在邁向5G的當下，為什麼這個領域用上4G也是巨大的進步？-王一鳴

（文/觀察者網 一鳴）7月30日，哈囉出行聯合中國聯通、紫光展鋭、廣和通三家企業共同宣佈，率先在其共享兩輪出行服務中應用4G Cat.1通訊網絡。

哈囉稱，首批1500輛搭載4G Cat.1bis模組的哈囉助力車已於今年7月投入使用，搭載4G Cat.1bis模組的哈囉單車也將於今年啓用。

搭載4G Cat.1bis模組的哈囉單車

此次上線的4G Cat.1bis哈囉助力車搭載了紫光展鋭春藤8910DM芯片的廣和通4G Cat.1bis模組。

這是共享兩輪出行第一次應用Cat.1通訊技術，也標誌着共享兩輪出行從2G大規模邁入4G時代。

兩頭受氣的Cat.1

在全社會推進5G的當下，為何用上了4G就是一個進步？要弄清這個問題，首先要了解什麼是Cat.1。

Cat.1全稱全稱為LTE UE Category.1，是國際通信標準組織3GPP用來衡量用户終端設備的無線性能的標準。

其中Cat是Category（類別）的縮寫，指UE-Category（UE: User Equipment，用户設備）。Cat 後面的數字即代表不同的種類。

根據3GPP Release的定義，UE-Category被劃分為1-15共15個等級。Cat.1-5是2009年3月3GPP發佈Release8版本時推出；2011年發佈Release 10時又定義了Cat.6-8；Cat.9-12和Cat.13-15則分別由Release 11和Release 12定義。

不同Category級別速率對應表

其中，Cat.1主要針對的就是物聯網應用的，其下行速率最高可達10Mbps，上行速率最高可達5Mbps。

但是，由於當時Cat.1終端需要使用2根天線，對體積敏感度極高的可穿戴設備來説相當不友好。

為了應對這一尷尬局面，GPP在Release 12和Release 13中針對物聯網進行了多次優化。

其中，在Release 12版本中新增加了針對物聯網市場的新終端等級Cat.0，放棄了對MIMO（多天線）的支持，峯值速率降低為1Mbps，終端複雜度降低為Cat.1的50%左右。

雖然Cat.0終端的信道帶寬降至1.4MHz，但其射頻接收帶寬仍達到了和Cat.1一樣的20MHz。

在Release 13中，3GPP又新增科Cat.M1（即eMTC，enhanced Machine-Type Communication，增強型機器類型通信）等級的終端，信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz，最高數據傳輸速率1Mbps，終端複雜度進一步降低。

同時還新增了一個接收帶寬僅180kHz的Cat.NB-1，支持100Kbps以下速率傳輸低流量數據，就是常説的NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網）。

可以看到，在針對物聯網的標準中，NB-IoT的速率是最慢的，eMTC次之，Cat.1最快（也就5Mbps）。

隨着物聯網及可穿戴市場的爆發，越來越凸顯了LTE缺乏單天線標準的缺憾。3GPP發佈Release 14版本，單天線的Cat.1 bis正式被寫進規範。

基於Cat.1的相關產品面市也相當早，高通、Sequans、Altair等芯片廠商在2015年就推出了Cat.1芯片，但Cat.1一開始卻並不受歡迎。

得益於強連接、低功耗、低成本、高可靠性等優勢，NB-IoT得到了眾多運營商和物聯網廠商的力推，在智能抄表這類極低速率要求的場景上得到了廣泛應用。

相比之下，Cat.1雖然具有傳輸速率更高、低延時、支持移動性、支持VoLTE語音通信等優勢，但成本卻高出了很多。

一個典型的例子是Cat.1性能更強的Cat.4的擠壓，由於前者速率只有後者的10%-15%，但當時兩者的模組價格幾乎一致，例如高通MDM9207-1芯片成本直追Cat.4，導致大部分主流模組廠家都把精力放到Cat.4上。

不過，雖然NB-IoT和Cat.4一度佔據了市場，但前者需要新建基站增加硬件資源投入，網絡覆蓋遠低於LTE網絡，數據傳輸速度和較弱；後者雖然是LTE最為成熟商用的技術，但卻不適用於對速率要求不高、但對時延和成本較為敏感的行業應用，如公網對講、共享經濟、金融支付、智慧能源、工業控制等領域。

時來運轉的Cat.1

這一情況直到去年才迎來轉機。2019年10月，工業和信息化部新聞發言人、信息通信發展司司長聞庫表示，我國移動通信的網絡在2G/3G退網條件已經逐步成熟。國內的2G/3G網絡的退網開始進一步加速。

而工信部2020年3月10日發佈的《關於深入推進移動物聯網全面發展的通知（徵求意見稿）》，更是成為引爆Cat.1市場的導火索。

《通知》明確提到，“鼓勵2G/3G用户儘快遷移轉網”，同時以NB-IoT與Cat.1協同承接2G/3G物聯連接，提升頻譜利用效率。

原來，在未來數百億的物聯網連接中，對於網絡的能力需求是不一樣的，10%的節點需要大帶寬高速的通信技術，如高速率4G（Cat.4 以上）、5G等，30%的節點需要中等速度傳輸技術，60%的節點需要低速率的連接技術，而Cat.1將承擔主要的中速率場景需求。

物聯網連接速率需求

翱捷科技（ASR）和紫光展鋭兩款Cat.1芯片在2019相繼投入投產，也使得Cat.1模組價格開始在市場上具有競爭力。

2019年9月，翱捷科技（ASR）推出了Cat.1與GSM雙模的芯片ASR3601/1601，隨後大量模組廠商相繼推出基於ASR芯片的Cat.1模組，如移遠通信、域格通信、芯訊通，高新興物聯，信可，信位、鋭騏等。

2019年11月，紫光展鋭發佈了全球首款LTE Cat.1 bis芯片平台——春藤8910DM，這也是首款Cat.1定製芯片。

這款芯片採用28nm工藝，集成藍牙、Wi-Fi室內定位，支持VoLTE，連接穩定功耗也相當低。

隨着該芯片的推出，多看搭載該芯片的Cat.1模組產品相繼推出。2020年3月，基於春藤8910DM的廣和通LTE Cat.1模組L610完成中國電信測試入庫。隨後，龍尚、有方、美格、移柯、騏駿、合宙等模組廠家相繼都有產品投入量產。

文章開頭提到的哈囉助力車使用的就是搭載了紫光展鋭春藤8910DM芯片的廣和通4G Cat.1bis模組。

據瞭解，搭載4G Cat.1bis模組的哈囉單車可將開關鎖耗時平均縮短30%以上，用户能直觀感受到開關鎖體驗明顯提升。

同時，由於網絡速度的大幅提升，單車企業可以帶給用户更豐富的車上服務，比如基於LBS 的動態天氣提醒，商圈廣告推送等。

在31日的哈囉發佈會上，廣和通CEO應凌鵬直言不諱：“在行業應用領域，一定是應用場景決定技術選擇，共享單車通信特別需要可靠和穩定，走出2G之後的最佳選擇就是4G Cat.1。”

紫光展鋭工業物聯網副總裁鮮苗也指出，紫光展鋭推出的Cat.1bis芯片“春藤8910DM”很好地承載了存量物聯網業務的遷移，填補中速率場景空白，為包括共享單車在內的多樣化場景提供優異的覆蓋和連接速度。

由此可見，Cat.1的突然走紅，是政策、產業多種合力共振結果。可以預見，Cat.1未來會迎來更廣闊的前景，而不是曇花一現。

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