A medida que el rendimiento de la tecnología Cat.1 siga mejorando, sus escenarios de aplicación serán, inevitablemente, cada vez más numerosos, lo que también podría significar que el modelo de IoT celular “60%-30%-10%” no es inmutable. .
Según los últimos datos disponibles, las ventas totales de módulos de IoT celular en 2020 alcanzaron aproximadamente los 265 millones de unidades. Entre estos productos, los de categoría 1 son los que han registrado un crecimiento más espectacular.
La popularidad de Cat.1 en 2020 es evidente para todos. En la actualidad, esta tendencia ha continuado en 2021 e incluso se ha intensificado. A medida que las políticas siguen cobrando impulso y los fabricantes de chips y módulos continúan avanzando, la implantación de Cat.1 avanza de forma ordenada. Así pues, a medida que Cat.1 se va introduciendo gradualmente en diversos sectores, ¿qué requisitos plantean estas nuevas aplicaciones prácticas para la evolución de la tecnología? Tras experimentar una ronda de “explosión”, ¿hasta qué punto puede llegar la popularidad de Cat.1?
Aprender de la historia: analizar las tendencias futuras a partir de la trayectoria de desarrollo de Cat.1
Ya en marzo de 2009, cuando el 3GPP publicó la versión Release 8 y propuso oficialmente el LTE, lanzó al mismo tiempo un total de cinco categorías de terminales: LTE Cat.1, Cat.2, Cat.3, Cat.4 y Cat.5. En aquel momento, el 3GPP consideraba que no bastaba con que el LTE se utilizara únicamente en teléfonos móviles, y que el mercado del IoT debía ser la tendencia de futuro. Por ello, el 3GPP define la velocidad máxima de enlace ascendente de los terminales de categoría Cat.1 en tan solo 5 Mbit/s, lo cual está destinado exclusivamente al sector del Internet de las cosas.
Sin embargo, en las primeras etapas del desarrollo de LTE, la industria no prestó mucha atención al Cat.1. En abril de 2015 se lanzó oficialmente la primera generación de relojes inteligentes, lo que marcó el inicio de la categoría de dispositivos wearables. Con la creciente popularidad de los dispositivos wearables, el Cat.1 ha ido captando poco a poco la atención de la industria.
De hecho, los primeros dispositivos wearables estaban principalmente muy integrados con los smartphones y no contaban con funciones independientes de comunicación móvil, por lo que ni siquiera podían considerarse una categoría independiente. La razón es que la antena receptora se ha convertido en el principal obstáculo para su desarrollo. Los terminales móviles 4G tradicionales deben optar por antenas receptoras duales, lo que supone una carga insostenible para un dispositivo en el que el volumen es un factor clave, como un reloj inteligente. Incluso si se incorporara a la fuerza, el efecto de recepción por diversidad se vería muy reducido.
Para resolver este problema, el 3GPP ha optimizado en repetidas ocasiones las aplicaciones relacionadas con el IoT en las versiones R12 y R13, y ha ido incorporando sucesivamente los niveles de capacidad de los terminales Cat.0, Cat.M1 y Cat.NB-1. Sin embargo, el ancho de banda máximo de recepción de estas tecnologías es de solo 1 Mbps, por lo que no pueden ofrecer una buena experiencia de usuario en entornos de dispositivos wearables.
En respuesta a ello, entre junio de 2016 y marzo de 2017, tras un largo proceso de debate, la reunión plenaria de normalización 3GPP RAN#73~#75 debatió y definió un nuevo nivel de capacidades para los terminales con una sola antena. Finalmente, en marzo de 2017, se congeló oficialmente la parte central de la versión 13 del 3GPP, LTE Cat.1 bis. Esta utilizaba la primera generación de LTE Cat.1 como referencia técnica y, junto con la parte de rendimiento de la norma de apoyo y la parte de certificación de conformidad posteriores, se revisó el coste extremadamente bajo de las normas y se definió un nivel de capacidad de los terminales —Cat.1 bis— adecuado para escenarios de aplicación del Internet de las cosas a velocidad media y con total compatibilidad con versiones anteriores.
Sin embargo, entre 2017 y 2019, cuando los dispositivos wearables con conexión móvil estaban en pleno auge, el concepto de la tecnología Cat.1 bis no generó beneficios industriales sustanciales, y se puede decir que cayó en el olvido tras su nacimiento. Entre bastidores, la norma R13 Cat.1 bis carece de una plataforma de chips para terminales capaz de plasmar plenamente su visión técnica, lo que se ha convertido en un “escollo” que obstaculiza el desarrollo del sector.
El 16 de noviembre de 2019, UNISOC presentó una nueva generación de plataforma de chips para el IoT: la Zhanrui 8910DM, que es la primera plataforma de chips para el IoT con tecnología LTE Cat.1 bis del mundo y que puede utilizarse ampliamente en múltiples dispositivos del «Internet de todo». Desde entonces, Cat.1 ha marcado el inicio de una etapa de rápido desarrollo, lo que provocó un auge del sector el año pasado.
Si analizamos detenidamente el proceso de desarrollo de Cat.1, desde sus inicios hasta su auge, no es difícil constatar que la evolución de Cat.1 a Cat.1 bis supone una iteración tecnológica en profundidad basada en la definición de escenarios, con el fin de proporcionar el soporte técnico subyacente para los servicios basados en escenarios. ; Desde el Zhanrui 8910DM hasta el auge total del sector, se ha subsanado la falta de un ecosistema técnico para Cat.1 bis, lo que le ha permitido entrar de verdad en una etapa de mercado más amplia.
No hay duda de que la Cat.1 sigue teniendo un futuro prometedor. Sin embargo, ante el actual auge del mercado, y tomando la historia como referencia, la Cat.1 seguirá teniendo que basarse en distintos escenarios de aplicación, integrarse profundamente en ellos, seguir mejorando la tecnología en sí misma y satisfacer realmente las necesidades del mercado, lo que inevitablemente requerirá algunas ampliaciones y nuevas funcionalidades.
Consolidar la base: Cat.1 debe ampliar sus nuevas funciones
Como todos sabemos, en la estructura de IoT celular “60%-30%-10%”, la categoría Cat.1 cubre principalmente los campos de conexión IoT de velocidad media y baja (30%) y presenta grandes ventajas en cuanto a la ecología de productos y la inversión en costes. Sin embargo, el Cat.1 no está exento de inconvenientes. En el caso de los dispositivos de IoT, su vida útil suele oscilar entre varios años y diez años. No obstante, el consumo de energía en modo de espera de los módulos Cat.1 actuales puede alcanzar varios miliamperios, lo que no permite satisfacer las necesidades de una autonomía prolongada de la batería.
Por ello, a finales del año pasado, la división de Internet de las Cosas de China Unicom se asoció con el Instituto de Investigación de China Unicom, UNISOC y Huawei para liderar la implementación de la primera función Cat.1 bis PSM de bajo consumo del mundo, basada en los módulos Cat.1 de Unicom Yanfei, en dos provincias y ciudades de Jiangsu y Shanghái. Pruebas en red real, convirtiéndose así en el primer operador del mundo en completar las pruebas en red real de Cat.1 bis PSM.
Mediante la prueba en red real, el módulo Unicom Yanfei Cat1, que utiliza la plataforma de chip UNISOC 8910DM, presenta un funcionamiento normal en cuanto a presencia en la red, servicios de datos de enlace ascendente y descendente, y temporizadores PSM T3324 y T3412 en el entorno de red real. Los resultados de la prueba han cumplido con las expectativas. En modo de suspensión profunda, el consumo medio de energía en espera del módulo FeiCat1 de China Unicom Yanfei es de tan solo 2,7 μA, lo que equivale prácticamente al consumo en espera del NB-IoT PSM, y la autonomía en espera puede alcanzar los 5-8 años.
Por supuesto, además de las características de bajo consumo energético, la categoría 1 también debe lograr un avance tecnológico más completo en términos de bajo coste, amplia cobertura y alta velocidad. En este sentido, en la Conferencia sobre Innovación Futura celebrada el 20 de abril, UNISOC anunció una serie de nuevas características de Cat.1 bis: entre ellas, funciones eDRX/PSM, funciones de mejora de la cobertura, funciones BT, intercomunicador profesional, mejoras de actualización, características para el mercado internacional, etc.
Entre estas nuevas características, UNISOC integra plenamente funciones avanzadas como R12 PSM, R13 eDRX y la mejora de la cobertura R13 con la tecnología Cat.1 bis, haciendo realidad el ecosistema tecnológico Cat.1 bis en las plataformas de chips para terminales de nivel superior, sistemas de certificación y a nivel mundial. La integración global de los principales requisitos de cumplimiento normativo y orientaciones de mercado, las estrategias de desarrollo de los operadores y la concienciación y diferenciación tecnológica de los fabricantes de terminales permitirá que Cat.1 bis potencie mejor las categorías de IoT de velocidad media para lograr un bajo consumo energético, una experiencia de usuario óptima con bajo coste, amplia cobertura y alta velocidad de transmisión de datos.
Además, estas nuevas funciones se combinan con escenarios de implementación para facilitar la expansión de las aplicaciones Cat.1 bis a situaciones más reales. Por ejemplo, la función BT añade compatibilidad con protocolos multimedia de Bluetooth como A2DP y HFP, lo que permite a los dispositivos IoT reproducir música; la mejora de actualización no solo admite la actualización diferencial FOTA, sino también la actualización de paquete completo; la función para el mercado exterior añade características que se combinan con las requeridas por los operadores en regiones extranjeras, lo que amplía considerablemente el alcance del mercado.
Creación de un ecosistema: ¿Qué potencial tiene Cat.1?
De hecho, gracias al rápido auge experimentado en 2020, la categoría 1 se ha implantado a gran escala en sectores como los vehículos de dos ruedas «Hello», las cabinas de recarga compartidas, los terminales de punto de venta inteligentes y las cajas T instaladas en vehículos.
En julio del año pasado, China Unicom, Unisoc y Fibocom anunciaron conjuntamente que Hello sería la primera empresa en aplicar la red de comunicaciones 4G Cat.1 en su servicio de transporte compartido en dos ruedas, lo que marcó el inicio de la entrada a gran escala de este tipo de transporte compartido en la era 4G. Se sabe que el primer lote de ciclomotores de Hello equipados con módulos 4G Cat.1 bis alcanzó los 1.500 unidades en julio del año pasado, y que en el futuro se lanzarán más bicicletas de Hello equipadas con módulos 4G Cat.1 bis.
Gracias a una mayor cobertura de la red 4G y a una menor latencia de la red, las bicicletas Hello equipadas con módulos 4G Cat.1 bis pueden reducir el tiempo de apertura y cierre del candado en más de 30% de media, lo que ha mejorado significativamente la experiencia del usuario a la hora de abrir y cerrar el candado. Además, gracias al notable aumento de la velocidad de la red, Hello Bike ofrecerá a los usuarios servicios más completos, como avisos meteorológicos dinámicos basados en la localización (LBS) o publicidad dirigida a zonas de negocios, entre otros.
A finales del año pasado, el módulo N58 de Youfang Technology, equipado con el chip de la serie 8910DM de Unisoc, se convirtió también en el primer módulo de comunicación inalámbrica Cat.1 en comercializarse con éxito en el mercado de las unidades de a bordo para vehículos inteligentes conectados, lo que impulsó de manera efectiva la popularización de los módulos de comunicación inalámbrica Cat.1 en China. La popularización y la aplicación a gran escala de la inteligencia y la conectividad en red de los automóviles pueden proporcionar servicios estables, fiables y de alta calidad a clientes particulares o empresariales, como propietarios de vehículos, gestores de flotas, concesionarios 4S y empresas de alquiler de coches.
Con el desarrollo de una serie de nuevas características técnicas de Cat.1 bis, Cat.1 también se ampliará aún más a otros ámbitos de aplicación. Por ejemplo, para requisitos de bajo consumo energético, Cat.1 podrá ofrecer una nueva opción tecnológica de alta velocidad, baja latencia y amplia cobertura para aplicaciones de IoT alimentadas por batería. Al mismo tiempo, al mejorar aún más sus capacidades de conexión, Cat.1 podrá ofrecer servicios para entornos como aparcamientos subterráneos, sótanos y zonas sin cobertura en áreas urbanas densamente pobladas.
El año pasado, China Unicom completó la adquisición centralizada de 5 millones de conjuntos de chips Cat.1, y UNISOC se adjudicó la licitación en exclusiva. Esto también pone de manifiesto que las aplicaciones del IoT se irán desplazando cada vez más hacia el 4G LTE, y que el Cat.1 está a punto de dar un salto a un escenario más amplio. En estas circunstancias, la construcción del ecosistema se convertirá cada vez más en el centro de atención del sector. En el futuro, gracias al impulso conjunto de los fabricantes de chips, los fabricantes de módulos, los operadores, etc., el ecosistema Cat.1 abarcará también miles de sectores.
Conclusión
Como todos sabemos, gracias al despliegue ya consolidado de la red 4G LTE, la tecnología Cat.1 permite sustituir tanto las redes antiguas como las nuevas sin necesidad de redistribuir la red. A medida que el rendimiento de la tecnología Cat.1 siga mejorando, sus escenarios de aplicación serán, inevitablemente, cada vez más abundantes, lo que también podría significar que el modelo de IoT celular “60%-30%-10%” no es imposible de modificar. .
