一、什么是4G Cat.1？

　　CAT-M1 (LTE-M) 是一种蜂窝技术，属于4G同系列的低版本，可以完全重用现有的4G资源，具有低功耗、低成本、高速率的特征。国内通常称为Cat-1或Cat1。专门针对针对物联网 (IoT) 或机器对机器 (M2M) 通信的应用程序的需求而设计。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。

　　4G CAT 1 的主要特征

　　覆盖面广：扩大室内以及地下或半地下地点(如地下管道、地下室或其他偏远地区的覆盖率)。

　　增强的安全性与可靠性：LTE-M 网络安全可靠，在许可证频谱上运行，并附带运营商级安全。

　　电池续航时间长：LTE-M 系统非常省电，在电池续航时间方面提高了 10 倍，无需外部电源。

　　低成本：较低的模块和调用成本使生产和扩展支持 LTE-M 的物联网设备变得容易。

　　未来发展：LTE-M 是 3GPP(第三代合作伙伴项目)设定的标准，因此具有 4G 网络和随后的 5G 的所有可靠性和连续性。

　　广泛的应用支持：LTE-M 的延迟非常低(<100ms)，支持双向通信，因此适用于静态和移动使用情况。

　　4G 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。

　　常见Cat1应用

　　资产跟踪

　　随着自动驾驶汽车运动的兴起，互联汽车比以往任何时候都更受欢迎。当今的汽车包含大量的传感器，有助于安全、性能、自动化和其他功能。4G Cat1是高移动性资产(如汽车作为 LTE 连接的理想之选，因为它管理手机塔交接以及高速LTE ) 并且可与典型的智能手机相媲美，无需支付资源费用。

　　可穿戴设备

　　当今大多数智能手表都以数据功能为选项，这是可以理解的。在您的人身上使用联网设备是有益的。4G Cat1 的功耗较低，可提高物联网可穿戴设备的可用性。它能够精确定位以定位失踪人员，在满足特定标准时发送通知，通过身份验证授予对受保护设施的访问权限。

　　大多数可穿戴用例都包含敏感数据，如个人数据和安全凭据。它们也总是与人类相连，人类是世界上最移动的资产。因此，像4G Cat1这样的细胞通信类型更为普遍。当今大多数智能手表都以数据功能为选项，这是可以理解的。4G Cat1 的功耗较低，可提高物联网可穿戴设备的可用性。它能够精确定位以定位失踪人员，在满足特定标准时发送通知，通过身份验证授予对受保护设施的访问权限。

　　大多数可穿戴用例都包含敏感数据，如个人数据和安全凭据。它们也总是与人类相连，人类是世界上最移动的资产。因此，像4G Cat1这样的细胞通信类型更为普遍。

　　自动售货机

　　自动售货机是大规模物联网应用的一个很好的例子，因为它们几乎可以放在成千上万的地方。但是，如果设备放置在任何位置，网络覆盖可能会成为问题。例如，地铁站的自动售货机需要覆盖到地下，这对大多数连接类型来说是困难的。此外，如果您的物联网传感器一直在打开，您将在几分钟内更换电池。4G Cat1 有助于在此方案中最大限度地降低成本并确保可靠的覆盖范围。

　　安全系统

　　在安全方面，没有犯错的余地。因此，4G Cat1 蜂窝连接用于许多物联网安全系统。报警面板是常见的最小数据的骨干。由于最小功率要求，所以用户不会忘记经常更换电池。此外，Cat1 还通过 VoLTE(通过 LTE 配音)提供语音功能，使其成为物联网应用的理想之选，例如需要人工参与的报警面板。在安全性方面，蜂窝网络 比 Wifi/蓝牙更适合立即使用，因为它没有地域和距离等原因限制。

什么是4G?

4G通信技术是第四代的移动信息系统，是在3G技术上的一次更好的改良，其相较于3G通信技术来说一个更大的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合，使图像的传输速度更快，让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。在智能通信设备中应用4G通信技术让用户的上网速度更加迅速，速度可以高达100Mbps。

4G通信技术基于3G通信技术基础上不断优化升级、创新发展而来，融合了3G通信技术的优势，并衍生出了一系列自身固有的特征，以WLAN技术为发展重点。4G通信技术的创新使其与3G通信技术相比具有更大的竞争优势。首先，4G通信在图片、视频传输上能够实现原图、原视频高清传输，其传输质量与电脑画质不相上下；其次，利用4G通信技术，在软件、文件、图片、音视频下载上其速度最高可达到最高每秒几十兆，这是3G通信技术无法实现的，同时这也是4G通信技术一个显著优势；这种快捷的下载模式能够带来更佳的通信体验，也便于日常学习中学习资料的下载；同时，在网络高速便捷的发展背景下，用户对流量成本也提出了更高的要求，从当前4G网络通信收费来看，价格较高，但是各大运营商针对不同的群体也推出了对应的流量优惠政策，能够满足不同消费群体的需求。

二、4G Cat.1与4G有什么区别？

要区别4G Cat.1和4G 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。

4G 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4G 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，4G 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。4G 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4G 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4G 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。4G 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，4G Cat.1在物联网领域的重要性可能更为重要。

云起智控4G Cat.1单灯控制器

4G CAT1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，同时又是电池供电。

4G CAT4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。

与NB-IoT和2G模块相比，4G Cat.1在网络覆盖范围，速度和延迟方面具有优势。与传统的4G Cat.4模块相比，它具有成本低，功耗低的优点。同时，4G 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。

三、4G Cat.1的优势

4G 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。

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4G 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。

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4G Cat.1和eMTC；60％的节点需要低速连接技术，例如NB-IoT，LoRa等。

尽管4G 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。

与NB-IoT，eMTC和4G Cat.4相比，4G Cat.1具有以下优势：

1、与NB-IoT相比，4G 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）。4G 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，4G 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，4G 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。4G Cat.1与4G 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。4G 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。4G Cat.4迁移至4G 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4G Cat.4完全可以转用4G 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。

四、为什么选择4G Cat.1？

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、4G Cat.4 大材小用，成本高。