Категории 4G LTE: их характеристики и сводная таблица

При выборе модема или 4G-роутера, клиенты часто сталкиваются с техническим параметром, который называется “категория LTE”. На первый взгляд может показаться, что категория связана только с максимальной скоростью соединения, однако это понятие на самом деле намного более сложное и комплексное.

Что представляет собой “категория LTE” (LTE UE Category)?

Категория LTE действительно определяет максимальную скорость передачи данных между абонентским устройством (User Equipment – UE) и базовой станцией оператора. Однако каждая категория включает в себя набор технических характеристик, которые определяют, какие технологии используются для достижения этой максимальной пропускной способности.

Другими словами, категория LTE UE указывает на возможность взаимодействия между абонентским устройством и базовой станцией. Путем обмена информацией о поддерживаемой категории, ваше устройство и оборудование оператора “договариваются” о максимальной скорости, которую можно достичь.

Какие параметры определяют категорию LTE?

Каждая категория LTE формируется из определенных технических параметров, которые влияют на максимальную скорость передачи данных. Основные характеристики, которые определяют категорию LTE, включают:

1. Количество потоков MIMO (Multiple-Input Multiple-Output): 2, 4 или 8 потоков;
2. Тип модуляции: 16QAM, 64QAM, 256QAM или 1024QAM;
3. Carrier Aggregation (агрегация несущих частот): объединение 2, 3 и более полос частот.

Когда говорят, что мобильное устройство относится к определенной категории LTE, это означает, что оно способно достигать максимальной скорости, соответствующей этой категории. При этом достижение максимальной скорости зависит от определенной комбинации перечисленных параметров.

В начальных версиях LTE-сетей скорости загрузки (DL) и передачи (UL) данных были связаны между собой. В более поздних спецификациях эти категории были разделены, что позволило производителям использовать различные категории LTE для загрузки и передачи данных, обеспечивая оптимальные сочетания для операторов и пользователей.

Ниже приведена таблица с категориями LTE и округленными значениями скоростей до 1 Мбит/с. Производители оборудования обычно указывают скорости, округленные до десятков Мбит/с для удобства использования.

Различные версии спецификаций 3GPP и категории LTE

Каждая категория LTE определяет максимальную скорость передачи данных и используемые технологии для достижения этой скорости. Однако с течением времени стандарты 3GPP постоянно обновляются, и новые версии спецификаций вносят изменения и расширения в требования к категориям.

Например, категория LTE Cat. 12 впервые появилась в спецификациях 3GPP Rel. 11 и поддерживала максимальную модуляцию 64QAM в нисходящем канале (для загрузки). В более поздних спецификациях 3GPP Rel. 12 эта категория была расширена и получила поддержку модуляции 256QAM.

Таким образом, на рынке могут представлены различные устройства, которые достигают номинальной скорости загрузки 600 Мбит/с путем комбинирования разных технологий:

1. Агрегация 2 полос частот, MIMO 4×4, модуляция 64QAM;
2. Агрегация 3 полос частот, MIMO 2×2, модуляция 256QAM.

В обоих случаях итоговая скорость соединения составляет 600 Мбит/с, и производитель устройства может классифицировать свой продукт как категорию 12 LTE. Этот аспект следует учитывать при выборе абонентского оборудования, так как мобильное устройство должно поддерживать технологии, используемые вашим оператором.

Обзор популярных категорий LTE

Некоторые категории LTE получили большую популярность и широкое распространение, в то время как другие остаются специализированными решениями, редко используемыми операторами в публичных сетях.

Ниже представлен обзор наиболее популярных категорий LTE, продукция которых доступна на рынке:

Категории LTE для “интернета вещей” (IoT)

Эти категории LTE предназначены для связи устройств “интернета вещей” (IoT) и имеют низкую пропускную способность. Взаимодействие таких устройств обычно не требует высоких скоростей передачи данных. Важнее является низкое энергопотребление, длительное время работы от аккумуляторной батареи, компактные размеры сотового модуля и стабильное соединение при слабом сигнале. “Интернет вещей” применяется в удаленном управлении бытовыми устройствами, в “умных домах” и в области межмашинного взаимодействия на предприятиях и в сфере безопасности.

Спецификации 3GPP включают несколько категорий, специально разработанных для IoT и M2M (машинное взаимодействие). Кроме категории LTE Cat. 1, существуют “нулевая” категория и специальные категории M1, M2, NB1 и NB2, которые обеспечивают LTE-соединение между устройствами для обмена технической и служебной информацией.