Cat.1最近很火，其地位从名不见经传一下子成为了超级网红。为何会忽然这么火？喵喵很好奇，为了搞清楚这样的一个问题，喵喵对Cat.1展开了调研，重新去了解其背景、技术发展状况、产品发展状况，进而希望探究其市场潜力。首先，我们一起看看最近官方层面的一些信息。

  2020年5月20日云南电信正式公告将从2020年6月1日起逐步关闭3G-EVDO数据业务。以下是网上流传的公告原文：

  2G/3G退网话题是这两年通信圈的热点话题之一，虽然各运营商一直都在做准备并且动作不断，但以正式公告的形式实锤，还是难得一见。

  4月30日工信部发布《关于深入推动移动物联网全面发展的通知》，明确“以LTE-Cat.1满足中等速率数据和话音需求”、“引导新增物联网终端向NB-IoT和Cat.1迁移”、“加大Cat.1芯片和模组研发工作，推动模组成本降低，促进规模应用”、“推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G(Cat.1)/5G网络迁移”，至此，Cat.1技术的发展和应用得到了官方明确背书。

  结合云南电信的动作，可以认为，2G网络用户不再新增已经明确和3G网络彻底退网已确定进入实操阶段。

  在3GPP制定LTE标准的过程中，Cat.1和Cat.4同属于Release8版本，且同步推出。Cat.4走到今天都已经在面临5G的竞争了，Cat.1却起步成为网红。其得到这么多的爱又是怎么来的呢？通过多方求证和查阅资料，对Cat.1红起来有了更全面的认识。

  其一，从效益最优的角度，物联网应用并非技术越高端越好，投资效益仍旧是物联网业务发展的最大制约因素之一。因此，不同物联网应用在传输数据量和传输技术指标方面会有不同的需求，以此来实现投资效益最优化。而从目前各类物联网应用场景来看，据一些业内人士的说法，60%的场景是低速场景，30%的场景是中速场景，10%的场景是高速场景。从这个比例来看，发展专对于中速场景的通信技术方案有其必然性，并具有规模经济效益。

  其二， 原2G/3G退网是既定方向，中速通信替代方案目前在抢地盘的主要是eMTC和Cat.1。从运营商的角度，特别是中国移动这种拥有更大历史包袱的运营商（据公开数据，截止2019年6月底，中国移动已有超过6.9亿物联网设备接入，且以2G为主），不管是NB-IoT还是eMTC，由于其全面成网还需要较长的过程，特别是Cat.1的主要竞争对手eMTC，成网代价更是高昂。而Cat.1做为Cat.4的孪生小妹，哥哥到哪里，她就像跟屁虫一样也覆盖到了哪里，以近乎零额外建网成本的优势，抢先实现成网条件，从而为中国移动这样的，具有很大2G历史包袱同时又在4G网络建设拥有优势的运营商，找到了综合效益最佳的替代方案。

  其三，2016年，某米国公司曾经推出过Cat.1芯片方案，但由于该模组方案与Cat.4模组价格相差无几，并不具备现实推广意义。而随着紫光展锐、ASR等国产芯片设计厂商发布了低成本Cat.1芯片之后，Cat.1模组已经具备了较好的硬件价格竞争力，并且具有无限接近2G模组成本的展望空间。

  结合前文所述Cat.1得到发展的先天基因，这里再总结了一下Cat.1的应用优势：

  不需要单独建网。近乎零额外建网成本，已经随着Cat.4覆盖了大部分地区，网络条件成熟，随时可用。相对于NB来说，在组网成本方面有着非常明显的优势。

  不需要独立运维。GPRS网络的网络成熟度比之Cat.1更成熟，但要独立运维，这个成本是巨大的；而Cat.1作为4G网络的组成部分，基本不有必要进行独立运维，也就基本不需要投入额外的运维成本。从另外一个角度来说，在网络条件方面，在4G网络具备了GPRS网络同等优势的情况下，由于GPRS还需要独立运维，GPRS退网也就成了一个必然的选择。

  更低的硬件成本。 随着国产化方案推出，目前Cat.1模组的成本是Cat.4模组成本的30%~40%左右，随着产业化逐步发展，Cat.1模组价格具备进一步下降的空间。

  使用成本降低空间可观。 使用成本大多数表现在流量成本上，由于具备不需要单独建网、也不需要独立运维的优势，因此，Cat.1网络的生命周期成本是极低的，这也就使流量资费具备极大的设计空间。理论上来说，流量成本从远景来看具备无限接近NB-IoT流量成本的潜力。在喵喵看来，单位bit成本甚至有能力低于NB。

  性能与成本更平衡。从普遍关注的主要技术指标来看（功耗、速率、时延，详见表1），Cat.1相对于GPRS有着非常明显的优势；相比NB-IoT更快的速度和更低的时延；相比CAT.4更低的成本和更低的功耗。

  相比较于GPRS网络，Cat.1以接近的功耗指标，提供更高速率（超过百倍）的通信能力、更低（低于十倍以上）的时延性能。

  而相较于Cat.4网络，Cat.1在大多数业务应用领域能提供与Cat.4基本一致的服务内容和服务的品质，但在成本方便能节约一半左右的资金，同时在功耗方面也能轻松实现50%以上的节约量。

  从提供的功能角度，当前，国产化Cat.1芯片方案基本都支持多模定位功能（通过内置GNSS和北斗芯片、WIFI芯片，满足室内、室外定位应用需求）、集成Codec芯片（支持VoLTE通话和TTS播放、录音等语音功能）、支持FOTA+MOTA功能（满足物联网应用中模组和核心业务在线升级的需要）、支持蓝牙功能（提供本地运维支持）、支持eSIM（减少SIM卡故障率）等功能，

  从以上信息来看，Cat.1能满足大多数业务应用场景，并能提供较为丰富的业务应用支撑，能够很好的满足语音、较快速度传输以及图片数据和中低清晰度的视频数据等规模数据传输的需要。

  综合以上所述，不管从性能角度还是成本角度，原先GPRS网络能满足的应用场景，CAT.1都能很好的覆盖应用，同时也解决了部分应用场景高配低用造成的资源浪费问题，还能提供丰富的功能应用需要。因此，Cat.1应用的发展，确实有很广阔的想象空间。

  从应用场景与技术方案配套的角度，需要仔细考虑几个因素，分别是：传感点布局是单点散状还是相对集中（影响组网方式）、模块取电来源（影响功耗接受度）、业务数据量（影响通讯速率要求）、建设成本（采购成本）、使用成本（流量成本）。

  目前，电力行业应用顶级规模的是用电信息采集，其他还有配电自动化、运行现场视频监控、电网状态监测（如故障指示器应用）、移动作业、智能配电台区、充电桩监测、分布式电站监测、能源监测、精准负荷调控……。

  假设一个台区共1000只表；需要采集的数据项比全量采集更加高的要求进行测算，包括电量（总、尖、峰、平、谷）、电压、电流、功率（正向有功、反向有功）、零线分钟一个点。

  粗略测算，一个台区一天的数据量约19Mb，假设采用以一小时为周期的定时任务上送，则每次上送的数据量约1Mb。以Cat.1的通讯速率，足够满足用电信息采集业务的需要。

  同时，Cat.1具有和Cat.4一样的时延性能，因此，对于事件信息上报、遥控等业务，Cat.1也完全能满足。甚至哪怕结合异常拍照、短视频等非高清实时视频传输应用，也都能满足。

  据此可以判断，Cat.1方案在电网各类业务中，是能够很好的满足大多数业务应用的，从技术角度和应用角度来评估，是有很多应用空间的。

  总体上，电力业务中数据密度要求不是很高、数据量不是很大的通讯需求，基本都可考虑采用Cat.1技术，从而能够降低硬件投资成本（可降低30%~50%，这在当前“勒紧裤腰带”投资的大背景下，需要多从投资效益比来设计项目），并在一定程度上降低设备功耗带来的线%）。

  基于应用选型标准来看，Cat.1适合于传感点相对集中（基于台区流量成本考虑）、设备能够输出电源（基于功耗考虑）、业务数据量较大且有应激数据传输要求（基于通讯速率考虑）、建设成本较低（基于前期投资所需成本考虑），有边缘计算需求（基于业务功能考虑）的业务类型。

  而对于单一设备或单一范围业务数据量很大、实时交互要求高的业务应用，则可能逐渐被5G替代，比如精准负荷控制、基于AR的电力现场巡检、现场移动作业、机器人不停电作业、运行现场视频实时监控等。

  而对于传感点散状分布、设备取电不方便、业务数据量很小、数据传输实时性要求不高，且没有边缘计算需求的业务类型，则更适合于Nb-IoT技术方案的应用。

  因此，未来电网通讯业务，也应该结合实际业务需要，区分高速、中速和低速应用场景，以此来实现投资效益最大化。

  目前，Cat.1芯片具备很好的国产化基础，主要的芯片设计方和产品有紫光展锐（春藤V8910DM）和翱捷科技(ASR3601)。据了解，V8910DM采用双核设计，内置蓝牙4.2，内置64Mb Flash，在产品和功能可扩展性方面具有更加好的应用前景。目前，国内多家模组厂商采用V8910DM芯片设计模组，因此，Cat.1技术在产业化方面已经具备良好的条件。市场也具备了一定的竞争烈度。

  据喵喵了解，在各大模组厂商中，其中有方科技是业内最早布局推广Cat.1的模组厂商，根据其提供的资料来看，有方的N58模组还与其他4G模组实现了硬件完全兼容，通过共板设计，降低了模块产品研究开发资源和管理资源需求，其N58产品目前也已在多个领域使用。同时，基于其4G模组在电力行业内多年的使用经验，也正在大力研究Cat.1在电力行业内的应用。

  总而言之，不管从技术角度、成本角度（当前的模组成本和远景的使用成本），Cat.1都具备在今后的物联网应用中占据很主体地位的先天条件，并对物联网应用的发展起到促进作用。

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