رده های 4G LTE توضیح داده شده: Cat1/Cat4/Cat6 را با نیازهای خود مطابقت دهید | LB-LINK

در توسعه فناوری 4G LTE، 'Cat (دسته)' اصطلاحی است که اغلب ذکر می شود. از Cat1 سطح پایه تا Cat18 با عملکرد بالا، دسته بندی های مختلف تکرار دقیق فناوری های ارتباطی را پنهان می کنند. این مقاله از لایه پایین فنی شروع می‌شود، منطق تعریف، تفاوت‌های اصلی و کاربردهای عملی دسته‌های LTE Cat را تحلیل می‌کند و به خوانندگان کمک می‌کند تا این شاخص کلیدی را که بر عملکرد دستگاه 4G تأثیر می‌گذارد درک کنند.

I. ماهیت دسته‌های گربه LTE: یک 'استاندارد طبقه‌بندی' برای قابلیت‌های ارتباطی

دسته بندی LTE Cat یک فناوری خاص نیست، بلکه یک سیستم طبقه بندی عملکرد است که توسط 3GPP (پروژه مشارکت نسل سوم) برای 4G فرموله شده است. دستگاه های ترمینال عملکرد اصلی آن تعریف حداکثر قابلیت ترمینال ها هنگام دسترسی به شبکه های LTE از طریق نشانگرهای فنی یکپارچه (مانند نرخ، حالت مدولاسیون، پیکربندی چند آنتن و غیره) است و اطمینان حاصل می کند که دستگاه های سازنده های مختلف می توانند با هم در یک شبکه کار کنند.

به زبان ساده، دسته‌های Cat مانند «گواهینامه‌های قابلیت ارتباط» هستند - هرچه سطح Cat بالاتر باشد، فناوری‌های پشتیبانی‌شده توسط ترمینال پیشرفته‌تر و عملکرد قوی‌تر مانند نرخ قابل دستیابی و ثبات بیشتر است. این سیستم برای اولین بار در پیشنهاد شد نسخه 8 3GPP (2008) و به طور مداوم با تکامل تکنولوژیک گسترش یافته است. در حال حاضر تا Cat20 تعریف شده است.

II. سه شاخص فنی اصلی تعیین کننده دسته بندی گربه ها

تفاوت‌های بین دسته‌های مختلف Cat اساساً توسط سه پارامتر فنی اصلی تعیین می‌شود که با هم «سقف ارتباطی» ترمینال را تشکیل می‌دهند:

1. حالت مدولاسیون: کلید داده 'بازده بسته بندی'

فناوری مدولاسیون میزان داده ای را که می تواند در واحد زمان منتقل شود را تعیین می کند. حالت های مدولاسیون زیر عمدتا 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 سرعت متوسط ​​و بالا)؛

• 256QAM : 8 بیت داده در هر نماد (سناریوهای سرعت بالا، پشتیبانی شده توسط Cat6 و بالاتر).

به عنوان مثال، Cat4 فقط 64QAM را پشتیبانی می کند ، در حالی که Cat6 معرفی می کند 256QAM را که بازده انتقال داده را با همان پهنای باند تا 33 درصد افزایش می دهد.

2. Carrier Aggregation (CA): فناوری پهنای باند 'Splicing'.

پهنای باند تک حامل شبکه های LTE معمولاً 1.4 مگاهرتز تا 20 مگاهرتز است . فناوری تجمیع حامل‌ها می‌تواند چندین حامل را به پهنای باند وسیع‌تری «پیوند» کند و در نتیجه نرخ را افزایش دهد. به عنوان مثال:

• Cat4 تا 2 تجمع حامل (پهنای باند کل 40 مگاهرتز ) را پشتیبانی می کند.

• Cat6 از 2 تجمع حامل (پهنای باند کل 40 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند، اما به دلیل معرفی 256QAM ، نرخ از Cat4 بیشتر است.;

• Cat12 از 3 تجمع حامل (پهنای باند کل 60 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند که در ترکیب با 256QAM به عملکرد بالاتری دست می یابد..

3. پیکربندی MIMO: قابلیت 'انتقال موازی' فضایی

MIMO (Multiple Input Multiple Output) با ارسال و دریافت داده ها از طریق چندین آنتن به طور همزمان، مالتی پلکس فضایی را تحقق می بخشد. پیکربندی MIMO پایانه های LTE با 'تعداد آنتن های فرستنده × تعداد آنتن های گیرنده' نشان داده می شود:

• Cat1/Cat4 معمولاً MIMO 2×2 را پشتیبانی می کند (2 آنتن فرستنده + 2 آنتن گیرنده).

• Cat6 و بالاتر می تواند MIMO 4×4 را پشتیبانی کند که از نظر تئوری سرعت داده را دو برابر می کند.

III. پارامترهای فنی و سناریوهای کاربردی دسته‌های اصلی LTE Cat

همه دسته های Cat به تجاری سازی در مقیاس بزرگ دست پیدا نکرده اند. در حال حاضر، دسته بندی های زیر بیشترین استفاده را دارند که هر کدام با شرایط سناریوهای متفاوتی مطابقت دارند:

1. Cat1: 'مدل اقتصادی و عملی' برای اینترنت اشیا

• پارامترهای اصلی : سرعت دانلود 10 مگابیت در ثانیه ، نرخ بالا لینک 5 مگابیت در ثانیه . از مدولاسیون پشتیبانی می کند 16QAM/64QAM ، MIMO 2×2 و از تجمع حامل پشتیبانی نمی کند.

• ویژگی‌های فنی : هزینه کم، مصرف انرژی کم (زمان آماده به کار می‌تواند به چندین سال برسد)، می‌تواند با سخت‌افزار ساده، مناسب برای سناریوهای با نرخ پایین و اتصال طولانی، محقق شود.

• کاربردهای معمولی : کنتورهای هوشمند آب/گاز (فقط ده ها کیلوبایت داده مورد نیاز در ماه)، دوچرخه های مشترک (موقعیت یابی و گزارش وضعیت)، دستگاه های پوشیدنی (انتقال داده ضربان قلب/موقعیت).

2. Cat4: 'نیروی اصلی' دستگاه های درجه مصرف کننده

• پارامترهای اصلی : نرخ دانلود 150 مگابیت در ثانیه ، نرخ بالا لینک 50 مگابیت در ثانیه. از مدولاسیون پشتیبانی می کند 64QAM ، MIMO 2×2 ، تا 2 تجمع حامل ( 40 مگاهرتز ) .

• ویژگی های فنی : نرخ و هزینه را متعادل می کند، می تواند نیازهای اکثر سناریوهای مصرف کننده را برآورده کند و انتخاب اصلی برای روترهای 4G و تلفن های همراه سطح پایه.

• برنامه های کاربردی معمولی : خانه روترهای 4G ( به عنوان مثال، LB-LINK CPE450AX )، تلفن های هوشمند متوسط ​​به پایین، ناوبری اتومبیل (ترافیک بیدرنگ و موسیقی آنلاین).

3. Cat6: 'نماینده عملکرد' برای سناریوهای موبایل با سرعت بالا

• پارامترهای اصلی : سرعت دانلود 300 مگابیت در ثانیه ، نرخ بالا لینک 50 مگابیت در ثانیه. مدولاسیون معرفی می کند ، از 256QAM (پیوند پایین) را 2×2 MIMO ، 2 تجمع حامل ( 40 مگاهرتز ) پشتیبانی می کند.

• ویژگی‌های فنی : 256QAM را برای اولین بار در downlink به کار می‌گیرد و 'بازده بسته‌بندی' داده را تا 33% افزایش می‌دهد، مناسب برای سناریوهای حساس به نرخ‌های downlink.

• کاربردهای معمولی : پیشرفته روترهای 4G (سطح سازمانی)، تجهیزات پخش زنده 4K (پخش زنده رویداد در فضای باز)، سیستم‌های سرگرمی داخل خودرو ( ردیف عقب ). 4K پخش ویدیوی

4. Cat12: 'معیار سرعت بالا' برای درجه صنعتی

• پارامترهای اصلی : نرخ دانلود 600 مگابیت در ثانیه ، نرخ بالا لینک 100 مگابیت در ثانیه. از مدولاسیون پشتیبانی می کند . 256QAM ، 4×4 MIMO ، 3 تجمع حامل ( 60 مگاهرتز )

• ویژگی‌های فنی : تجمع چند حامل + MIMO با مرتبه بالا، نرخ متعادل‌سازی و پایداری، برآورده کردن نیازهای پهنای باند بالا در سطح صنعتی.

• کاربردهای معمولی : نظارت صنعتی (بازگشت در زمان واقعی دوربین های چند کاناله 4K)، پزشکی از راه دور (انتقال ویدئوی جراحی با کیفیت بالا)، پشتیبان گیری خط اختصاصی سازمانی (جایگزینی برخی از سناریوهای فیبر نوری).

IV. رابطه بین دسته‌های گربه و تجربه کاربر: کلید فراتر از نرخ

کاربران عادی ممکن است فکر کنند که 'هر چه سطح Cat بالاتر باشد بهتر'، اما تجربه واقعی باید با سناریوها ترکیب شود:

• نرخ تنها استاندارد نیست : برای مثال، 150 مگابیت در ثانیه Cat4 می‌تواند نیازهای ویدیوهای 4K (که به 25 مگابیت در ثانیه نیاز دارد )، کنفرانس‌های ویدئویی (نیاز به 4 مگابیت در ثانیه ) و غیره را برآورده کند. پیگیری کورکورانه Cat6/Cat12 هزینه دستگاه و مصرف انرژی را افزایش می‌دهد.

• 'تطابق' بین شبکه و ترمینال : سطح ترمینال Cat باید با فناوری های پشتیبانی شده توسط شبکه اپراتور مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، اگر اپراتور تجمیع حامل را مستقر نکرده باشد، پایانه های Cat6 نمی توانند به سرعت 300 مگابیت بر ثانیه دست یابند..

• تعادل بین مصرف برق و سناریوها : هرچه سطح Cat بالاتر باشد ، مصرف برق تراشه ترمینال بیشتر است. بنابراین، دستگاه‌های اینترنت اشیا (مانند کنتورهای هوشمند) برای Cat1 (مصرف انرژی کم) مناسب‌تر هستند تا Cat4/Cat6..

V. منطق تکامل دسته‌های گربه: از 'رقابت سرعت' تا 'بخش بندی سناریو'

تعریف دسته بندی Cat توسط 3GPP ایده تکامل فناوری 4G را منعکس می کند :

1. مرحله اولیه (2008-2012) : تمرکز بر بهبود نرخ، از Cat1 تا Cat4 ، برآورده کردن نیازهای پهن باند تلفن همراه 'از ابتدا'.

2. مرحله میانی (2013-2016) : تجمع حامل و مدولاسیون با مرتبه بالا (مانند 256QAM برای Cat6 )، شکستن گلوگاه نرخ.

3. مرحله بعدی (2017-2020) : سناریوهای بخش‌بندی شده، راه‌اندازی کم‌مصرف Cat-M1/NB-IoT (نرخ فقط ده‌ها کیلوبیت در ثانیه) برای اینترنت اشیا، و دسته‌هایی با عملکرد بالا مانند Cat12 برای سناریوهای صنعتی.

این تکامل «پوشش طیف گسترده» 4G LTE را قادر می‌سازد تا هم از انتقال میکرو داده‌های ساعت‌های هوشمند و هم از نیازهای پرسرعت پخش زنده 4K پشتیبانی کند ، و آن را به یکی از پرکاربردترین فناوری‌های ارتباطات سیار در تاریخ تبدیل می‌کند.

نتیجه‌گیری: درک دسته‌های Cat برای انتخاب دستگاه 4G مناسب

دسته‌های LTE Cat «کارت‌های شناسایی فنی» قابلیت‌های ارتباطی ترمینال هستند. آنها فقط رشته ای از اعداد نیستند، بلکه راهنمای تطبیق دستگاه ها با سناریوها هستند. برای کاربران عادی، Cat4 می‌تواند اکثر 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 5G , LTE دسته‌های Cat همچنان نقش بلندمدتی در اینترنت اشیا، پوشش در مناطق دورافتاده و سایر زمینه‌ها خواهند داشت. درک منطق فنی آن نه تنها می‌تواند به ما در انتخاب دستگاه‌های مناسب‌تر کمک کند، بلکه به وضوح زمینه توسعه فناوری ارتباطات سیار 'از عمومی به بخش‌بندی شده' را نیز مشاهده می‌کنیم.

---

اگر می‌خواهید محصولات بیشتری از روتر 4G را که مطابق با استانداردهای مختلف دسته Cat هستند، بشناسید ، می‌توانید به این آدرس مراجعه کنید منطقه روتر LB-LINK 4G ；اگر نیازهای سفارشی یا مشاوره فنی دارید، لطفاً C با تماس بگیرید U s برای پشتیبانی حرفه ای به آن مراجعه کنید.