后2G/3G时代物联网连接技术指南
本指南深入探讨了目前尤其值得关注的三种技术：LTE-M、NB-IoT和LTE Cat-1，同时研究了网络关停导致硬件过时的风险，并阐明为什么IoT Complete是一种可行的解决方案。
全球网络不断演进发展，本指南力求帮助用户应对物联网连接的复杂性，从而做出更明智的决策，实现具有韧性和前瞻性、可扩展的物联网部署。
序言：物联网连接技术发展的十字路口
在下文中，我们将深入探讨快速发展的网络连接技术，并研究2G和3G退网的应对方案。
从网络迭代带来的硬件更新，到LTE-M、NB-IoT和LTE Cat-1等先进连接技术的应用，我们将以专业视角提供独到的见解，化繁为简，帮助决策者做出明智的选择。
在连接技术发展日新月异的时代为企业注入新动能
网络连接是产品设计和性能的重要组成部分，必须尽早明确选用何种连接技术。鉴于技术和市场的迅速发展，做出正确的选择并非易事。5G技术已正式商用，2G和3G开始逐步退网。支持低功耗广域网的新网络技术——LTE-M和NB-IoT（也被称为移动物联网）开始实现全球范围的网络覆盖。
这是首次专门为满足物联网连接的具体需求而开发网络。在此之前，联网产品利用面向消费级市场的基础网络设施进行通信。
LTE-M、NB-IoT与再度兴起的LTE Cat-1
LTE-M和NB-IoT是安全的标准化技术，由运营商在授权频段里进行管理。它们是为低成本、数据传输量较少、需要较长的电池寿命，并且经常在难以到达的地点运行的物联网应用而设计。
对于那些设备的生命周期较长，需要更长电池寿命和扩大覆盖范围的行业来说，LTE-M和NB-IoT是代替2G和3G的显而易见的选择。
这两种技术对于设计使用寿命十年以上的设备来说都是很好的选择，然而，这两种技术之间存在着差异，使得它们各自更适合于某些物联网应用。
问世时间更早的LTE Cat-1虽然并未作为2G和3G替代技术而被广泛采用，但自运营商宣布2G和3G退网计划以来，该技术已获得越来越多的关注。两个重大进展改变了Cat-1的前景。首先，Cat-1模块（尤其是单天线版Cat-1 bis）的成本已降至仅比NB-IoT或Cat-M稍高的水平，从而消除了Cat-1应用的重大障碍。其次，全球各运营商推广Cat-M和NB-IoT的速度不及预期，尚未实现全球全面覆盖，这使得真正需要全球范围网络覆盖的用户更多地采用Cat-1。
Berg Insight1报告称，在中国市场上，Cat-1 bis模块目前的价格为10美元，约为标准Cat-1模块的一半，而在大型招标中，LTE Cat-1 bis模块的价格已降至每块5美元以下。这使得Cat-1模块在所有地区的物联网模块销量中占据了主要份额，原因在于客户看中该技术在全球范围内的网络覆盖能力。因此，对于性能要求比LTE-M更高的物联网应用场景来说，LTE Cat-1 bis提供了具有吸引力的性能优势，同时在外形和成本方面优于LTE Cat-1。不过，Cat 1 bis硬件的价格可能高于LTE-M和NB-IoT设备，因此更适用于需要更高数据传输速率的应用场景，以冲抵LTE-M和NB-IoT成本优势。
哪种技术最适合您的应用场景？本指南介绍了每种技术的相对优势和局限，帮助您做出明智的选择，获得长久成功。
移动物联网连接——产业价值的演进
移动连接技术已经从人与人之间通信的基础设施，发展到了遥测、机器对机器以及物联网应用。
- 第一代移动连接技术（即1G）引入了无线语音。
- 2G技术推出了漫游和短信服务，后来又发展到GPRS数据通信。短信和GPRS成为广泛使用的基础电信业务。漫游使移动通信技术适合在多个国家部署。Telenor是最早提供M2M通信的运营商之一，早在20世纪90年代就通过2G网络将设备接入网络。
- 3G成为真正的全球标准，并在单一标准中融合了各种竞争技术的精华。3G的发展主要围绕高速数据应用。
- 4G推出了LTE技术（包括LTE Cat-1），用于将设备接入互联网。4G满足了消费者对带宽和速度的需求，并引入了一种新的语音处理方式，取代了2G语音。
- LTE-M和NB-IoT（移动物联网）专为物联网而设计。LTE-M和NB-IoT适用于需要较长电池寿命的设备，以及在难以到达的地区需要良好网络接入的设备。
- 5G网络结合了现有的4G LTE和新的5G新无线电（5G NR）技术。4G和5G的设计旨在实现两者共存，为4G（包括LTE-M、NB-IoT 和LTE Cat-1）设计的应用程序拥有相当长的生命周期。
- 5G非独立组网（NSA）需要依赖4G支持。5G独立组网（SA）核心网将支持LTE-M和NB IoT。但如果只有5G SA核心网，没有4G核心网，LTE Cat-1将无法工作。许多运营商可能会同时运行4G LTE核心网与5G核心网。
如今，大多数声称是5G的网络实际上是5G NSA架构，使用5G接入网挂接在现有4G核心网上。完全使用5G核心网的5G SA架构正在推出，但推进速度不及5G NSA。
5G在三类应用场景中增强了4G的功能：增强型移动宽带、关键通信和移动物联网。
-增强型移动宽带目前面向需要更高带宽的消费者。它还可以实现需要高数据吞吐量的物联网新用例，例如流媒体视频。
-关键通信要求更快的响应速度、更高的服务质量和安全性。
5G引入了5G新无线电技术，该技术既可以利用更高的频率，也可以利用较低的频率，例如以前分配给2G的频率可以重新分配给5G。
-移动物联网 —— LTE-M和NB-IoT具有对5G核心网技术的向前兼容性，也就是说LTE-M和NB-IoT技术可在5G的整个生命周期中使用。
LTE-M、NB-IoT和LTE CAT-1技术——延长电池寿命、增强覆盖并简化硬件
LTE-M和NB-IoT专为需要较长电池寿命或者是在普通4G技术难以覆盖的地方（例如室内较深的地方）使用的物联网设备而设计。LTE Cat-1可以使用节能模式（PSM），但支持这种模式的运营商很少。总体而言，LTE Cat-1不如LTE-M和NB-IoT节能。
LTE-M、NB-IoT和LTE CAT-1有什么不同？将对市场产生怎样的影响？
电池寿命和增强覆盖
通过减少设备和网络之间的无线电通信，得以延长电池寿命，设备可以进入休眠模式或降低网络通信频率。
LTE-M和NB-IoT具有Cat-1不具备的覆盖增强功能。该功能可实现重复发送，即使在无线电信号较差的情况下也能确保发送信息。这意味着LTE-M和MB-IoT可以在Cat-1无法发挥作用的地下室和其他具有挑战性的环境中使用。
然而，在电池寿命、信号覆盖和响应速度之间应做出权衡，为此需要利用网络中的新型功能，例如节能模式和扩展非连续接收（eDRX）。需要快速响应的应
用场景不太适合考虑省电和增强覆盖。
新定价模式
由于物联网连接所涉及的流量情况不同，LTE-M和NB-IoT的定价模式可能会与传统电信业务不同。
将来会有大量采用LTE-M和NB-IoT技术的联网设备，但它们传输的数据量较少。与以往按照每台设备数据消耗的计费模式不同，网络提供商很有可能会考虑按设备收费，或者综合使用两种计费方式，以更好地匹配这些设备所消耗的网络资源。
硬件简化
与普通4G相比，LTE-M和NB-IoT均降低了硬件的复杂性，在技术大规模应用后成本有望降低。
全球移动通信系统协会（GSMA）在其官网列出了一份已实现商用的模块清单，显示模块市场分为两大类：支持LTE-M或NB-IoT的模块，以及同时支持LTE-M和
NB-IoT的模块。
为支持物联网应用场景而开发的LTE Cat-1 bis使用单根天线，而LTE Cat-1要求物联网设备有两根天线。因此，LTE Cat-1 bis简化了硬件，设备体积比LTE Cat-1更小，同时价格更低。LTE Cat-1 bis的一个重要优势是，即使只有一根天线，它也能提供与LTE Cat-1相同的数据传输速率、时延、漫游能力和稳健性。此外，LTE Cat-1 bis使用与LTE Cat-1相同的基础设施，包括现有的LTE网络和标准，因此无需重新考虑开发或引入全新技术。
