2016年6月，全球標準化組織3GPP在短時間里同時制定了兩個新的蜂窩技術標準：Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。與性能指標一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，Cat-M1和Cat-NB1選擇一路向下，主要原因是根據物聯網的要求，去掉不必要的高數據率、高移動性、超強傳輸能力特性，降低系統復雜度與成本，提高系統續航時間，實現4G調制解調器的海量部署、規模經濟和超長生命周期。
Cat-M1與Cat-NB1相互補充
化繁為簡，降低成本與復雜度
降低復雜度與成本的第一步就是要放棄速率和帶寬。考慮到絕大部分物聯網應用數據傳輸速率只需要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，使得運營商可以非常靈活地將其部署進LTE頻段里。在部署的模式上，Cat-M1在FDD或者TDD網絡中都可以部署，Cat-NB1到現在為止只能部署在FDD中，今后隨著標準和規范的演進可能會有所變化。
支持半雙工模式是降低系統成本和芯片復雜度的另一妙招。高通產品市場高級總監沈磊解釋說，LTE采用全雙工模式，上行下行同時收發。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。這樣做的好處在于，支持半雙工一是不需要復雜的濾波器和高成本的功率放大器；二是降低了發射功率，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。
考慮到兩種技術各自覆蓋不同的物聯網應用，所以Cat-M1保留了相當一部分移動性和VoLTE語音功能，可用于樓宇安防、穿戴設備、資產追蹤等應用；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比傳統的LTE Cat.4的鏈路預算(link budget)提高了約15個dB，針對表計等應用設計的Cat-NB1還要更高。
此外，和LTE相比，Cat-M1、Cat-NB1的續航時間更長，可支持至少10年左右的工作時間。由此帶來的另一個需求是強大的軟件升級能力，目前來看，Cat-M1的速率是兆級，可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，所以Cat-M1在升級維護上有明顯的優勢。但Cat-NB1沒有這個能力，從安裝起到10年之后還是老樣子。
擴展LTE以連接物聯網
蜂窩和非蜂窩通訊技術怎么選？
“蜂窩通訊技術將是未來物聯網連接技術里絕對的主流方向。”沈磊表示，蜂窩通訊技術是授權頻譜，在連接性、安全、質量方面都有充分的保證，而且從2G、3G、4G一路發展下來，其覆蓋已經是無處不在，完全不需要重新部署。更重要的一點是，蜂窩通訊行業的生態系統建設非常完善，從標準制定、技術發展和驗證，到產品研發和上市，再到整個網絡系統的優化和完善，包括芯片、終端、基礎設施、運營商在內的眾多從業者30年來不斷的積累，已經讓蜂窩技術成為最為可靠、完善和可用的技術。
他認為使用非授權頻譜的Sigfox和LoRa是一個相對小眾的市場，大多數應用場景集中在工廠或碼頭這類私有且小范圍的環境中，整個產業鏈的部署程度與基于蜂窩網絡技術的標準相比完全不在一個數量級。并且這兩個標準比較新，整個產業鏈的芯片、模塊、應用服務都還處于培育階段，不能與主流的蜂窩技術相抗衡。
目前Cat-M1和Cat-NB1都有很多部署，后者進度更快一些。主要原因在于Cat-NB1標準相對更為簡單，能做Cat-NB1的芯片廠商比較多，而且首批探索物聯網部署的運營商也看到Cat-NB1的部署密度可以更高，續航時間可以更長，對于表計、路燈等應用情景來說，Cat-NB1似乎天生就是比較好的技術。但事實上，到了真正開始部署，需要和上層應用服務對接的時候，運營商就會發現Cat-NB1其實只能覆蓋一部分使用情景，很多商業模式，比如移動性、語音、數據率、遠程更新軟件的能力，Cat-NB1是沒有的，所以他們開始逐漸傾向于接受物聯網雙模的概念。
沈磊說他個人相信LTE物聯網一定會大爆發，只是具體的時間還不能預測。但好消息是，“當前缺失的幾個成功要素都已在路上”。比如中國三大運營商正在相關城市做網絡部署的試點；汽車或者公用事業、智慧城市等垂直領域的商業模式已初具雛形，上層的應用服務也在高速發展中；芯片和模塊廠商對產品的優化和設備管理的能力正在大幅改進。當這幾大成功要素都到位之時，相關應用必定會呈現爆炸式增長。
為什么雙模更好？
說到Cat-M1和Cat-NB1這兩個模式，運營商現在基本都處于了解、測試、考慮、規劃如何部署的階段。兩者有很多功能是重疊的，但很多時候又是互補的，如何部署成為了運營商最為糾結的事情。那么有沒有技術能讓模塊或終端既能支持Cat-M1也能支持Cat-NB1，從而了卻運營商的這塊心病？
下圖中深紅色代表的是Cat-M1技術，它強調的是移動性和較高的數據速率，但其在網絡覆蓋和功耗上遜于Cat-NB1；圖上淺色區域代表的是Cat-NB1技術，該技術在網絡覆蓋、功耗、部署靈活性，以及成本優化方面相較Cat-M1表現更好。Cat-M1和Cat-NB1兩種技術優勢有所不同，因此客戶在選擇應用服務或者網絡部署時，只能根據相關技術優勢進行選擇，要想精準預測未來3年、5年或15年之后所部署的服務和采用的技術，對于客戶來說是很難做到的。
Cat-M1&NB1雙模提供最優解決方案
但是，試想一下，無論將來運營商是否會對相關網絡、頻段和模式在部署3-5年后進行調整，如果已被部署好的模塊能夠隨時通過升級軟件實現自適應調整，這對于用戶而言將是極大的便利。沈磊說，盡管雙模系統復雜度比單模系統稍高，其模塊和芯片的成本也要高。但事實上，這只是單個模塊和子系統的成本，絕大部分成本來自于系統部署的環節。因此，總體而言，靈活的實用性可以大幅降低重復部署、動工和升級所帶來的成本。
另一方面，這兩個模式也能夠部署在4G LTE頻段上。目前世界各國在規劃部署15-16個Cat-M1和Cat-NB1的頻段，絕大部分是中頻和低頻，這是因為考慮到高頻的穿透性欠佳，而低頻的部署在一直放大。如果有一個模塊同時擁有這兩種技術并支持所有頻段，那么該模塊可以在全球任何應用場景部署。無論未來的網絡制式或頻段如何調整，該模塊仍然可以工作。通過安裝一次可以獲得十年的工作生命周期，并幫助客戶抵消任何不確定性和相關網絡調整的可能性，這筆買賣還是劃算的。
更具成本效益的全球雙模
“為什么多模多頻手機受歡迎？因為在總體成本控制上，多模、多頻是有重大優勢的，今后物聯網業務的部署也會遇到同樣的問題。”在沈磊看來，做一款全球多模的模塊，今天可以銷售，三五年后仍然可以銷售，在任何一個國家也都可以銷售。從研發的投入、物料和成品的庫存管理以及銷售的準確性來說，可以令模塊OEM廠商大為放松；對運營商而言，他可以利用雙模多頻的模塊去對這兩種技術進行充分的驗證，從而推測哪個生意模式能夠成功，這對于運營商整體的成本控制是具有戰略意義的改變。
全球雙模提供更高成本效益
鑒于Cat-M1和Cat-NB1優勢互補的融合，高通推出了為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片—MDM9206。除支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段外，MDM9206還集成了Cortex A7處理器、大量傳感器接口、GPS/格納洛斯/北斗以及伽利略全球衛星定位系統、語音/VoLTE功能，并支持Linux/Thread操作系統。不久之前，高通與愛立信以及北美運營商AT&T基于Cat-M1進行了LTE語音方面的測試，一個很小的模塊裝在手表中，其語音質量非常高。
高通為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片MDM9206
與此同時，在中國，高通積極推動LTE物聯網的發展并與中國運營商及合作伙伴協作。高通于2016年11月聯合中國移動和愛立信，啟動國內首個Cat-M1測試；2016年12月，與中移物聯網有限公司簽署諒解備忘錄；2016年12月，聯合中國聯通和愛立信，完成基于Cat-M1標準的現網數據傳輸；2017年3月，與華為合作首次打通TD-LTE Cat-M1標準空口First Call。
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