一文看懂Cat.1、Cat.4、NB-IOT、4G之间的区别

news2024/11/18 16:43:10

什么是Cat.1？

Cat.1的全称是LTEUE-Category1，其中UE指的是用户设备，它是LTE网络下用户终端设备的无线性能的分类。根据3GPP的定义，UE类别以1-15分为15个等级。Cat.1，可以称为“低配版”的 4G 终端，上行峰值速率5Mbit/s，下行峰值速率10Mbit/s，属于蜂窝物联网，是广域网。Cat.1的最终目标是服务于物联网并实现低功耗和低成本LTE连接的目的，这对物联网的发展具有重要意义。

什么是Cat.4？

Cat.4的全称是LTE UE-Category 4，也就是LTE的ue-Category设置为4。而ue-Category指的是UE的接入能力等级，也就是UE能够支持的传输速率的等级。

什么是4G？

4G是指第四代移动通信技术（缩写为“4G”）。4102“4G”包括TD-LTE和FDD-LTE。这是3G技术的更好改进。与3G通信技术相比，它具有更大的优势。它是WLAN技术和3G通信技术的完美结合，可以使图像传输速度更快。使传输的图像质量和图像看起来更清晰。4G通信技术在智能通信设备中的应用使用户的互联网速度更快，速度可高达100Mbps。

Cat.1和Cat.4的区别

要区别Cat.1和Cat.4，首先我们要知道Cat是什么。Cat 是 Category 的缩写，中文意思是“类别，种类”。Cat 后面的数字即代表不同的种类，3GPP 将不同种类的网络用 “Cat.X” 格式命名。根据 3GPP Release 定义，Cat.X 是用来描述用户终端的能力等级，根据终端通讯速率来划分。

Cat.1与Cat.4参数对比

Cat.1与Cat.4应用场景对比

Cat.1和4G之间的区别

Cat.1属于4G系列，可以完全重用现有的4G资源。尽管4g模块主要使用Cat.4，下载速率可以达到150m，但是大多数IoT场景并没有如此高的速率要求。随着成熟的4G产业链的发展，Cat.1作为4G的低端版本，只需要对现有4G产品进行少量改动，就可以迅速推向市场并降低成本，达到行业预期范围。Cat.1是配置为最低版本参数的用户终端级别，可让业界以低成本设计低端4G终端。

当然，“低版本”4G终端Cat.1在行业中也起着重要作用。例如，一些手机制造商考虑使用Cat.1芯片来发布4G老年人智能手机，因为许多老年人机器仅需要基本通话和数据。Cat.1功能支持低成本的VoLTE和低速率数据，为移动电话制造商提供了新的选择。但是，Cat.1在物联网领域的重要性可能更为重要。

与NB-IoT和2G模块相比，Cat.1在网络覆盖范围，速度和延迟方面具有优势。与传统的Cat.4模块相比，它具有成本低，功耗低的优点。同时，Cat.1适用于当前的家用4G网络，非常适合需要成本性能，延迟，覆盖范围和通信速度的应用场景。

Cat.1的发展前景

在蜂窝物联网连接的代际迁移过程中，原始2G/3G连接只能由NB-IoT和4G进行。其中，低频，小分组，低移动性，低延迟敏感性，高成本敏感性的场景可以通过NB-IoT进行；中等速率，对延迟和移动性的某些要求，对语音和成本的支持具有一定承受能力的方案可以通过Cat.1进行。

4GIoT连接具有明显的结构特征，其中Cat.1是值得关注的分支。从蜂窝物联网的当前发展趋势来看，Cat.1承担起4GIoT连接主要角色的时机已经打开。

Cat.1模块自身的优势

Cat.1支持高达10Mbps的终端下行链路速率，从而能够以更低的功耗和更低的成本IoT设备连接到LTE网络。由于世界各地的4GLTE运营商均基于最低3GPPRelease8协议版本进行部署，因此运营商无需升级网络，仅需要简单的参数配置即可允许Cat.1终端访问网络。

成熟的网络覆盖

根据工业和信息化部的最新数据，到2019年底，4G基站的数量已超过500万。基于这种成熟的LTE网络部署，无需重新铺设网络即可完成Cat1的升级。互联网速度高于2/3G，2/3G网络在静态物联网市场中拥有巨大的市场，但不适用于诸如实时语音之类的业务场景。Cat1产品的最大下行速率为10Mbps，最大上行速率为5Mbps。

市场优势

在未来的数百亿个IoT连接中，网络容量要求将有所不同。根据业界的说法，10％的节点需要高带宽和高速通信技术，例如高速4G，5G等。30％的节点需要中速传输技术，主要技术是Cat.1和eMTC；60％的节点需要低速连接技术，例如NB-IoT，LoRa等。

成本低于4G

尽管Cat4及更高版本的解决方案支持高速率，但对于物联网行业而言，其成本价格通常相对较高，并且Cat1的高度集成为客户提供了最佳的性价比。

Cat.1与其他技术相比的优势

与NB-IoT，eMTC和Cat.4相比，Cat.1具有以下优势：

1、与NB-IoT相比，Cat.1在通信功能上具有更明显的优势。NB-IoT适用于仅传输少量数据且处于固定状态的场景。典型的情况是三米（水表，电表，煤气表）。Cat.1不仅可以传输更大的数据，而且具有良好的移动性和语音功能。

2、与eMTC相比，Cat.1的最大优势在于其较低的网络成本。Cat.1可以无缝访问现有LTE网络，而无需升级基站的硬件和软件。并且信号保证，有Cat.1的地方有4G信号。

3、与Cat.4相比，Cat.1更具成本优势：例如网络建设上，现在LTE Cat.1可以无缝接入现有LTE网络当中，无需针对基站进行软硬件的升级，网络覆盖成本很低。芯片成本上，经过系统优化后，集成度更高，模组的硬件架构更简单，外围硬件成本更低。Cat.1与Cat.4比较，在速率、时延和移动性方面，具有相同的优势拥有跟LTE Cat.4相同的毫秒级传输时延，以及支持100KM/H以上的移动速度。Cat.1更具应用优势：由于Cat.1隶属于4G系列，完全可以直接复用4G现有资源。Cat.4迁移至Cat.1，收益明显。例如对讲机、玩具机器人等采用4G做语音交互的场景，之前用Cat.4完全可以转用Cat.1。许多在语音功能以及中速率连接的场景，都将有Cat.1的发挥之处。这些场景包括了共享、金融支付、工业控制、车载支付、公网对讲、pos等等。

Cat.1、Cat.4应用场景

1、Cat.1的应用场景：穿戴式设备、智能家电、工业传感器、水文水利的检测、港口物流跟踪。共享支付类。对于宽带速率要求不高，同时又对是电池供电。对功耗与数据传输稳定性要求都很高。

2、Cat.4的应用场景：车联网，智能电网、4G无线路由、视频安防、商显设备、4G执法仪。视频直播设备。等对于宽带速率要求非常高。同时对稳定性要求更高

为什么Cat.1这么火？

1、2G/3G 退网的必然：随着2G、3G的退网成为必然选择，基于4G/5G(NB-IoT+4G+5GNR)的物联网技术将担当起开启万物互联的大任。

2、5G 的建设，以及更好地利用频带：手机等移动终端最终会迁移到 4G/5G 及以上网络，2G/3G 频带被闲置，4G 频带被 5G 分担，为了更好的利用频谱资源，那么需要将网络接入能力开发给有网络需求的众多物联网设备。

3、NB-IOT 无法满足中速率及移动特性需求。

4、Cat.4 大材小用，成本高。

5、Cat.1 自身的优势。

6、常见的LTE Cat.4无法满足部分物联网设备通信需求：LTE在最初设计时是为了解决一个最主要的需求——它必须足够快。尽管该技术可以满足移动宽带通讯的需求，但是它无法在一些应用产品中得到很好的运用，比如穿戴式设备、工业传感器、家用电器等。而这类设备的特点是尺寸小，电池供电，而且经常会被放在诸如地下室等网络覆盖不好或者甚至无信号的地方。