Dans le développement de la technologie 4G LTE, 'Cat (catégorie) ' est un terme fréquemment mentionné. Du Cat1 d'entrée de gamme à la haute performance Cat18, différentes catégories cachent l'itération précise des technologies de communication. Cet article commencera à partir de la couche inférieure technique, analysera la logique de définition, les différences de base et les applications pratiques des catégories CAT LTE, aidant les lecteurs à comprendre cet indicateur clé qui affecte les performances de l'appareil 4G.
I. L'essence des catégories CAT LTE: A 'Standard de classification ' pour les capacités de communication
Les catégories CAT LTE ne sont pas une technologie spécifique, mais un système de classification des performances formulée par 3GPP (projet de partenariat de 3e génération) pour les dispositifs de terminaux 4G . Sa fonction principale est de définir la capacité maximale des bornes lors de l'accès aux réseaux LTE via des indicateurs techniques unifiés (tels que le taux, le mode de modulation, la configuration multi-antenne, etc.), en veillant à ce que les appareils de différents fabricants peuvent travailler ensemble dans le même réseau.
Autrement dit, les catégories de chats sont comme 'Certificats de capacité de communication ' - plus le niveau de chat est élevé, plus les technologies sont prises en charge par le terminal, et plus les performances sont fortes comme le taux et la stabilité réalisables. Ce système a été proposé pour la première fois dans la version 8 3GPP (2008) et a été en continu élargi avec l'évolution technologique. Actuellement, il a été défini jusqu'à Cat20.
Ii Trois indicateurs techniques de base déterminant les catégories de chats
Les différences entre les différentes catégories de chats sont essentiellement déterminées par trois paramètres techniques de base, qui forment ensemble le 'plafond de communication ' du terminal:
1. Mode de modulation: la clé des données 'Efficacité de l'emballage '
La technologie de modulation détermine la quantité de données qui peuvent être transmises par unité de temps. Les modes de modulation suivants sont principalement utilisés en LTE :
QPSK : 2 bits de données par symbole (scénarios à basse vitesse);
16qam : 4 bits de données par symbole;
64qam : 6 bits de données par symbole (scénarios à moyenne et haute vitesse);
256qam : 8 bits de données par symbole (scénarios à grande vitesse, pris en charge par Cat6 et au-dessus).
Par exemple, Cat4 ne prend en charge que 64qam , tandis que Cat6 introduit 256qam , ce qui augmente l'efficacité de transmission des données de 33% sous la même bande passante.
2.
La bande passante unique des réseaux LTE est généralement de 1,4 MHz-20 MHz . La technologie d'agrégation des transporteurs peut 'épisser les transporteurs multiples dans une bande passante plus large, augmentant ainsi le taux. Par exemple:
CAT4 prend en charge jusqu'à 2 agrégations de transporteurs (bande passante totale 40 MHz );
CAT6 prend en charge 2 agrégations de transporteurs (bande passante totale 40 MHz ), mais en raison de l'introduction de 256qam , le taux dépasse celui de Cat4;
CAT12 prend en charge 3 agrégations de transporteurs (bande passante totale 60 MHz ), atteignant des performances plus élevées en combinaison avec 256qam.
3. Configuration MIMO: Spatial 'Capacité de transmission parallèle '
MIMO (Sortie multiple à entrée multiple) réalise le multiplexage spatial en transmettant et en recevant des données via plusieurs antennes simultanément. La configuration MIMO des terminaux LTE est représentée par 'Nombre d'antennes d'émission × nombre d'antennes de réception ':
Cat1 / Cat4 prend généralement en charge 2 × 2 MIMO (2 antennes de transmission + 2 antennes de réception);
Cat6 et au-dessus peut prendre en charge 4 × 4 MIMO , ce qui double théoriquement le débit de données.
Iii. Paramètres techniques et scénarios d'application des catégories de chats LTE traditionnelles
Toutes les catégories de chats n'ont pas atteint la commercialisation à grande échelle. Actuellement, les catégories suivantes sont les plus utilisées, chacune correspondant à différentes exigences de scénario:
1. Cat1: le 'modèle économique et pratique ' pour l'Internet des objets
Paramètres de base : taux de liaison descendante 10 Mbps , taux de liaison montante de 5 Mbps ; Prend en charge la modulation 16qam / 64qam , 2 × 2 MIMO , et ne prend pas en charge l'agrégation de porteuse.
Caractéristiques techniques : un faible coût, une faible consommation d'énergie (le temps de veille peut atteindre plusieurs années), peut être réalisé avec un matériel simple, adapté aux scénarios à faible débit et à connexion longue.
Applications typiques : compteurs d'eau intelligents / compteurs de gaz (seulement des dizaines de KB de données nécessaires par mois), des vélos partagés (positionnement et rapports de situation), dispositifs portables (transmission de données de fréquence cardiaque / position).
2. Cat4: la 'Force principale ' des appareils grand public
Paramètres de base : taux de liaison descendante 1de 50 Mbps , taux de liaison montante de 50 Mbps ; Prend en charge la modulation 64qam , 2 × 2 MIMO , jusqu'à 2 agrégations porteuses ( 40 MHz ).
Caractéristiques techniques : le taux d'équilibre et le coût, peut répondre aux besoins de la plupart Routeurs 4G et téléphones mobiles d'entrée de gamme.
Applications typiques : maison Routeurs 4G ( par exemple, LB-LINK CPE450AX ), smartphones de milieu à la fin, navigation automobile (trafic en temps réel et musique en ligne).
3. Cat6: le 'Représentant des performances ' pour les scénarios mobiles à grande vitesse
Paramètres de base : taux de liaison descendante de 300 Mbps , taux de liaison montante de 50 Mbps ; Présentation de la modulation 256qam (liaison descendante), prend en charge 2 × 2 MIMO , 2 agrégations porteuses ( 40 MHz ).
Caractéristiques techniques : adopte 256qam pour la première fois dans la liaison descendante, augmentant les données 'Efficacité de l'emballage ' de 33%, adaptées aux scénarios sensibles aux taux de liaison descendants.
Applications typiques : haut de gamme routeurs 4G (niveau d'entreprise), équipement de diffusion en direct 4K (événement en plein air en direct), systèmes de divertissement dans les véhicules ( à rangée arrière ). 4K lecture vidéo
4. Cat12: le 'Benchmark à grande vitesse ' pour la qualité industrielle
Paramètres de base : taux de liaison descendante de 600 Mbps , taux de liaison montante de 100 Mbps ; prend en charge la modulation 256qam , 4 × 4 MIMO , 3 agrégations porteuses ( 60 MHz ).
Caractéristiques techniques : Aggrégation multicarrier + MIMO de haut niveau, taux d'équilibrage et stabilité, répondant aux exigences de large bande passante de qualité industrielle.
Applications typiques : surveillance industrielle (backhaul en temps réel des appareils photo 4K multicanaux), télémédecine (transmission vidéo chirurgicale haute définition), sauvegarde de ligne dédiée à l'entreprise (remplaçant certains scénarios de fibres optiques).
Iv. La relation entre les catégories de chats et l'expérience utilisateur: la clé au-delà du taux
Les utilisateurs ordinaires peuvent penser que 'plus le niveau du chat est élevé, mieux c'est, mais l'expérience réelle doit être combinée avec des scénarios:
Le taux n'est pas la seule norme : par exemple, les 150 Mbps de Cat4 peuvent déjà répondre aux besoins des vidéos 4K (nécessitant 25 Mbps ), des conférences vidéo (nécessitant 4 Mbps ), etc. La poursuite aveuglément de Cat6 / Cat12 augmentera le coût des appareils et la consommation d'énergie.
'Correspondant ' entre le réseau et le terminal : le niveau de chat du terminal doit correspondre aux technologies prises en charge par le réseau de l'opérateur. Par exemple, si l'opérateur n'a pas déployé l'agrégation des transporteurs, les terminaux Cat6 ne peuvent pas atteindre un taux de 300 Mbps.
Équilibre entre la consommation d'énergie et les scénarios : plus le niveau du chat est élevé , plus la consommation d'énergie de la puce terminale est élevée. Par conséquent, les appareils IoT (comme les compteurs intelligents) conviennent plus à Cat1 (faible consommation d'énergie) plutôt qu'à Cat4 / Cat6.
V. La logique d'évolution des catégories CAT: de 'Speed Competition ' à 'Scénario Segmentation '
La définition des catégories de chats par 3GPP reflète l'idée d'évolution de la technologie 4G :
Early Stage (2008-2012) : axé sur l'amélioration des taux, de Cat1 à Cat4 , répondant aux besoins à large bande mobile 'à partir de zéro;
Étape intermédiaire (2013-2016) : introduit l'agrégation des porteurs et la modulation d'ordre élevé (comme 256qam pour Cat6 ), en percer le goulot d'étranglement du taux;
Stage ultérieur (2017-2020) : scénarios segmentés, lancement de à basse puissance Cat-M1 / NB-IOT (taux uniquement de dizaines de KBP) pour l'Internet des objets, et des catégories hautes performances telles que Cat12 pour les scénarios industriels.
Cette évolution 'à large spectre ' permet à la 4G LTE de prendre en charge à la fois la transmission micro-données de montres intelligentes et les besoins à haut débit des émissions en direct 4K , ce qui en fait l'une des technologies de communication mobile les plus utilisées de l'histoire.
Conclusion: Comprendre les catégories de chats pour choisir le bon appareil 4G
Les catégories CAT LTE sont les 'cartes techniques ' des capacités de communication terminale. Ce ne sont pas seulement une chaîne de nombres, mais un guide pour faire correspondre les appareils avec des scénarios. Pour les utilisateurs ordinaires, Cat4 peut déjà répondre à la plupart des besoins tels que la maison et le bureau; Pour les entreprises ou les scénarios spéciaux, CAT6 et supérieur peut être sélectionné en fonction du taux, de la consommation d'énergie et du coût.
Avec la vulgarisation des catégories 5G , CAT LTE jouera toujours un rôle à long terme dans l'Internet des objets, la couverture dans les régions éloignées et autres domaines. Comprendre sa logique technique peut non seulement nous aider à choisir des appareils plus appropriés, mais aussi à voir clairement le contexte de développement de la technologie de communication mobile 'du général au segmenté '.
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