הסבר על קטגוריות 4G LTE: התאם Cat1/Cat4/Cat6 לצרכים שלך | LB-LINK

בפיתוח טכנולוגיית 4G LTE, 'חתול (קטגוריה)' הוא מונח המוזכר לעתים קרובות. מ-Cat1 ברמת הכניסה ועד ל-Cat18 בעל הביצועים הגבוהים, קטגוריות שונות מסתירות את האיטרציה המדויקת של טכנולוגיות תקשורת. מאמר זה יתחיל מהשכבה התחתונה הטכנית, ינתח את היגיון ההגדרה, הבדלי הליבה והיישומים המעשיים של קטגוריות LTE Cat, ויעזור לקוראים להבין את מחוון המפתח הזה שמשפיע על ביצועי מכשירי דור 4.

I. המהות של קטגוריות LTE Cat: 'תקן סיווג' ליכולות תקשורת

קטגוריות LTE Cat אינן טכנולוגיה ספציפית, אלא מערכת סיווג ביצועים שנוסחה על ידי 3GPP (פרויקט שותפות דור 3) עבור התקני מסוף דור 4 . תפקיד הליבה שלו הוא להגדיר את היכולת המקסימלית של מסופים בעת גישה לרשתות LTE באמצעות אינדיקטורים טכניים מאוחדים (כגון קצב, מצב אפנון, תצורת ריבוי אנטנות וכו'), להבטיח שמכשירים מיצרנים שונים יכולים לעבוד יחד באותה רשת.

במילים פשוטות, קטגוריות Cat הן כמו 'תעודות יכולת תקשורת' - ככל שרמת ה-Cat גבוהה יותר, כך הטכנולוגיות הנתמכות על ידי הטרמינל מתקדמות יותר, והביצועים חזקים יותר כמו קצב בר השגה ויציבות. מערכת זו הוצעה לראשונה בגרסה 8 של 3GPP (2008) והורחבה ללא הרף עם ההתפתחות הטכנולוגית. נכון לעכשיו, הוא הוגדר עד Cat20.

II. שלושה אינדיקטורים טכניים הליבה הקובעים קטגוריות חתולים

ההבדלים בין קטגוריות שונות של חתולים נקבעים בעיקרם על ידי שלושה פרמטרים טכניים מרכזיים, אשר יוצרים יחד את 'תקרת התקשורת' של הטרמינל:

1. מצב אפנון: המפתח לנתונים 'יעילות אריזה'

טכנולוגיית אפנון קובעת את כמות הנתונים שניתן להעביר ליחידת זמן. מצבי האפנון הבאים משמשים בעיקר ב- LTE :

• QPSK : 2 ביטים של נתונים לכל סמל (תרחישים במהירות נמוכה);

• 16QAM : 4 סיביות של נתונים לכל סמל;

• 64QAM : 6 סיביות של נתונים לכל סמל (תרחישים בינוניים ומהירות גבוהה);

• 256QAM : 8 סיביות של נתונים לכל סמל (תרחישים במהירות גבוהה, נתמכים על ידי Cat6 ומעלה).

לדוגמה, Cat4 תומך רק ב-64QAM , בעוד ש- Cat6 מציג את 256QAM , שמגביר את יעילות העברת הנתונים ב-33% תחת אותו רוחב פס.

2. Carrier Aggregation (CA): טכנולוגיית 'חבור' רוחב פס

רוחב הפס של ספק אחד של LTE הוא בדרך כלל רשתות 1.4MHz-20MHz . טכנולוגיית צבירה של ספקים יכולה 'לחבר' מספר ספקים לרוחב פס רחב יותר, ובכך להגדיל את הקצב. לְדוּגמָה:

• Cat4 תומך בעד 2 צבירות של ספקים (רוחב פס כולל 40 מגה-הרץ );

• Cat6 תומך ב-2 אגרגציות של ספקים (רוחב פס כולל 40MHz ), אך עקב הצגת 256QAM , הקצב עולה על זה של Cat4;

• Cat12 תומך ב-3 אגרגציות של ספקים (רוחב פס כולל 60MHz ), משיג ביצועים גבוהים יותר בשילוב עם 256QAM.

3. תצורת MIMO: יכולת 'שידור מקביל' מרחבית

MIMO (Multiple Input Multiple Output) מיישמת ריבוי מרחבי על ידי שידור וקבלה של נתונים דרך מספר אנטנות בו זמנית. תצורת MIMO של מסופי LTE מיוצגת על ידי 'מספר אנטנות שידור × מספר אנטנות קליטה':

• Cat1/Cat4 תומכים בדרך כלל ב-2×2 MIMO (2 אנטנות שידור + 2 אנטנות קליטה);

• Cat6 ומעלה יכולים לתמוך ב -4×4 MIMO , מה שמכפיל באופן תיאורטי את קצב הנתונים.

III. פרמטרים טכניים ותרחישי יישום של קטגוריות חתולים מיינסטרים LTE

לא כל קטגוריות החתולים השיגו מסחור בקנה מידה גדול. נכון לעכשיו, הקטגוריות הבאות הן הנפוצות ביותר, כל אחת מתאימה לדרישות תרחישים שונים:

1. Cat1: 'המודל הכלכלי והמעשי' לאינטרנט של הדברים

• פרמטרי ליבה : קצב קישור למטה 10Mbps , קצב Uplink 5Mbps ; תומך באפנון 16QAM/64QAM , 2×2 MIMO , ואינו תומך בצבירה של ספקים.

• מאפיינים טכניים : עלות נמוכה, צריכת חשמל נמוכה (זמן המתנה יכול להגיע למספר שנים), ניתנת למימוש עם חומרה פשוטה, המתאימה לתרחישי חיבור בקצב נמוך וארוך.

• יישומים אופייניים : מדי מים/מדי גז חכמים (נדרשים רק עשרות KB של נתונים בחודש), אופניים משותפים (דיווח מיקום ומצב), מכשירים לבישים (העברת נתוני דופק/מיקום).

2. Cat4: ה'הכוח העיקרי' של מכשירים ברמת הצרכן

• פרמטרי ליבה : קצב קישור למטה 150Mbps , קצב קישור למעלה 50Mbps ; תומך באפנון 64QAM , 2×2 MIMO , עד 2 צבירות של ספקים ( 40MHz ).

• מאפיינים טכניים : מאזן קצב ועלות, יכול לענות על הצרכים של רוב התרחישים בדרגת צרכן, ומהווה את הבחירה המרכזית עבור נתבי 4G וטלפונים ניידים ברמת הכניסה.

• יישומים אופייניים : בית נתבי 4G ( למשל, LB-LINK CPE450AX ), סמארטפונים בינוני עד נמוך, ניווט ברכב (תנועה בזמן אמת ומוזיקה מקוונת).

3. Cat6: 'נציג הביצועים' לתרחישים ניידים במהירות גבוהה

• פרמטרי ליבה : קצב קישור למטה 300Mbps , קצב קישור למעלה 50Mbps ; מציג אפנון 256QAM (Downlink), תומך ב -2×2 MIMO , 2 צבירה של ספקים ( 40MHz ).

• מאפיינים טכניים : מאמץ את 256QAM בפעם הראשונה ב-downlink, מגדיל את 'יעילות האריזה' של הנתונים ב-33%, מתאים לתרחישים הרגישים לשיעורי downlink.

• יישומים אופייניים : מתקדמים נתבי 4G (ברמת ארגונית), ציוד לשידור חי 4K (שידור חי של אירועים חיצוניים), מערכות בידור לרכב ( 4K בשורה האחורית). השמעת וידאו

4. Cat12: ה'מידה במהירות גבוהה' עבור כיתה תעשייתית

• פרמטרי ליבה : קצב קישור למטה 600Mbps , קצב קישור למעלה 100Mbps ; תומך באפנון 256QAM , 4×4 MIMO , 3 צבירות של ספקים ( 60MHz ).

• מאפיינים טכניים : צבירה מרובה-נשאים + MIMO מסדר גבוה, איזון קצב ויציבות, עמידה בדרישות רוחב פס גבוה ברמה תעשייתית.

• יישומים אופייניים : ניטור תעשייתי (בזמן אמת של מצלמות 4K מרובות ערוצים), רפואה טלפונית (שידור וידאו ניתוחי בהבחנה גבוהה), גיבוי קו ייעודי לארגונים (החלפת כמה תרחישים של סיבים אופטיים).

IV. הקשר בין קטגוריות חתולים וחווית משתמש: המפתח מעבר לשיעור

משתמשים רגילים עשויים לחשוב ש'ככל שרמת החתול גבוהה יותר, כך טוב יותר', אך יש לשלב את החוויה בפועל עם תרחישים:

• הקצב אינו הסטנדרט היחיד : לדוגמה, ה-150Mbps של Cat4 כבר יכולים לענות על הצרכים של 4K (הדורשים סרטוני 25Mbps ), ועידות וידאו (דורשות 4Mbps ), וכו'. רדיפה עיוורת של Cat6/Cat12 תגדיל את עלות המכשיר וצריכת החשמל.

• 'התאמה' בין רשת למסוף : רמת של הטרמינל ה-Cat צריכה להתאים לטכנולוגיות הנתמכות על ידי הרשת של המפעיל. לדוגמה, אם המפעיל לא פרס צבירת ספקים, מסופי Cat6 לא יכולים להשיג קצב של 300Mbps.

• איזון בין צריכת חשמל ותרחישים : ככל שרמת ה- Cat גבוהה יותר , כך צריכת החשמל של שבב הטרמינל גדולה יותר. לכן, מכשירי IoT (כגון מונים חכמים) מתאימים יותר ל- Cat1 (צריכת חשמל נמוכה) ולא ל- Cat4/Cat6.

V. היגיון האבולוציה של קטגוריות חתולים: מ'תחרות מהירות' ל'פילוח תרחישים'

ההגדרה של חתולים על ידי קטגוריות 3GPP משקפת את רעיון האבולוציה של 4G : טכנולוגיית

1. שלב מוקדם (2008-2012) : התמקד בשיפור התעריפים, מ- Cat1 ל- Cat4 , עונה על צורכי הפס הרחב הנייד 'מאפס';

2. שלב ביניים (2013-2016) : הציג צבירת נושאים ואפנון מסדר גבוה (כגון 256QAM עבור Cat6 ), פורץ את צוואר הבקבוק של הקצב;

3. שלב מאוחר יותר (2017-2020) : תרחישים מפולחים, השקת בהספק נמוך Cat-M1/NB-IoT (תעריף רק עשרות Kbps) עבור האינטרנט של הדברים, וקטגוריות בעלות ביצועים גבוהים כגון Cat12 עבור תרחישים תעשייתיים.

אבולוציה זו של 'כיסוי רחב-ספקטרום' מאפשרת ל-4G LTE לתמוך הן בשידור מיקרו נתונים של שעונים חכמים והן בצרכים המהירים של שידורים חיים ב-4K , מה שהופך אותו לאחת מטכנולוגיות התקשורת הניידות הנפוצות ביותר בהיסטוריה.

מסקנה: הבנת קטגוריות חתולים כדי לבחור את מכשיר ה-4G המתאים

קטגוריות LTE Cat הן 'תעודות הזהות הטכניות' של יכולות תקשורת מסוף. הם לא רק מחרוזת של מספרים, אלא מדריך להתאמת מכשירים עם תרחישים. עבור משתמשים רגילים, Cat4 כבר יכול לענות על רוב הצרכים כגון בית ומשרד; עבור ארגונים או תרחישים מיוחדים, ניתן לבחור Cat6 ומעלה לפי תעריף, צריכת חשמל ועלות.

עם הפופולריות של 5G , LTE קטגוריות החתול עדיין ישחקו תפקיד ארוך טווח באינטרנט של הדברים, כיסוי באזורים מרוחקים ותחומים אחרים. הבנת ההיגיון הטכני שלה לא רק יכולה לעזור לנו לבחור מכשירים מתאימים יותר, אלא גם לראות בבירור את הקשר הפיתוח של טכנולוגיית תקשורת סלולרית 'מהכלל למפולח'.

---

אם אתה רוצה לדעת עוד מוצרי נתב 4G העומדים בסטנדרטים שונים של קטגוריות חתולים , אתה יכול לבקר באתר אזור נתב LB-LINK 4G ；אם יש לך צרכים מותאמים אישית או ייעוץ טכני, אנא אל תהסס צור קשר עם Us לקבל תמיכה מקצועית.