摘要：通过对比，LET Cat.1 具备无需布线，利用运营商现有成熟4G基站，及中等速度等优势；在未来几年中，4G不仅会承担蜂窝物联网连接很大的一个份额，也是运营商蜂窝物联网收入的主要来源；随着2G、3G逐渐向4G转网，再加上通讯运营商的极力推广，可以断定未来3-5年，LET Cat.1或将是蜂窝物联网主要的通信制式，这也意味着LET Cat.1面对的将是千万级甚至是亿级的市场；4G（LET Cat.1）单灯控制器将会占具智慧照明控制的主导地位，前景无限美好。
关键词：LET Cat.1，4G移动通讯，智慧照明。
正文
经过多年的发展，智慧照明相对成熟，其核心部件单灯控制器也呈现了各种各样的通讯方式。其中早期的PLC，ZigBee,到近年的LoRa,NB-IOT,以及近期推上热点的4G移动通讯（LET Cat.1）。
首先，分别对它们作一个介绍。
PLC
通常指电力线宽带通信。利用电力线进行数据通信，载波信号频率范围>1MHz，占用频带宽，数据传输速率高，数据容量大，双向传输，安装方便。信号衰减较快。在长距离通信中，须加装中继。
ZigBee
是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。也可以说ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
LoRa
LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术其实也是诸多LPWAN通信技术中的一种.最早由美国Semtech公司采用和推广。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。作为LPWAN技术之一，LoRa具备长距离、低功耗、低成本、易于部署、标准化等特点。
NB-IoT
窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）是在基于FDD LTE技术上改造而来的，物理层设计大部分沿用LTE系统技术，如上行采用SCFDMA，下行采用OFDM，NB-IOT可以理解为一种简化版的FDD-LTE技术。
NB-IoT具以下特点
1.海量接入。NB-IoT比2G/3G/4G有 50~100倍的上行容量提升， NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。
2.深度覆盖。NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于即覆盖能力提升100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方斱也能覆盖到。
3.低功耗。NB-IoT引入超长DRX省电技术和PSM省电态模式，通过减少不必要 的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的，保障电池10年以上的使用时间
4.低成本。低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，NB-IoT芯片可以做得小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本随之变低。
LET Cat.1（4G）
LET Cat.1技术主要在国内三大运营商中应用。LET Cat.1早在2009年发布的3GPP Release 8中就被正式定义，但直到2020年5月7日工信部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》后，三大运营商才明确了以NB-IoT为低速网络，LET Cat.1为中速网络，二者互补的移动互联网发展目标。
以上我们对几种方式作一个对比。
通过以上对比可以看出，LET Cat.1 具备无需布线，利用运营商现有成熟4G基站，及中等速度等优势。
然而LET Cat.1 开启规模商用是与NB-IoT形成互补而非替代。从标准的制定而言，LET Cat.1更多地倾向于支持实时性、移动性，需要一定带宽的传输。NB-IoT成本很低，部署很灵活，支撑的是1Mbps以下市场的需求。在NB-IoT与LTE Cat.4之间，LET Cat.1拥有一个巨大的市场，而非替代的关系。
虽然5G备受关注，但直到2025年，4G依然占据最大份额。对于物联网来说，在未来几年中，4G不仅会承担蜂窝物联网连接很大的一个份额，也是运营商蜂窝物联网收入的主要来源。不过，4G物联网连接中也具有明显的结构性特征，其中LET Cat.1是一个值得关注的分支。从目前蜂窝物联网发展的态势看，LET Cat.1承担4G物联网连接主力的时机已经开启。
事实上，在LTE发展初期，LET Cat.1并未被受到业界高度关注。之所以近期受到热捧，与2G退网有着重大的关系。有业内人士表示，目前我国移动通信2G、3G网络的退网条件已经逐步成熟。在全球，由于4G、5G网络的普及，已经有100多家运营企业实施了2G、3G的退网。
在我国，随着5G建设高速推进，2G、3G退出舞台也是大势所趋。问题在于，由谁来填补2G网络退出后留下的空缺。此前，国内市场曾经力推NB-IoT。近几年NB-IoT模组也确实得到广泛应用，在智能水电煤气表等基于静态的、主动上报等场景中发挥了重要作用。
但是，2G网络还涉及到许多实时性、移动性，需要一定带宽传输能力，甚至支持语音通信能力的应用场景，如车载、移动支付、工业互联、老人机等。这是上、下行速率只有250Kbps级别的NB-IoT所无法满足的。因此，同样面向物联网市场的LET Cat.1脱颖而出。
随着2G网络的承载能力进一步减弱，在新部署的物联网连接中NB-IoT、4G会逐步替代2G模组。相比NB-IoT，LET Cat.1在网络覆盖、速度和延时上均有优势；相比传统的LTE Cat.4模组则拥有低成本和低功耗优势。同时，LET Cat.1适配于当前国内的4G网络，非常适合运用在对性价比、时延性、覆盖范围、通信速度有要求的运用场景。
在模组方面，由于感受到LET Cat.1市场的商机，目前已有越来越多模组厂商推出产品。同时，随着有更多模组厂商加入进来，LET Cat.1模组价格不断被拉低，成本也不断的下降。
在我国，随着2G、3G逐渐向4G转网，再加上通讯运营商的极力推广，可以断定未来3-5年，LET Cat.1或将是蜂窝物联网主要的通信制式，这也意味着LET Cat.1面对的将是千万级甚至是亿级的市场。
LTE Cat.1在智慧照明领域的实际应用如下：
华业照明科技智慧城市控制系统基于阿里云/华为云平台，采用4G/5G物联网技术，实现智慧城市相关附属设备的互联互通，智慧管理。系统采用浏览器和服务器结构的B/S架构，用户工作界面通过浏览器或移动端来实现，系统功能实现的核心部分集中到服务器上，大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。系统平台支持本地部署也支持大数据云平台部署，安全、稳定、可靠。
基于4G通讯的智慧照明控制结构图
我们通过多年在智慧路灯技术方面的深入研究和探索，通过众多实践案例，对4G通讯的智慧照明控制系统优势总结如下：
用手机“工作”：通过现场工作人员的介绍，利用智慧路灯APP，根据权限的不同可远程控制路灯开关及亮度调节、故障报警、电动汽车充电预约及在线支付、LED显示推送、城市广播信息推送、环境信息查询等，通过物联网技术将人与路灯、人与环境有机结合，使城市管理更加智能、城市服务更加便民。
采用自主研发的单灯控制器，可以实现远程配置开关灯计划；支持对单灯进行开关灯及亮度调节等功能；支持电缆防盗报警、漏电监测与报警及单灯故障报警等功能，使产品照明管理更科学。而且实现了在路灯不亮的情况下可以给汽车充电模块、LED显示模块、监控模块等持续供电。从而解决了路灯用电矛盾问题。
“聪明”的照明：通过智慧照明，实现节能管理
A，在平台中，通过情景模式，可以设置分周、季、年调光，实现节能减排；
B，分时分人流密度调光,进行二次节能减排。
通过智慧照明，实现智能管理
A，分路分组定灯远程控制；
B，APP查询路灯实时数据（开关状态、亮度、电流、电压、功率等）；
C，实现故障报警、故障检测、故障处理情况追踪功能。
新智控与旧照明控制的对比：通过业主及运营管理人员等多方的反馈，新智慧控制与旧照明系统相比较有以下优势：
A，省电：LED照明的夜间智能控制，相比传统照明，节能效率由普通控制的30%提升到50%以上；
B，省钱：通过4G无线单灯控制系统，节省电缆及配电箱回路，减少电器成本；
C，省人：系统实现无人巡查值守，所有路灯亮灯情况，用电情况，亮灯率，维护效率等数据直观化，路灯出现问题自动报警至管理后台和手机，通过系统实现直接派工，人员管理，维修时效管理等等，大大节约维护成本；
D，安全：实现全路段统一控制，统一开关灯，统一亮度调节，减少原控制方式交叉亮灯引起的亮度不均匀，照度不一，实现统一亮度管理，很好的解决了因为照明影响交通安全的问题；
E，便捷：实现所有路段远程控制，手机，电脑同步控制，随时随地处理路段亮灯问题；
综上所述，将来4G（LET Cat.1）单灯控制器将会占具智慧照明控制的主导地位，前景无限美好。
主要作者简介：高荣，四川众兴华业市政照明工程有限公司智慧城市负责人，中国地质大学建筑工程技术专业，国家二级注册建造师，电气自动化中级职称，工信部考核认证的物联网应用高级工程师，中国电子学会考核认证的高级智能化系统工程师。
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