科普：Cat.1火了？它是从哪来的？

Cat.1好像突然火了。

近期，众多大佬纷纷为其站台背书，网上也是议论纷纷、一致看好。

究竟什么是Cat.1？它和我们经常听说的NB-IoT、eMTC有什么关系呢？我们还经常说Cat.M1和Cat.NB-1，它们是同一样东西吗？

今天，小枣君给大家梳理一下来龙去脉。

正文开始

首先我们来说说Cat。

这个Cat不是它：

也不是它：

而是英文单词Category的缩写。Category的意思，是类别、种类。

准确来说，“Cat.X”是指LTE UE-Category。

LTE就不用解释了吧？UE，是指User Equipment，用户终端。

所以，“Cat.X”是指LTE网络下的用户终端类别。

为什么LTE要对终端分类呢？

话说，当年3GPP组织制定LTE标准的时候，有一个初衷，就是希望LTE能为不同用户提供不同等级的网络服务能力。所以，他们在LTE里提出了重要的QoS（Quality of Service，服务质量）概念。

不同的业务，对于不同的QoS，网络提供不同的带宽和接入优先级。

▲ 4G标准的QoS等级定义

除了网络之外，3GPP还打算给用户终端（包括手机、可穿戴设备、物联网设备等）也做个分类。

于是，2009年3月，3GPP发布Release8版本、正式提出LTE的时候，同步推出了LTE Cat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5一共5个终端类别。

后来，又在R10版本定义了Cat.6、Cat.7、Cat.8。在R11定义了Cat.9、Cat.10、Cat.11、Cat.12。在R12定义了Cat.13、Cat.14、Cat.15。

如下图所示：

▲ 不同的Cat，不同的速率

不对！眼尖的童鞋发现了，上表不是有16个Category吗？怎么多了一个Cat.0？

没错，确实有个Cat.0。

当年出R8的时候，3GPP这帮人多了一个心眼。他们觉得，LTE只给手机用，是不够的。物联网市场一定是未来的趋势，所以，应该先“留一手”，搞个物联网专业终端等级。

于是，就有了上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1，专供物联网行业。

在LTE发展初期，Cat.1并没有被业界所关注。随着可穿戴设备的逐渐普及，Cat.1才逐渐被业界重视。

但是，Cat.1终端需要使用2根天线，对体积敏感度极高的可穿戴设备来说仍然“要求过高”（一般只配备1根天线）。

所以，在R12/R13中，3GPP多次针对物联网进行优化。

首先是在R12中增加了新终端等级Cat.0，放弃了对MIMO（多天线）的支持，简化为半双工，峰值速率降低为1Mbit/s，终端复杂度降低为普通LTE终端的40%。这样一来，初步达到了物联网的成本要求。

但是，虽然Cat.0终端的信道带宽降至1.4MHz，但射频的接收带宽仍为20MHz（太大）。

于是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等级的终端，信道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz，终端复杂度进一步降低。

而Cat.M1，也就是我们之前常说的eMTC（enhanced Machine-Type Communication，增强型机器类型通信）。

此外，3GPP在R13中同时新增了一个Cat.NB-1，它的接收带宽仅180kHz。

这个Cat.NB-1，就是我们的NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）。

eMTC还有一个名字，叫做LTE-M，LTE-Machine-to-Machine，LTE-机器到机器。也就是说，是机器之间用LTE通信，非常直白了，适用于物联的LTE网络。

搭车说一下，Machine-to-Machine通常简写为M2M，大家可能也听说过。

看明白了吧？Cat.1、Cat.M1（eMTC）和Cat.NB-1（NB-IoT），这三兄弟都是3GPP这一个妈生的，全都是用于物联网的。

三兄弟里面，NB-IoT的速率是最慢的，eMTC次之，Cat.1最快（也就5Mbps）。它们和其它Cat的定位，通过下图一目了然：

为什么Cat.1现在地位越来越高？

简单来说，当初行业是这么打算的：像智能抄表这类极低速率要求的应用，NB-IoT上；像摄像头或一些需要较大速率的物联网应用，eMTC上。

结果，eMTC的发展不尽如人意。运营商不太愿意投钱，产业生态也没跟上，国内案例太少。大家想想，干脆找个替代品得了，于是乎，就把现成的Cat.1给推上了前台。

Cat.1基于现有的LTE网络，完全复用现有LTE资源，不需要增加额外投资。而且，Cat.1芯片及模组的成熟度更高，成本非常便宜，能够在短时间内形成规模效应。

随着2G/3G的加速退网，运营商们开始积极引导行业用户使用NB-IoT和Cat.1终端模组，也是目前Cat.1日益火热的原因之一。

好了，关于Cat.1、Cat.M1和Cat.NB-1，你都搞明白了不？

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