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物联网:LTE-Cat1要担大任

在严斌峰看来,运营商需要准确把握全球移动物联网技术标准和产业格局的演进趋势,对于物联网市场的不同需求进行精细化的市场牵引,鼓励存量2G/3G中速率物联网业务向LTE Cat1网络迁移,建立NB-IoT低速物联网、LTE Cat1中速物联网和5G高速物联网协同发展的综合生态体系。
发布时间:2020-05-19 14:41        来源:中国电子报        作者:齐旭

2G/3G退,NB慢,5G贵……在占据物联网场景很大比重、有着超稳定连接、低成本等行业需求的中速率移动物联网场景中,基于LTE“低配版”的Cat1已成为连接技术的“香饽饽”。日前,工信部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,进一步指明了移动物联网链接技术迁移的方向,Cat1正式“转正”成为中速率物联网连接技术的最佳方案。面对移动物联网细分行业的特殊需求,Cat1缘何从众多连接技术当中脱颖而出?对于这条即将进入红利期的赛道,Cat1产业链准备好了吗?又将面临哪些新挑战?

大器晚成,行业呼唤Cat1

工信部在近日发布的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》中明确指出,推动2G/3G物联网业务迁移转网,建立NB-IoT、LTE-Cat1和5G协同发展的移动物联网综合生态体系,以NB-IoT满足大部分低速率场景需求,以LTE-Cat1满足中速率物联网需求和语音服务,以5G技术满足更高速率、低时延的联网需求。新老交替的窗口期已经到来,2G/3G“退休后”,NB-IoT、Cat1和5G将成为驱动未来移动物联网链接技术的“三驾马车”。

研究数据显示,移动物联网高中低连接的市场分布大致遵循“1-3-6”的比例,即10%高速率、30%中速率、60%低速率。相比高速率,中速率物联网需要更广的连接范围,但对速率和时延没有太高的要求;相比低速率,中速率物联网更加强调移动性和连接速率,应用主要包括可穿戴设备、智能家居、智能硬件、健康养老、对讲设备、金融服务、共享经济等速率需求在1~10Mbps的规模化消费类场景。

与Cat1同台竞争在中速率物联网连接赛道上的,还有其他许多对手,如2G/3G、eMTC和Cat4。那么,Cat1技术缘何脱颖而出?Cat1全称为4G LTE UE-Category1,是4G通信LTE网络下用户终端类别的一个标准,自2009年就被3GPP以终端速率等级定义出来,之前一直处于不温不火的状态。中国联通研究院技术委员会主任严斌峰在接受《中国电子报》记者采访时表示,业界对于移动物联网不同连接技术方向的实践探索基于不同应用场景对成本、网络覆盖、速率、时延和技术成熟度等多重维度的考量。

“从组网的成本来看,2/3G网络会逐渐清退,无法成为未来物联网的发展方向;eMTC需要运营商针对存量的4G网络模组进行升级,部署和网络覆盖的成本较高;而Cat1和Cat4系出同源的终端设备,都可以与现有的4G网络完全兼容,无需针对基站进行软硬件的升级,网络覆盖成本低。从芯片及模组产业发展来看,Cat1相比传统的Cat4模组,拥有更高的集成度和更低的功耗,而且在时延方面,拥有跟LTE Cat4相同的毫秒级传输时延,以及支持100km/h以上的移动速度,可以说Cat1具备了承接Cat4下沉市场的硬实力,同时又具备更有竞争力的价格。”严斌峰说。

补齐短板,产业链齐发力

从技术选择来看,没有最好的技术,只有更适合某些特定场景需求的技术,Cat1技术在那些对传输速率要求不高,但对信号的稳定可靠性和低成本要求较高的物联网连接需求中“游刃有余”,如今又赢得了政策的青睐。

对于即将到来的产业红利期,Cat1的产业链准备好了吗?

赛迪顾问物联网产业研究中心分析师周玥向《中国电子报》记者指出,Cat1究竟能否真正铺开,还是“雷声大雨点小”,除了运营商的组网部署,还需要芯片、模组厂商在产品侧打磨出具有市场竞争力的产品。

Cat1一直在运营商的视线范围内。早在2016年中国电信便开始LTE Cat1的商用布局,并宣布投资亿元补贴Cat1模组,目前中国电信支持Cat1的基站已超过150万站,基于Cat1端到端整体解决方案已经在全国多个园区、工厂、金融企业广泛运用。中国联通近期在Cat1领域也有较大动作,启动公网数字对讲PCBA采购,形成了Cat1语音对讲硬件基础产品,规模高达50万片。虽然这一规划在早年间未能在大范围实现产业共振,但使得Cat1从3GPP的技术库中“苏醒”,等待着起势的良机。

芯片和模组作为物联网连接技术产业链的上游和中游关键环节,将直接决定Cat1的应用成本和市场空间。上游芯片方面,周玥表示,近年来在产业链标准化芯片环节正在补齐短板,进行全面的产品布局。据了解,早在2016年,高通就发布了专门针对物联网应用的Cat1芯片MDM9207-1。从2019年起,Cat1芯片呈现大爆发的状态,我国有越来越多的厂商跻身Cat1芯片市场,特别是大型芯片厂商入局,直接降低了模组的成本,“规模效应”显著。紫光展锐面向Cat1领域的芯片为春藤8910DM,支持LTE Cat 1 BIS、GSM双模和VoLTE enh及eDRX /PSM,功耗进一步降低。2020年3月,基于春藤8910DM的广和通Cat1模组L610完成中国电信测试入库;翱捷科技也推出一款面向Cat1的芯片ASR3601。芯片支持FDD/TDD LTE网络,并兼容GSM网络,具备多制式、高性能、低功耗、集成语音/视频/拍照等多媒体功能,支持多种网络协议,mini PCIe封装。

作为上游标准化芯片与下游高度碎片化的垂直应用领域的中游环节,模组对于Cat1在物联网市场的行业应用和创新来说至关重要。近年来,越来越多的厂商嗅到了Cat1市场蛋糕的香味,许多模组厂商启动了研发量产。近期,移远通信、广和通、有方科技、芯讯通、美格智能、移柯通信、信位通讯等模组厂商都不约而同地发布了Cat1模组新品,加上中移物联网等,Cat1模组市场可谓是群雄逐鹿。

天翼物联科技有限公司实验室及行业研究总监王志成博士在接受《中国电子报》记者采访时指出,随着更多模组厂商加入进来,Cat1模组价格不断被拉低,目前市场上的Cat1模组价格已经迅速降至45~50元,未来Cat1模组的价格还有可能继续下降,加上运营商的补贴,实际成本同2G/3G模组相差不大,已经可以有规模化商用空间。

爆发在即,挑战加剧

虽然Cat1产业发展取得显著成绩,但目前也还面临着来自应用成本、应用场景和技术迁移等多方面挑战。

首先,由于中速物联网处在高速与低速之间的夹缝中,Cat1在未来发展过程中要防止被替代和边缘化。“因此,Cat1技术必须要形成差异化的特征,例如相对于高速物联网,它的功耗更低、更为经济;相比较低速物联网,它的速率需要有显著的优势。”王志成指出。赛迪智库无线电管理研究所研究员滕学强表示,目前Cat1模组的价格还是有些偏高,只有实现较高的性价比,使产业链上下游都有利可图,Cat1才能在中速率市场中站稳脚跟,进而有望引爆中速率物联网的规模化发展。

其次,存量2G/3G物联网终端的换机周期长,而且新增终端中采用Cat1移动通信技术的比例有待进一步提升。在严斌峰看来,运营商需要准确把握全球移动物联网技术标准和产业格局的演进趋势,对于物联网市场的不同需求进行精细化的市场牵引,鼓励存量2G/3G中速率物联网业务向LTE Cat1网络迁移,建立NB-IoT低速物联网、LTE Cat1中速物联网和5G高速物联网协同发展的综合生态体系。

最后,中速物联网应用场景还需要进一步普及。对此,王志成认为,以Cat1技术为主的中速物联网需将自身的应用场景固化,即能够明确若干场景是自身的固有势力范围。

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