Что такое lte cat

Категории 4G LTE

В данном материале собраны в таблице наиболее необходимая информация по категориям LTE. Выделены категории LTE, которые в России сейчас наиболее актуальны и имеют перспективу. Использование 5G-сетей в России постоянно откладывается и сейчас нет никакой ясности ни по срокам, ни по каким либо аспектам запуска 5G в России, на каких частотах он будет запускаться, кто и когда получит лицензии на использование, развитие сетей 4G LTE не потеряет актуальность в ближайшие несколько лет. Развиваться сети LTE будут в основном за счет перехода на более высокую категорию LTE со стороны операторов и вендоров оборудования. Так они смогут без сильных изменений инфраструктуры нарастить ёмкости базовых станций, скорости доступа и качество сети в периоды пиковых нагрузок.

Указанные в таблице значения являются максимально возможными. При идеальных условиях, например: при наличии агрегации частотных диапазонов, идеальным сигналом и оборудованием с поддержкой MIMO 8×8 и 256QAM, не факт, что скорость будет, к примеру 1400 Мбит/с (LTE cat.21). Реальная скорость в сетях 4G LTE зависит от очень многих факторов.

Параллельно с развитием сетей 4G LTE со стороны операторов продолжит развиваться и сегмент потребительских (телефонов, модемов, роутеров) устройств. Это касается и смартфонов, даже в недорогих моделях будет появляться поддержка LTE-Advanced с агрегацией частот. С 2014 года все актуальные 4G-модемы перешли на категорию LTE cat.4. и выше. Развиваться продолжили стационарные и портативные 4G-роутеры, которые имеют даже категорию LTE cat.16. Для России актуальные сейчас LTE cat.6 и cat.9, но в перспективе, когда операторы модернизируют сети, появятся и модели 4G-роутеров более высоких категорий, которые смогут предоставить пользователям скорости свыше 300 Мбит/с.

Увеличение пропускной способности сетей LTE достигается за счёт трёх основных механизмов:

Вместе 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 устройствах достаточно компактны и располагаются на плате и не занимают лишнего места. Изменение методов модуляции часто даже не связано с физическими возможностями чипа, а реализованы программно.

Источник

Категории 4G LTE оборудования

Что такое 4G LTE

3G(UMTS) сети сами по себе уже являлись довольно продвинутой технологии и их поздние версии 3,75G с поддержкой технологий HSPA+ были фактически предтечей нового вида связи четвертого поколения 4G. В конечном итоге основным стандартом 4G стала связь LTE, которая затем была усовершенствована до LTE advanced. Для LTE advanced были озвучены следующие требования: стандарт скорости для движущихся объектов более 100 Мбит/с, для стационарных более 1Гбит/с. В отличие от своих предшественников благодаря новому радиомодулю LTE поддерживает уже не 2-3 основных частоты, а целую частотную полосу от 1,4Мгц до 20МГц. Каналы стали более широкополосными, а новые типы модуляции сигнала и протокол передачи данных который стал полностью цифровым (включая голос) обеспечили более высокую скорость.

Сравнительная таблица GPRS, 3G, 4G сетей

Для оборудования 4G сетей выделено около 70 стандартных диапазонов частот, так называемых BAND.

Используемые в России.

3 в диапазоне 1800 МГц FDD; 7 в диапазоне 2600 МГц FDD; 20 в диапазоне 800 МГц FDD;

31 в диапазоне 450 МГц FDD; 38 в диапазоне 2600 МГц TDD.

Таблица BAND используемых сотовыми операторами в России

Обозначения FDD и TDD обозначают виды обработки сигнала FDD это Frequency Division Duplex (частотный разнос входящего и исходящего канала), TDD – Time Division Duplex (временной разнос входящего и исходящего канала). В данном случае если мы имеем ширину канала в 20 МГц в FDD LTE, часть диапазона частот (15 МГц) отдаётся для приема, а часть (5 МГц) для передачи сигнала. Каналы не пересекаются по частотам и обеспечивается стабильная загрузка и выгрузка данных. TDD LTE полностью отдаёт полосу на прием и передачу, но данные передаются поочередно, при этом больший приоритет получает прием данных.

По статистике самый распространённый LTE диапазон в нашей стране 1800 МГц и потому следует покупать репитер 4G сигнала именно на эту частоту.

Категории 4G LTE

Так как диапазон используемых частот достаточно велик, и практически каждый год придумываются усовершенствования для приемного и передающего оборудования (новые типы модуляции, поддержка агрегации частот и многое другое), для стандартизации оборудования были введены специальные категории. Суть этих категорий достаточно проста – выше категория, значит выше скорость приема и передачи. Наиболее широко используемыми на сегодняшний день являются категории CAT3-CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (DownLink) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (UpLink) – 50 Мбит/с. Для обычного пользователя знание категории оборудования LTE на данный момент весьма немаловажный фактор, т.к. многие новые устройства (те же мобильные телефоны или роутеры) аппаратно могут просто не поддерживать необходимую скорость обмена данными. На сегодняшний день в большинстве новых моделей телефонов, модемов и роутеров поддерживающих стандарт LTE обычно указывают номер категории. Оговоримся что на сегодняшний день устройства 5-6 категории только начинают появляться на рынке. Хотя на самом деле категорий уже 16 и они еще будут добавляться приведем здесь таблицу для 14 основных категорий.

Как видно из таблицы начиная с категории 6 (cat.6) устройства уже имеют новый стандарт LTE-A (Advanced). LTE-A это практически тот же самый LTE поддерживающий так называемую агрегацию частот. Агрегация частот позволяет смартфону, роутеру, модему работать сразу на нескольких частотах одновременно этим самым расширяя канал приема и передачи информации. В данном случае устройство подключается сразу к нескольким BAND-ам которые обслуживает оператор. Соответственно это будет возможно если роутер или телефон аппаратно поддерживает стандарт LTE-A.

Так что на сегодняшний день, теоретическая скорость интернета в сетях 4G LTE от 1Gb и выше ограничивается в основном выпускаемым оборудованием, т.е. производителям еще только предстоит догнать существующие стандарты. А на подходе уже 5G, но об этом мы поговорим немного позже.

Источник

Как мобильный интернет уделал проводной. Сравнительное тестирование LTE Cat 4, 6, 12

Самоизоляция и последующая дистанционная работа всколыхнула интерес к мобильному интернету, а мне в комментариях или в личных сообщениях все чаще стали задавать вопросы по обустройству нормального доступа в сеть из частного сектора. Во время пандемии я обратил внимание, что нагрузка на сеть выросла не просто кратно, а невероятно: ранее свободная вышка Билайн выдавала до 40 Мбит/с на скачивание, а в конце апреля скорость упала до 1 Мбит/с. И где-то в мае родилась идея провести сравнительный тест роутеров разных категорий, которые поддерживают агрегацию каналов, а значит, позволят увеличить скорость сети даже при загруженной вышке. Теория и тесты под катом.

Немного теории

От чего зависит скорость передачи данных от базовой станции (БС) до абонента? Если убрать помехи, расстояние между абонентом и БС, нагрузку на БС и загрузку канала от самой БС до точки выхода в интернет, то остается только ширина канала, модуляция, частота передачи данных и количество этих каналов.

Начнем с частоты: LTE в России работает на частотах 450, 800, 900, 1800, 1900, 2100, 2300, 2500 и 2600 МГц. Если вспомнить физику, то там наглядно объяснялось, что более низкие частоты обладают лучшей проникающей способностью и затухают на большей дистанции. Поэтому в городе обычно используются высокие частоты с более плотным расположением БС, а за городом чаще используются низкие частоты, позволяющие ставить вышки реже. Также это зависит от того, какую частоту выделили оператору в текущем регионе.

Ширина канала: В России чаще всего встречается ширина канала в 5, 10 и 20 МГЦ, хотя ширина может быть от 1.4 до 20 МГц.

Модуляция: QPSK, 16QAM, 64 QAM и 256 QAM. Тут уже зависит от оператора связи. Углубляться в технические особенности не буду, но тут действует правило: чем выше по этому ранжиру модуляция – тем выше скорость.

Количество каналов: Принимающий радиомодуль может работать в режиме агрегации каналов, если это поддерживает оператор связи. К примеру, вышка отдает данные на частоте 1800 и 2600 МГц. Радиомодуль LTE Cat.4 сможет работать только с одной из этих частот. Модуль категории 6 сможет работать сразу с обеими частотами, суммируя скорость сразу с двух модулей. Устройство категории 12 будет работать сразу с тремя несущими: к примеру, с двумя на частоте 1800 МГЦ (1800+1800) и с одной на частоте 2600 МГц. Реальная скорость не будет х3, а будет зависеть лишь от загруженности БС и ширины канала в Интернет самой базовой станции. У меня встречались случаи при работе с Cat.6, когда работа с одним каналом давала скорость в 40 Мбит/с, а с двумя каналами 65-70 Мбит/с. Согласитесь, неплохая прибавка!

Идея теста

Именно так у меня появилась идея протестировать роутеры разных категорий для выяснения реальной картины, которая откроется обычному пользователю. Проблема заключается в том, чтобы брать роутеры одной серии или только с разными радиомодулями, так как роутеры разных производителей наверняка будут использовать разную начинку, которая может влиять на результаты измерений. Поэтому я пришел к идее тестировать всего одного производителя, но разных роутеров.

Вторым шагом стал выбор типа устройств для тестов: можно взять просто роутер и подключить к нему антенну через сборку кабелей, но практика показала, что пользователь хочет получить комбайн, в который достаточно вставить сим-карту и включить устройство в сеть. Так я пришел к идее тестировать моноблоки, то есть роутер и антенну в одном корпусе.

Третьим шагом я определился с производителем: у Zyxel самая большая линейка моноблоков с разными LTE категориями, поэтому выбор был просто очевиден.

Для теста я взял следующие роутеры: LTE 7240, LTE 7460 и LTE 7480.

Методика тестирования

Для того, чтобы оценить возможности роутеров, было решено провести немного «синтетический» тест и тест реальный. Синтетический тест заключался в том, что замеры скорости проводились на удалении порядка 200 метров от базовой станции в створе излучающей антенны, что позволяло получить лучший уровень сигнала. Подключение велось к вышкам Мегафон, так как они обеспечивали максимальную для этого места ширину канала в 20 МГц. Ну и тестировал роутеры я в двух регионах, где по карте покрытия оператор обещает скорость до 150 и до 300 Мбит/с соответственно. Реальный тест заключался в размещении роутера у меня на доме, где я тестировал прежние роутеры. Условия связи в этом режиме куда более сложные, так как расстояние до вышки составляет 8 км и нет прямой видимости, а на пути сигнала встречаются деревья. Итак, всего было три теста:

8000 м. Нет прямой видимости. Зона с максимальной заявленной скоростью 150 Мбит/с. Время тестирования 12-13 часов.

Все тесты проводились с одной и той же сим-картой в будние дни. Время выбиралось в районе 12-13 часов, чтобы избежать утренних и вечерних пиковых нагрузок на БС. Тесты проводились несколько раз на два разных сервера при помощи сервиса Speedtest: Moscow Megafon и Moscow RETN. Скорость несколько различалась, так как серверы имеют разную загрузку. Пора приступать к тестам, но сначала внешнее описание и технические характеристики по каждому роутеру.

Zyxel LTE 7240-M403

Стартовый роутер из линейки всепогодных LTE устройств от Zyxel. Он может крепиться на стене дома при помощи специальной пластины, а может быть закреплен на трубе при помощи хомутов. Не имеет крепления с несколькими степенями свободы, поэтому стоит подготовить штангу для внешнего монтажа и более точного направления на БС. При малых размерах обладает хорошей антенной и простотой установки: sim-карта и Ethernet провод вставляются в корпус, а герметизирует это все специальная крышка. Роутер наделен Wi-Fi модулем, что дает возможность не только пользоваться доступом в Интернет по проводу, но и прилично накрыть беспроводным сигналом окружающую территорию. В роутер встроен модуль с поддержкой Cat.4 и максимальная скорость скачивания, достигнутая во время тестов, составила 105 Мбит/с — прекрасный результат для такого устройства. А вот при тестировании в реальных условиях, когда до базовой станции было более 8 км, удалось достичь максимальной скорости в 23,5 Мбит/с. Кто-то скажет, что это немного, но часто встречаются операторы оптоволоконных линий, которые хотят за 10 Мбит/с от 500 до 1200 рублей абонентской платы в месяц, а еще подключение будет стоить 10-40 тысяч рублей. Таким образом, мобильный интернет получается и дешевле, и гораздо проще в монтаже и подключении в любой точке. В целом, данный роутер позволит комфортно работать удаленно, а также наслаждаться просмотром видео и достаточно шустрым серфингом в сети. Если у вас уже есть готовая инфраструктура с IP камерами или системой видеонаблюдения, то достаточно добавить такой роутер, чтобы дистанционно мониторить свою систему безопасности.

Zyxel LTE7460-M608

Этот девайс является логическим развитием легендарного устройства Zyxel LTE 6100, который открыл эру LTE роутеров-моноблоков. Правда у прежней модели имелся внутренний блок, который располагался в помещении, а антенна с модемом была на улице. Устройство соответствует технологии LTE Cat.6, что подразумевает агрегацию двух несущих и увеличение входящей скорости, если это поддерживается базовой станцией. Установка sim-карты в роутер представляет из себя нетривиальное действие, потому что плата с инжектором находится глубоко внутри антенны и при монтаже на высоте есть все шансы выронить симку. Поэтому очень рекомендую установить карту внизу, а потом уже монтировать роутер на высоте. Так как это первое устройство-моноблок, которое появилось в линейке Zyxel, оно не оснащено Wi-Fi модулем, поэтому доступ в Интернет можно получить только по кабелю. При этом возникает свобода выбора Wi-Fi точки, которая будет установлена в доме. Также Zyxel LTE7460 легко интегрируется в уже имеющуюся инфраструктуру и может работать в режиме моста. Что касается скоростных характеристик, то роутер в тестах смог продемонстрировать солидные 137 Мбит/с на скачивание — не каждый проводной провайдер выдает такую скорость по кабелю. Максимальная скорость отдачи в том же тесте составила более 39 Мбит/с, что приближается к теоретическому порогу отдачи от клиента в сеть. Что касается реального испытания на большой дистанции, то роутер также чувствовал себя уверенно и позволил качать со скоростью до 31 Мбит/с, а отдавать данные на скорости более 7 Мбит/с. В случае проживания за городом и отсутствия возможности подключения к проводным сетям, такой скорости вполне достаточно для нужд целой семьи — обучения, развлечений и работы.

Zyxel LTE7480-M804

Наконец дошла очередь до топовой модели в линейке роутеров-моноблоков в этом тесте. Zyxel LTE7480 поддерживает технологию LTE Cat.12 и способен работать сразу с тремя несущими. Возможные комбинации режимов агрегации представлены в таблице с ТТХ, а я скажу просто — это действительно работает! Максимальная скорость, достигнутая во время тестирования, составляла более 172 Мбит/с! Чтобы понимать порядок цифр — это порядка 21 Мбайт/с. То есть фильм в 3 Гигабайта при такой скорости скачается за 142 секунды! За это время даже чайник не закипит, а фильм в хорошем качестве уже будет на диске компьютера. Тут надо понимать, что скорость будет зависеть от загруженности базовой станции и пропускной способности канала, которая подведена к этой БС. Думаю, что ночью, когда абоненты меньше нагружают сеть, на испытуемой вышке я смог бы получить еще большую скорость. Теперь перейду от восхищения к описанию и минусам. Производитель прислушался к пользователям и сделал более комфортный монтаж, а также интеграцию sim-карты: теперь она находится не в глубине корпуса, а на торце — под защитной крышкой. Кронштейн крепления позволяет установить роутер как на стене дома, так и на выносной штанге и точно отъюстировать антенну на БС- угол поворота по горизонтали и вертикали составляет 180 градусов. Девайс также оснащен Wi-Fi модулем и помимо передачи данных по проводу, может обеспечить мобильные устройства интернетом по беспроводному каналу. Во время теста было заметно, что исходящая скорость была ниже, чем у других моделей и я предполагаю, что связано это с двумя моментами: сыроватая прошивка или плотное расположение 4 антенн в компактном корпусе: габариты у Zyxel LTE7480 такие же, как у Zyxel LTE7460, а антенн вдвое больше. Я связался с производителем, и они подтвердили мои предположения — все же найти такие условия связи, как были у меня, с удаленностью от БС в 8 км, непросто.

Подводя итоги, надо обратиться к таблице замеров скорости. Из нее следует, что даже находясь в одной точке, можно получить разные скорости, поскольку серверы могут быть нагружены в большей или меньшей степени. Кроме того, влияет нагрузка на базовую станцию. Замеры скорости также демонстрируют, что на большой дистанции, порядка 8.5 км, вряд ли будет работать агрегация каналов (или это моя БС просто не поддерживает агрегацию) и на первый план выходит усиление встроенных антенн. Если же вы находитесь от базовой станции в непосредственной близости или в пределах прямой видимости, то имеет смысл приобретать устройства с поддержкой технологии Cat.6 или Cat.12. Если вы располагаете суммой на покупку роутера Zyxel LTE7460, то вполне имеет смысл немного увеличить бюджет, чтобы взять роутер Zyxel LTE7480 с поддержкой Cat.12 и встроенным Wi-Fi модулем. Если же до БС далеко, но у вас есть вся инфраструктура в доме и не хватает только точки выхода в Интернет, то можно взять среднее устройство из линейки. Тем же, кто нетребователен к скорости выхода в сеть и хочет сэкономить, стоит посмотреть в сторону Zyxel LTE 7240 — эта стартовая модель компактна, проста в установке и способна обеспечить комфортный уровень серфинга в сети.

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