Категории 4G LTE и LTE-Advanced
Ранее мы уже писали статью о технологии 4G LTE, её особенностях, частотных диапазонах и т.д. Однако, в последнее время многие пользователи и клиенты, в том числе в комментариях, задают вопросы о технологии LTE-Advanced, в частности об агрегацию частотных диапазонов и категориях LTE, как они работают, в чём разница и зачем это всё нужно.
В данном материале мы постарались в удобной табличной форме собрать наиболее необходимую информацию по категориям LTE. Жирным выделены категории LTE, которые в России сейчас наиболее актуальны и перспективны. В условиях, когда запуск 5G-сетей в нашей стране откладывается год за годом и в данный момент нет никакой ясности даже не по срокам, а по принципиальным аспектам внедрения 5G в России, в частности, на каких частотах он будет работать, кто и когда получит коммерческие лицензии, кто будет заниматься развитием инфраструктуры, развитие сетей 4G LTE не потеряет актуальность в ближайшие 5-7 лет. А развиваться они будут в основном путём перехода на более высокую категорию LTE со стороны операторов. Таким образом они смогут без существенных изменений инфраструктуры нарастить ёмкости базовых станций, скорости доступа и качество обслуживания в периоды пиковых нагрузок.
| Категория LTE | Максимальная входящая скорость | Максимальная исходящая скорость | Поддержка MIMO | Модуляция сигнала |
| Cat.1 | 10 Мбит/с | 5 Мбит/с | — | QPSK |
| Cat.2 | 50 Мбит/с | 25 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
| Cat.3 | 100 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
| Cat.4 | 150 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
| Cat.5 | 300 Мбит/с | 75 Мбит/с | 4×4 | QPSK |
| Cat.6 | 300 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
| Cat.7 | 300 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
| Cat.8 | 3000 Мбит/с | 1500 Мбит/с | 8×8 | QPSK |
| Cat.9 | 450 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
| Cat.10 | 450 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
| Cat.11 | 600 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.12 | 600 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.13 | 390 Мбит/с | 150 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 256QAM |
| Cat.14 | 3900 Мбит/с | 9600 Мбит/с | 8×8 | 256QAM |
| Cat.15 | 800 Мбит/с | 225 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.16 | 1000 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.17 | 25000 Мбит/с | 2100 Мбит/с | 8×8 | 256QAM |
| Cat.18 | 1200 Мбит/с | 210 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.19 | 1650 Мбит/с | 13500 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.20 | 2000 Мбит/с | 315 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
| Cat.21 | 1400 Мбит/с | 300 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Указанные в таблице значения являются максимальными. Т.е. даже если у Вас на месте есть агрегация частотных диапазонов, идеальный сигнал и соответствующее оборудование с поддержкой MIMO 8×8 и модуляцией сигнала 256QAM, это вовсе не значит, что у Вас скорость соединения будет, к примеру 2000 Мбит/с (LTE cat.20). Реальная скорость интернета в сетях 4G LTE зависит от многих факторов. Подробнее об этом тут.
Параллельно с развитием сетей 4G LTE со стороны операторов продолжит развиваться и сегмент потребительских (клиентских) устройств доступа в Сеть. Это коснётся и смартфонов, в которых даже в бюджетных моделях будет появляться поддержка LTE-Advanced с агрегацией частот, но так же и стационарных 4G-роутеров и портативных 4G-модемов. Первое поколение 4G-модемов в России (2012-2013 годы) соответствовало категории LTE cat.3 с максимальной скоростью загрузки 100 Мбит/с. Однако, фактически с 2014 года все актуальные 4G-модемы перешли на категорию LTE cat.4. При этом перехода на LTE cat.5 или cat.6 в этом сегменте не произошло до сих пор. Развиваться продолжили стационарные и портативные 4G-роутеры, которые сейчас дотягиваются даже до категории LTE cat.16. Правда для России более актуально пока LTE cat.6 и cat.9, но в будущем, когда операторы массово подготовят сети, появятся и модели 4G-роутеров более высоких категорий, которые смогут предоставить пользователям в реальных условиях скорости доступа в интернет свыше 300 Мбит/с по воздуху.
Увеличение пропускной способности сетей LTE достигается за счёт трёх основных механизмов:
- агрегация (суммирование) частотных диапазонов
- применение технологии MIMO
- модуляции сигнала
В совокупности эти механизмы позволяют многократно увеличить производительность и пропускную способность устройств фактически без изменения их форм и размеров. Разве что переход от MIMO 2×2 к MIMO 4×4 и MIMO 8×8 связан с увеличением количества приёмо-передающих антенн. Но современные антенны в мобильных устройствах достаточно компактны и располагаются на печатной плате, а значит практически не занимают лишнего места. Изменение методов модуляции иногда даже не связано с физическими возможностями чипа (процессора), а может быть реализовано программно на уровне прошивки устройства.
Стоит отметить, что далеко не все категории LTE и LTE-Advanced массово используются операторами в мире. Некоторые категории имеют очень узкую специализацию и используются в отдельных отраслях или даже локациях, например на больших предприятиях и комбинатах для внутренней связи.
Источник
Какие бывают категории 4G LTE
Некоторое время под маркировкой 4G операторы предлагали различные технологии передачи данных, в числе которых WiMAX и HSPA+, мягко говоря, неудовлетворяющие требованиям нового стандарта. Желая расставить все на свои места и пресечь попытки ввести потребителей в заблуждение, Международный союз электросвязи в 2012 году официально закрепил статус 4G за стандартом 4g LTE Advanced. Это начальная ступень на пути к реально искомым целям – 100 Мбит/с пропускной способности для мобильных устройств, 1Гбит/с – для стационарных. И разработчики трудятся над совершенствованием характеристик LTE-A вплоть до скорости скачивания 1200 Мбит/с, что доступно для категории мобильных устройств LTE cat 8. Впрочем, пока это лишь теоретически.
Категории 4g LTE advanced
Существует девять категорий LTE-A или классов абонентских устройств (User Equipment – UE), которые отличаются, прежде всего, скоростью скачивания данных и их загрузки (см. табл. 1).
Таблица 1. Категории LTE UE
Пиковая скорость передачи данных по категориям, Мбит/с
Категории нужны для того, чтобы удостовериться, что базовая станция сможет корректно взаимодействовать с пользовательским оборудованием, принимающим сигнал. Исходя из сигнала от приемного устройства, свидетельствующего о классе UE, раздающее оборудование определяет пропускную способность канала связи и автоматически выбирает оптимальный режим передачи данных.
Кроме скоростных характеристик, категории отличаются также и другими показателями. Например, LTE cat 1 не поддерживает технологию MIMO, а стандарты с LTE cat 2 по LTE category 4 сочетаются с конфигурацией 2х2. LTE category 5 рассчитан на 4х4 MIMO. В свою очередь, стандарты 4g cat 6 и LTE cat 7 совместимы как с первым, так и с вторым видом антенн. Самый перспективный в вышеуказанном списке проект – LTE category 8, который теоретически способен обеспечить скачивание данных из Интернета со скоростью 1200 Мбит/с и их загрузку – 600 мегабит. Как ожидается, для работы с 4g cat 8 абоненты будут использовать восьмиканальные антенны MIMO 8х8.
LTE category 0
Помимо стандартных классов от 1 до 8, отдельно стоит упомянуть так называемую нулевую категорию 4g LTE advanced. Пиковые скорости нисходящего и восходящего сигналов равняются 1 Мбит, и этого более чем достаточно для работы «Интернета вещей». Речь идет об обмене данными между машинами «M2M»: холодильниками, автомобилями, стиральными машинами и различными автоматизированными системами. На первый план в этом сегменте выступает экономия электроэнергии, что трудно переоценить при наладке связи с удаленными от линий электропередач автоматами на аккумуляторных батареях, альтернативных источниках питания. Подключение к «паутине» осуществляется лишь периодически, а требуемая скорость передачи данных по современным меркам ничтожно мала. Как результат, преимущества LTE cat 0 пополнились еще и фактором конструктивной простоты модема, который легче и компактнее терминала LTE cat 1 примерно на 50%.
Какие категории самые распространенные
К числу наиболее распространенных в руках массового потребителя терминалов 4g LTE advanced следует отнести LTE cat 3 и LTE cat 4. При этом в США и Западной Европе также имеется высокая концентрация приемных устройств категории 0. Несмотря на большой потенциал, LTE cat 8, как и LTE cat 7, пока не используются на практике. Главным ориентиром крупнейших операторов мирового рынка является 4g cat 6.
Преимущества LTE 4g cat 6 в сравнении с LTE cat 3
Внедрение новейшего стандарта LTE category 6 позволит значительно повысить не только скорость передачи данных, но и пропускную способность сетей. LTE cat 6 дает возможность скачивать файлы со скоростью 300 Мбит/с, что втрое больше, чем в случае LTE cat 3. Поддержка шестой категории открывает двери перед четырехканальной технологией 4х4 MIMO. С полномасштабным приходом LTE cat 6 пользователи смогут легко обмениваться данными, включая такие «тяжелые» элементы, как, например, файлы виртуальной реальности.
Источник
