CAT-1 LTE 調制解調器最初于 2008 年被定義為一種低成本、低功耗的替代方案，用于連接需要傳輸有限數據量的物聯網設備。然而，當時的供應商和網絡提供商專注于更高的吞吐量。實際的設備推出大約在五六年后開始。

2016年，在最初的CAT-1定義八年后，CAT-1bis在3GPP第13版中最終確定。預計新協議將進一步降低調制解調器的成本，并通過移除第二個天線來簡化設備。這些技術比4G / LTE（CAT3及以上）更適合物聯網，后者專為智能手機和其他要求苛刻的設備而設計，其高成本和功耗需求遠遠超出了連接的公用事業儀表，跟蹤器設備，醫療健康設備和其他應用的要求。

大約在同一時間，在2016年，LTE-M（CAT-M）的規格被3GPP凍結并發布。設備制造商和芯片組設計人員一直在爭論哪個更好。展望未來，很明顯，LTE-M面向未來的技術，更好的覆蓋范圍和更低的電力成本應該使其成為物聯網的首選蜂窩調制解調器。

與LTE-M相比，CAT-1有幾個關鍵優勢。它提供了更高的最大吞吐量，這可能需要某些應用程序，并且在上傳或下載大量數據時功耗更低（傳輸速度更快，時間更短），以及略低的延遲。然而，大多數物聯網設備很少需要高吞吐量或容量，因為它們本質上設計為以低數據速率運行。因此，這些優勢并沒有為智能城市和公用事業提供令人信服的用例。

CAT-1bis作為一種替代解決方案，在網絡覆蓋范圍和成本方面明顯不如LTE-M。雖然它們都使用單個天線，但CAT-1bis網絡覆蓋范圍下降了9db，并且仍然比LTE-M貴20%-50%。因此，它沒有提供真正的替代方案。

成為5G框架的一部分很重要

公用事業設備設計師和智能城市規劃者希望創建將在未來10-15年內共享數據的互聯設備。LTE-M被納入5G框架。因此，其技術預計將在2040年及以后得到支持。在可預見的5G未來，智能電表和其他關鍵基礎設施應用將繼續深入輸送信息。

絕對所有旗艦智能手機都支持5G功能大約兩年，5G正在成為任何新智能手機的標準功能。對于運營商來說，智能手機連接是當今的一項主要業務，它推動了許多頻譜管理決策。由于所有智能手機（和新車）都支持5G，世界各地的蜂窩運營商已經開始從LTE到5G進行頻譜重組。隨著5G設備的商品化，運營商將面臨將其頻譜遷移到5G的財務壓力。與LTE-M相比，僅受LTE網絡支持的CAT-1最早可能在2030年完全不受支持。一旦這種支持消失，帶有 CAT-1 的設備將無法傳輸數據，需要更換。

在十年的大部分時間里，我們已經看到電信運營商和業內人士提出了他們對5G的愿景。這一愿景正在全球實現，增強物聯網，讓更多智慧城市更接近現實。具有諷刺意味的是，我們可能會看到CAT-1堅持使用LTE技術。由于LTE缺乏支持在短短八年內，沒有人能保證它的壽命。

僅此一項就足以推動開發人員使用 LTE-M。但是，LTE-M還有其他有利于它的因素。

測試顯示LTE-M提供更可靠的覆蓋范圍

在CE模式A中，我們看到LTE-M比CAT-5提高了1 dB。CAT-1的雙天線似乎使其比LTE-M的單天線更具優勢。

如下圖所示，CAT-1 和 CAT-1bis 在良好條件下每秒傳輸更多位。然而，隨著條件惡化和耦合損耗增加，CAT-1的比特率下降并更接近LTE-M。CAT-1bis在大約145 dB MCL（最小耦合損耗）時完全斷開，CAT-1在大約149 dB時失去連接。另一方面，LTE-M能夠將其連接保持在低至154 dB CL。

實際上，LTE-M是一種更強大的解決方案，即使在CAT-1離線后也能保持連接。

LTE-M在惡劣條件和覆蓋不良區域下的擴展覆蓋范圍對于關鍵基礎設施應用尤其重要，因為設備經常需要安裝在地下室等具有挑戰性的接收環境中。系統集成商還必須考慮到，由于植被生長或由于住房的持續發展而導致城市景觀的變化，覆蓋范圍可能會隨著時間的推移而下降。

LTE-M 的構建成本更低

總體而言，LTE-M的相關成本明顯低于CAT-1和CAT-1bis。使用LTE-M作為我們的基準，CAT-1bis的價格要高出20%-50%，而CAT-1的價格要高出80%。LTE-M在其設計中使用較少的硬件。其更簡單的設計具有更少的部件，包括單個天線，并且不需要昂貴的、特定于國家/地區的 SAW 濾波器——從而實現 ONESKU? 解決方案。這是規模經濟有助于降低成本和簡化物流的例子之一。

LTE-M的運營成本也低于其競爭對手的技術。LTE-M在節能方面遠遠優于CAT-1和CAT-1bis。其降低的功耗不僅延長了電池壽命，而且由于電池數量較少，因此運營成本更低。

展望未來

物聯網實用設備旨在長期使用.因此，LTE-M是正確的技術選擇。誠然，LTE-M的吞吐量與CAT-1不同。憑借 5Mbps 的上傳和 10Mbps 的下載速度，CAT-1 可以比 LTE-M 的 1.2Mbps 上傳和下載速度（3GPP 第 17 版）更快地移動數據。但是，連接的實用程序通常不需要 CAT-1 提供的更高吞吐量。他們可以通過LTE-M同樣有效地傳輸數據。

這兩種技術也具有相當的網絡容量，盡管在實踐中，LTE-M僅部署6RB，這可能導致網絡容量減少以滿足當前需求。這對于連接的公用事業用例來說已經足夠了，并有助于降低運營商的運營費用。LTE-M在覆蓋較差的地區提供更好的延遲，考慮到許多公用事業儀表位于網絡覆蓋范圍較弱的農村地區，這一點很重要。

考慮到LTE-M被納入5G框架，并將持續至少到2040年，成本更低，并且滿足智能公用事業的要求，它是公用事業和智慧城市開發商的不二之選。

審核編輯：郭婷