W opracowaniu technologii 4G LTE „CAT (kategoria) ” jest często wymienionym terminem. Od podstawowego CAT1 po wysokowydajny Cat18, różne kategorie ukrywają precyzyjną iterację technologii komunikacyjnych. Ten artykuł rozpocznie się od technicznej dolnej warstwy, przeanalizuj logikę definicji, różnice podstawowe i praktyczne zastosowania kategorii CAT LTE, pomagając czytelnikom zrozumieć ten kluczowy wskaźnik, który wpływa na wydajność urządzenia 4G.
I. Esencja kategorii CAT LTE: A „Standard klasyfikacji ” dla możliwości komunikacji
Kategorie CAT LTE nie są konkretną technologią, ale systemem klasyfikacji wydajności sformułowanej przez 3GPP (projekt partnerstwa 3. generacji) dla urządzeń terminalowych 4G . Jego podstawową funkcją jest zdefiniowanie maksymalnej możliwości terminali podczas uzyskiwania dostępu do sieci LTE poprzez zunifikowane wskaźniki techniczne (takie jak szybkość, tryb modulacji, konfiguracja multi-antenna itp.), Zapewnienie, że urządzenia od różnych producentów mogą współpracować w tej samej sieci.
Mówiąc najprościej, kategorie CAT są jak „Certyfikaty zdolności komunikacyjnych ” - im wyższy poziom CAT, tym bardziej zaawansowane technologie obsługiwane przez terminal, a tym silniejsza wydajność, taka jak osiągalna szybkość i stabilność. System ten został po raz pierwszy zaproponowany w 3GPP Release 8 (2008) i był stale rozszerzany o ewolucję technologiczną. Obecnie został zdefiniowany do CAT20.
Ii. Trzy podstawowe wskaźniki techniczne określające kategorie CAT
Różnice między różnymi kategoriami CAT są zasadniczo określane przez trzy podstawowe parametry techniczne, które razem tworzą „Communication Suting ” terminalu:
1. Tryb modulacji: Klucz do danych „Wydajność opakowania ”
Technologia modulacji określa ilość danych, które można przesyłać na jednostkę czasu. Poniższe tryby modulacji są używane głównie w LTE :
QPSK : 2 bity danych na symbol (scenariusze niskiej prędkości);
16QAM : 4 bity danych na symbol;
64QAM : 6 bitów danych na symbol (scenariusze średnie i szybkie);
256QAM : 8 bitów danych na symbol (scenariusze szybkie, obsługiwane przez CAT6 i powyżej).
Na przykład CAT4 obsługuje tylko 64QAM , podczas gdy CAT6 wprowadza 256QAM , co zwiększa wydajność transmisji danych o 33% przy tej samej przepustowości.
2. Agregacja przewoźnika (CA): technologia przepustowości „splicing ”
Pasmo pasma pojedynczego przewoźnika LTE wynosi zwykle 1,4 MHz-20 MHz . Technologia agregacji przewoźników może „splice ” wielu przewoźników w szerszą przepustowość, zwiększając w ten sposób szybkość. Na przykład:
CAT4 obsługuje do 2 agregacji nośnych (całkowita przepustowość 40 MHz );
CAT6 obsługuje 2 agregacje nośne (całkowita przepustowość 40 MHz ), ale ze względu na wprowadzenie 256QAM tempo przekracza szybkość CAT4;
CAT12 obsługuje 3 agregacje nośne (całkowita przepustowość 60 MHz ), osiągając wyższą wydajność w połączeniu z 256QAM.
3. Konfiguracja MIMO: możliwość przestrzennego „równoległej transmisji ”
MIMO (wiele danych wejściowych wielokrotnych wyjściowych) realizuje multipleksowanie przestrzenne poprzez przesyłanie i odbieranie danych przez wiele anten jednocześnie. Konfiguracja MIMO terminali LTE jest reprezentowana przez „Liczba przesyłania anten × liczba anten odbierających ”:
CAT1/CAT4 zwykle obsługuje 2 × 2 MIMO (2 anteny przenoszące + 2 odbierające anteny);
Cat6 i powyżej mogą obsługiwać MIMO 4 × 4 , które teoretycznie podwaja szybkość danych.
Iii. Parametry techniczne i scenariusze aplikacji głównego nurtu kategorii CAT LTE
Nie wszystkie kategorie CAT osiągnęły komercjalizację na dużą skalę. Obecnie najczęściej używane są następujące kategorie, każda odpowiadająca innym wymaganiom scenariusza:
1. Cat1: „ekonomiczny i praktyczny model” dla Internetu przedmiotów
Parametry podstawowe : szybkość łącza w dół 10 Mb / s , szybkość łącza w górę 5 Mb / s ; Obsługuje modulację 16QAM/64QAM , 2 × 2 MIMO i nie obsługuje agregacji nośnej.
Funkcje techniczne : niski koszt, niskie zużycie energii (czas rezerwowy może osiągnąć kilka lat), można zrealizować za pomocą prostego sprzętu, odpowiedniego do scenariuszy o niskiej i długim połączeniu.
Typowe zastosowania : inteligentne mierniki wodne/mierniki gazowe (tylko dziesiątki KB danych potrzebnych miesięcznie), wspólne rowery (pozycjonowanie i raportowanie statusu), urządzenia do noszenia (transmisja danych tętna/pozycji).
2. Cat4: „główna siła ” urządzeń klasy konsumenckiej
Parametry podstawowe : szybkość łącza w dół 150 Mb / s , szybkość łącza w górę 50 Mb / s ; Obsługuje modulację 64QAM , 2 × 2 MIMO , do 2 agregacji nośnych ( 40 MHz ).
Funkcje techniczne : Równowaga i koszt, mogą zaspokoić potrzeby większości scenariuszy klasy konsumenckiej i jest wyborem głównego nurtu dla Routery 4G i telefony komórkowe na poziomie podstawowym.
Typowe zastosowania : Strona główna Routery 4G ( np. LB-Link CPE450AX ), smartfony od połowy do niskiej klasy, nawigacja samochodowa (ruch w czasie rzeczywistym i muzyka online).
3. CAT6: „Performance Repressitor ” dla szybkich scenariuszy mobilnych
Parametry podstawowe : szybkość łącza w dół 300 Mb / s , szybkość łącza w górę 50 Mb / s ; Wprowadza modulację 256QAM (łącze w dół), obsługuje 2 × 2 MIMO , 2 agregacje nośne ( 40 MHz ).
Funkcje techniczne : przyjmuje 256QAM w łączu w dół, zwiększając dane „wydajność pakowania ” o 33%, odpowiedni dla scenariuszy wrażliwych na szybkość łączenia w dół. po raz pierwszy
Typowe zastosowania : wysokiej klasy routery 4G (na poziomie przedsiębiorstwa), 4K Live Broadcast Equipment (Outdoor Event Live Broadcast), systemy rozrywki w pojazdach ( z tyłu 4K). 4K odtwarzanie wideo
4. Cat12: „szybki punkt odniesienia” dla klasy przemysłowej
Parametry podstawowe : szybkość łącza w dół 600 Mb / s , szybkość łącza w górę 100 Mb / s ; Obsługuje modulację 256QAM , 4 × 4 MIMO , 3 agregacje nośne ( 60 MHz ).
Funkcje techniczne : agregacja wielozadaniowa + wysokiego rzędu MIMO, wskaźnik równoważenia i stabilność, spełniające wymagania dotyczące wysokiej pasma.
Typowe zastosowania : Monitorowanie przemysłowe (backhaul w czasie wielokanałowym 4K), telemedycyna (transmisja wideo chirurgicznej w wysokiej rozdzielczości), zapasowa linii dedykowanej Enterprise (zastępując niektóre scenariusze światłowodowe).
Iv. Związek między kategoriami CAT a doświadczeniem użytkownika: klucz poza szybkością
Zwykli użytkownicy mogą myśleć, że „im wyższy poziom CAT, tym lepiej ”, ale faktyczne doświadczenie należy połączyć ze scenariuszami:
Stawka nie jest jedynym standardem : na przykład 150 Mb/s CAT4 może już zaspokoić potrzeby filmów 4K (wymagające 25 Mb/s ), konferencje wideo (wymagające 4 Mb/s ), itp. Ślepe realizacja CAT6/CAT12 zwiększy koszty urządzenia i zużycie energii.
„Dopasowanie ” między siecią a terminalem : poziom terminalu CAT musi dopasować technologie obsługiwane przez sieć operatora. Na przykład, jeśli operator nie wdrożył agregacji przewoźnika, terminale CAT6 nie mogą osiągnąć stawki 300 Mb / s.
Równowaga między zużyciem energii a scenariuszami : im wyższy poziom CAT , tym większe zużycie energii na końcowym układie. Dlatego urządzenia IoT (takie jak mierniki inteligentne) są bardziej odpowiednie do CAT1 (niskie zużycie energii) niż CAT4/CAT6.
V. Logika ewolucji kategorii CAT: od 'Speed Competition ' do 'segmentacja scenariusza '
Definicja kategorii CAT według 3GPP odzwierciedla ideę ewolucji technologii 4G :
Wczesny etap (2008-2012) : Koncentruje się na poprawie stawki, od CAT1 do CAT4 , spełniające mobilne potrzeby szerokopasmowe „od zera;
Środkowy etap (2013-2016) : Wprowadzono agregację nośną i modulację wysokiego rzędu (takie jak 256QAM dla CAT6 ), przełamując wąskie gardło;
Późniejszy etap (2017-2020) : segmentowane scenariusze, uruchamianie o niskiej mocy CAT-M1/NB-IOT (tylko dziesiątki KBP) dla Internetu rzeczy oraz kategorie o wysokiej wydajności, takie jak Cat12 dla scenariuszy przemysłowych.
Ta ewolucja „szerokiego spektrumłu” umożliwia 4G LTE obsługi zarówno transmisji inteligentnych zegarków, jak i szybkich transmisji 4K na żywo, co czyni go jedną z najczęściej używanych technologii komunikacji mobilnej w historii.
Wniosek: Zrozumienie kategorii CAT do wyboru odpowiedniego urządzenia 4G
Kategorie CAT LTE to „techniczne karty identyfikacyjne ” możliwości komunikacji terminalnej. Są to nie tylko ciąg liczb, ale przewodnik do dopasowywania urządzeń do scenariuszy. Dla zwykłych użytkowników CAT4 może już zaspokoić większość potrzeb, takich jak dom i biuro; W przypadku przedsiębiorstw lub specjalnych scenariuszy CAT6 i powyżej można wybrać zgodnie z stawką, zużyciem energii i kosztami.
Dzięki popularyzacji kategorii 5G LTE , CAT nadal będzie odgrywać długoterminową rolę w Internecie przedmiotów, zasięgu w odległych obszarach i innych dziedzinach. Zrozumienie jego logiki technicznej może nie tylko pomóc nam wybrać bardziej odpowiednie urządzenia, ale także wyraźnie zobaczyć kontekst rozwoju technologii komunikacji mobilnej „od ogólnego do segmentacji ”.
Jeśli chcesz poznać więcej produktów routera 4G , które spełniają różne standardy kategorii CAT , możesz odwiedzić Obszar routera LB-Link 4G ； Jeśli masz dostosowane potrzeby lub konsultacje techniczne, prosimy o C ONTACT Us profesjonalne wsparcie.
