

数年前,4G物联网规模较小,相关硬件成本还居高不下,产业链相关企业的目光更多还聚焦于Cat 4及以上的产品开发和推广。而经过几年的发展,4G物联网产业生态得到快速发展,芯片、模组设计生产工艺更加成熟稳定,硬件成本大幅下降,参与者的数量也比较丰富,4G物联网模组价格已开始进入70元以下区间。

由于Cat 1隶属于4G系列,完全可以直接复用4G现有资源。在目前背景下,借助已成熟的4G产业链,Cat 1作为低配版4G,仅需在现有4G产品上做小幅裁剪改动,就有可能快速推向市场并将成本降至业界预期的区间。

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