در توسعه فناوری 4G LTE ، 'CAT (دسته) ' یک اصطلاح غالباً ذکر شده است. از سطح ورودی CAT1 تا CAT18 با کارایی بالا ، دسته های مختلف تکرار دقیق فن آوری های ارتباطی را پنهان می کنند. این مقاله از لایه پایین فنی شروع می شود ، منطق تعریف ، تفاوت های اصلی و کاربردهای عملی دسته های گربه LTE را تجزیه و تحلیل می کند و به خوانندگان کمک می کند تا این نشانگر کلیدی را که بر عملکرد دستگاه 4G تأثیر می گذارد ، درک کنند.
I. جوهر دسته های گربه LTE: یک 'استاندارد طبقه بندی' برای قابلیت های ارتباطی
دسته های گربه LTE یک فناوری خاص نیستند ، اما یک سیستم طبقه بندی عملکردی که توسط 3GPP (پروژه مشارکت نسل سوم) برای 4G تدوین شده است. دستگاه های ترمینال عملکرد اصلی آن تعریف حداکثر توانایی پایانه ها هنگام دسترسی به شبکه های LTE از طریق شاخص های فنی یکپارچه (مانند نرخ ، حالت مدولاسیون ، پیکربندی چند آنتنا و غیره) است ، و اطمینان حاصل می کند که دستگاه های تولید کنندگان مختلف می توانند در همان شبکه با هم کار کنند.
به عبارت ساده تر ، دسته بندی گربه ها مانند 'گواهینامه های قابلیت ارتباطی ' هستند - هرچه سطح گربه بالاتر باشد ، فن آوری های پشتیبانی شده توسط ترمینال پیشرفته تر می شوند و عملکرد مانند نرخ دستیابی و ثبات را قوی تر می کند. این سیستم برای اولین بار در نسخه 3GPP 8 (2008) پیشنهاد شده است و به طور مداوم با تکامل تکنولوژیکی گسترش یافته است. در حال حاضر ، آن را تا Cat20 تعریف شده است.
ii. سه شاخص فنی اصلی تعیین دسته های گربه
تفاوت بین دسته های مختلف گربه اساساً توسط سه پارامتر فنی اصلی تعیین می شود ، که در کنار هم 'سقف ارتباطی' ترمینال را تشکیل می دهند:
1. حالت مدولاسیون: کلید داده 'راندمان بسته بندی'
فناوری مدولاسیون میزان داده هایی را که می تواند در هر واحد زمان منتقل شود تعیین می کند. حالت های مدولاسیون زیر عمدتاً در LTE استفاده می شود :
QPSK : 2 بیت داده در هر نماد (سناریوهای کم سرعت) ؛
16QAM : 4 بیت داده در هر نماد ؛
64QAM : 6 بیت داده در هر نماد (سناریوهای متوسط و پر سرعت) ؛
256QAM : 8 بیت داده در هر نماد (سناریوهای پر سرعت ، پشتیبانی شده توسط CAT6 و بالاتر).
به عنوان مثال ، CAT4 فقط از 64QAM پشتیبانی می کند ، در حالی که CAT6 معرفی می کند 256QAM را ، که باعث افزایش کارایی انتقال داده ها 33 ٪ در زیر پهنای باند می شود.
2. جمع آوری حامل (CA): پهنای باند 'تقسیم بندی'
پهنای باند تک شبکه های LTE معمولاً 1.4 مگاهرتز -20MHz است . فناوری جمع آوری حامل می تواند چندین حامل را به یک پهنای باند وسیع تر تبدیل کند و از این طریق نرخ را افزایش می دهد. به عنوان مثال:
CAT4 حداکثر 2 تجمع حامل (پهنای باند کل 40MHz ) را پشتیبانی می کند.
CAT6 از 2 تجمع حامل (کل پهنای باند 40 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند ، اما به دلیل معرفی 256QAM ، نرخ بیش از CAT4 است;
CAT12 از 3 تجمع حامل (کل پهنای باند 60 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند ، و به عملکرد بالاتر در ترکیب با 256QAM می رسد.
3. پیکربندی MIMO: قابلیت 'انتقال موازی ' فضایی
MIMO (خروجی چندگانه ورودی چندگانه) با انتقال و دریافت داده ها از طریق آنتن های متعدد به طور همزمان ، چند برابر مکانی را تحقق می بخشد. پیکربندی MIMO پایانه های LTE با 'تعداد آنتن های انتقال دهنده × تعداد آنتن های دریافت کننده' نشان داده شده است:
iii پارامترهای فنی و سناریوهای کاربردی دسته اصلی گربه LTE
همه دسته های CAT به تجاری سازی در مقیاس بزرگ دست نیافته اند. در حال حاضر ، دسته های زیر بیشترین استفاده را دارند که هر یک مربوط به الزامات مختلف سناریو است:
1. CAT1: 'مدل اقتصادی و عملی' برای اینترنت اشیاء
پارامترهای اصلی : نرخ downlink 10Mbps ، نرخ بالابر 5Mbps ؛ از مدولاسیون پشتیبانی می کند 16QAM/64QAM ، MIMO 2 × 2 و از تجمع حامل پشتیبانی نمی کند.
ویژگی های فنی : کم هزینه ، مصرف کم مصرف (زمان آماده به کار می تواند به چندین سال برسد) ، می توان با سخت افزار ساده ، مناسب برای سناریوهای کم سرعت و اتصال طولانی ، تحقق یافت.
برنامه های کاربردی معمولی : کنتورهای آب هوشمند/کنتورهای گاز (فقط ده ها KB از داده های مورد نیاز در هر ماه) ، دوچرخه های مشترک (موقعیت یابی و گزارش وضعیت) ، دستگاه های پوشیدنی (ضربان قلب/موقعیت انتقال داده).
2. CAT4: 'نیروی اصلی' دستگاه های درجه مصرف کننده
پارامترهای اصلی : نرخ downlink 150mbps ، نرخ بالابر 50Mbps ؛ از مدولاسیون پشتیبانی می کند 64QAM ، MIMO 2 × 2 ، حداکثر 2 تجمع حامل ( 40 مگاهرتز ) .
ویژگی های فنی : نرخ تعادل و هزینه ، می تواند نیازهای بیشتر سناریوهای درجه مصرف کننده را برآورده کند ، و انتخاب اصلی برای روترهای 4G و تلفن های همراه در سطح ورودی.
برنامه های معمولی : خانه روترهای 4G ( به عنوان مثال ، LB-Link CPE450AX ) ، تلفن های هوشمند میانه تا پایین ، ناوبری اتومبیل (ترافیک در زمان واقعی و موسیقی آنلاین).
3. CAT6: 'نماینده عملکرد ' برای سناریوهای پر سرعت موبایل
پارامترهای اصلی : نرخ downlink 300Mbps ، نرخ بالابر 50Mbps ؛ مدولاسیون معرفی می کند ، از 256QAM (downlink) را 2 × 2 MIMO ، 2 تجمع حامل ( 40 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند.
ویژگی های فنی : 256QAM را در Downlink اتخاذ می کند ، و داده ها را 'راندمان بسته بندی' 33 ٪ افزایش می دهد ، برای سناریوهای حساس به نرخ downlink مناسب است. برای اولین بار
برنامه های کاربردی معمولی : با سطح بالا روترهای 4G (سطح سازمانی) ، 4K تجهیزات پخش زنده (پخش زنده رویداد در فضای باز) ، سیستم های سرگرمی درون وسیله نقلیه ( ردیف عقب ). 4K پخش ویدیوی
4. CAT12: 'معیار پر سرعت' برای درجه صنعتی
پارامترهای اصلی : نرخ downlink 600Mbps ، نرخ بالابر 100Mbps ؛ پشتیبانی از مدولاسیون 256QAM ، 4 MIMO 4 ، 3 تجمع حامل ( 60 مگاهرتز ).
ویژگی های فنی : تجمع چند حامل + MIMO مرتبه بالا ، نرخ تعادل و ثبات ، برآورده کردن نیازهای پهنای باند درجه صنعتی.
برنامه های کاربردی معمولی : نظارت صنعتی (پشتوانه در زمان واقعی دوربین های چند کانال 4K) ، از راه دور (انتقال فیلم جراحی با کیفیت بالا) ، پشتیبان گیری از خط اختصاصی شرکت (جایگزین کردن برخی از سناریوهای فیبر نوری).
IV رابطه بین دسته های گربه و تجربه کاربر: کلید فراتر از نرخ
کاربران معمولی ممکن است فکر کنند که 'هرچه سطح گربه بالاتر باشد ، بهتر' ، اما تجربه واقعی باید با سناریوها ترکیب شود:
نرخ تنها استاندارد نیست : به عنوان مثال ، 150 مگابیت در ثانیه CAT4 می تواند نیازهای فیلم 4K (نیاز به 25 مگابیت در ثانیه ) ، کنفرانس های ویدیویی (نیاز به 4Mbps ) و غیره را برآورده سازد.
'تطبیق ' بین شبکه و ترمینال : سطح ترمینال گربه باید با فناوری های پشتیبانی شده توسط شبکه اپراتور مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال ، اگر اپراتور تجمع حامل را مستقر نکرده باشد ، پایانه های CAT6 نمی توانند به نرخ 300 مگابیت در ثانیه برسند.
تعادل بین مصرف برق و سناریوها : هرچه سطح گربه بالاتر باشد ، مصرف برق تراشه ترمینال بیشتر می شود. بنابراین ، دستگاه های IoT (مانند کنتورهای هوشمند) CAT1 (مصرف کم مصرف) مناسب تر هستند به جای CAT4/CAT6 برای .
V. منطق تکامل دسته های CAT: از 'رقابت سرعت ' به 'تقسیم سناریو '
تعریف دسته های CAT توسط 3GPP نشان دهنده ایده تکامل فناوری 4G است:
مرحله اولیه (2008-2012) : متمرکز بر بهبود نرخ ، از CAT1 به CAT4 ، برآورده کردن نیازهای پهنای باند موبایل 'از ابتدا'.
Middle Stage (2013-2016) : تجمع حامل معرفی شده و مدولاسیون مرتبه بالا (مانند 256QAM برای CAT6 ) ، از طریق تنگنای نرخ.
مرحله بعدی (2017-2020) : سناریوهای تقسیم شده ، راه اندازی کم قدرت CAT-M1/NB-IOT (فقط ده ها KBP در ثانیه) برای اینترنت اشیاء ، و دسته بندی های با کارایی بالا مانند CAT12 برای سناریوهای صنعتی.
این تکامل 'پوشش طیف گسترده ' 4G LTE را قادر می سازد از انتقال میکرو داده های ساعتهای هوشمند و نیازهای پر سرعت پخش 4K زنده پشتیبانی کند و آن را به یکی از پرکاربردترین فن آوری های ارتباطی موبایل در تاریخ تبدیل کند.
نتیجه گیری: درک دسته های گربه برای انتخاب دستگاه 4G مناسب
دسته های گربه LTE 'کارتهای شناسایی فنی' از قابلیت های ارتباطی ترمینال هستند. آنها فقط یک رشته از اعداد نیستند ، بلکه راهنمایی برای تطبیق دستگاه ها با سناریوها هستند. برای کاربران معمولی ، CAT4 می تواند بیشترین نیازها مانند خانه و محل کار را برآورده کند. برای شرکت ها یا سناریوهای خاص ، CAT6 و بالاتر را می توان با توجه به نرخ ، مصرف برق و هزینه انتخاب کرد.
با محبوبیت دسته بندی 5G , LTE CAT هنوز نقش طولانی مدت در اینترنت اشیاء ، پوشش در مناطق از راه دور و سایر زمینه ها بازی خواهد کرد. درک منطق فنی آن نه تنها می تواند به ما در انتخاب دستگاه های مناسب تر کمک کند ، بلکه به وضوح زمینه توسعه فناوری ارتباطات موبایل را 'از عمومی تا تقسیم شده' می بینیم.
اگر می خواهید بدانید محصولات روتر 4G بیشتری را که مطابق با استانداردهای مختلف دسته گربه ها هستند ، ، می توانید از این بازدید بازدید کنید LB-Link 4G Router Area ； اگر نیازهای سفارشی یا مشاوره فنی دارید ، لطفاً برای c ontact us پشتیبانی حرفه ای احساس راحتی کنید.
