Какие бывают категории 4G/LTE?

При выборе модема или 4G-роутера наши клиенты часто сталкиваются с таким техническим параметром, как «категория LTE». Может показаться, что категория является обозначением максимальной скорости, однако в действительности это гораздо более сложное и комплексное понятие.

Что такое категория LTE (LTE UE Category)?

Категория LTE действительно определяет, с какой максимальной скоростью абонентское устройство (User Equipment — UE) способно «общаться» с базовой станцией оператора. Однако каждая категория фактически является набором спецификаций, которые определяют, какие технологии могут использоваться для достижения необходимой пропускной способности.

Другими словами, категория LTE UE указывается, чтобы абонентское устройство и базовая станция могли взаимодействовать друг с другом. Обмениваясь информацией о поддерживаемой категории, ваш девайс и оборудование оператора «договариваются» о максимальной скорости.

Какие характеристики определяют категорию LTE?

Каждая категория LTE представляет собой совокупность технических параметров, от которых зависит максимальная скорость обмена данными. Основными характеристиками, формирующими категорию LTE, являются:

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

Когда говорят, что мобильное устройство относится к той или иной категории LTE, подразумевают, что оно поддерживает максимальную скорость этой категории. В то же время соответствие категории (необходимая скорость) достигается определенной комбинацией указанных параметров.

В первоначальных спецификациях LTE-сетей скорость загрузки (DL) и передачи (UL) данных были неразрывно связаны. В более поздних спецификациях категории DL и UL были разъединены, что позволило производителям использовать разные категории LTE для загрузки и передачи, формируя лучшие сочетания для операторов и пользователей.

Таблица категорий LTE

Ниже приведена сводная таблица категорий LTE. Значения скорости округлены до 1 Мбит/с. На практике производители оборудования обычно округляют скорость до десятков Мбит/с.

Категория LTE	Макс. скорость загрузки (DL)	Макс. скорость передачи (UL)	Конфигурация MIMO	Тип модуляции (DL)	Тип модуляции (UL)
Cat. 0	1 Мбит/с	1 Мбит/с	1x1	64QAM	16QAM
Cat. 1	10,3 Мбит/с	5,2 Мбит/с	1x1	64QAM	16QAM
Cat. 2	51 Мбит/с	25 Мбит/с	2x2	64QAM	16QAM
Cat. 3	102 Мбит/с	51 Мбит/с	2x2	64QAM	16QAM
Cat. 4	150 Мбит/с	51 Мбит/с	2x2	64QAM	16QAM
Cat. 5	300 Мбит/с	75 Мбит/с	4x4	64QAM	64QAM
Cat. 6	301 Мбит/с	51 Мбит/с	2x2, 4x4,	64QAM	16QAM
Cat. 7	301 Мбит/с	102 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM	16QAM
Cat. 8	2998 Мбит/с	1497 Мбит/с	8x8	64QAM	64QAM
Cat. 9	452 Мбит/с	51 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM	16QAM
Cat. 10	452 Мбит/с	102 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM	16QAM
Cat. 11	603 Мбит/с	51 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM, 256QAM	16QAM
Cat. 12	603 Мбит/с	102 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM, 256QAM	16QAM
Cat. 13	391 Мбит/с	150 Мбит/с	2x2, 4x4	256QAM	64QAM
Cat. 14	3916 Мбит/с	9585 Мбит/с	8x8	256QAM	64QAM
Cat. 15	749–798 Мбит/с	226 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM, 256QAM	64QAM
Cat. 16	979 Мбит/с	105 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM, 256QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 17	25065 Мбит/с	2119 Мбит/с	8x8	256QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 18	1174–1206 Мбит/с	211 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 19	1566–1658 Мбит/с	13653 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 20	1948–2019 Мбит/с	316 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 21	1348–1413 Мбит/с	301 Мбит/с	2x2, 4x4	64QAM, 256QAM	64QAM
Cat. 22	2349–2562 Мбит/с	422 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 23	2695–2869 Мбит/с	527 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 24	2936–3028 Мбит/с	633 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 25	3132–3316 Мбит/с	738 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM
Cat. 26	3422–3531 Мбит/с	844 Мбит/с	2x2, 4x4, 8x8	64QAM, 256QAM, 1024QAM	64QAM, 256QAM

Версии спецификаций 3GPP и категории LTE

Каждая категория LTE задаёт максимальную скорость на приём и передачу, а также различные технологии, которые используются для достижения этой скорости. Однако на протяжении времени стандарты консорциума 3GPP обновлялись, и в новые версии спецификаций вносились дополнения и расширения. Это привело к тому, что требования к некоторым категориям претерпели изменения.

Например, категория LTE Cat. 12 изначально появилась в спецификациях 3GPP Rel. 11 и поддерживала максимальную модуляцию 64QAM в нисходящем канале (на загрузку). Позже в спецификациях 3GPP Rel. 12 эта категория получила расширение в виде поддержки 256QAM.

В результате на рынке могут быть представлены различные приборы, в которых номинальная скорость загрузки 600 Мбит/с достигается комбинацией разных технологий:

• Агрегация 2 полос частот, MIMO 4x4, модуляция 64QAM;
• Агрегация 3 полос частот, MIMO 2x2, модуляция 256QAM.

В обоих случаях итоговая скорость соединения составит 600 Мбит/с, и производитель устройства сможет отнести свой продукт к 12 категории LTE. Этот момент важно учитывать при выборе абонентского оборудования, ведь мобильное устройство должно поддерживать именно те технологии, которые использует ваш оператор!

Обзор популярных категорий LTE

Не все категории LTE получили одинаковую популярность и распространение. В то время как одни категории (например, Cat. 4 или Cat. 6) являются общепринятыми, другие (Cat. 5, Cat. 8) практически не находят реального применения и остаются специализированными решениями, которые не используются операторами в публичных сетях.

Ниже мы предлагаем обзор самых популярных категорий LTE. Оборудование этих категорий доступно в продаже прямо сейчас.

Низкие категории LTE для «интернета вещей»

Низкие категории LTE имеют малую пропускную способность и используются преимущественно для работы «интернета вещей» (IoT). Для взаимодействия разных устройств обычно не требуется высокая скорость интернет-соединения: куда большую роль играет низкое энергопотребление, возможность продолжительной работы от аккумуляторной батареи и альтернативных источников питания, компактные размеры сотового модуля, стабильное соединение при низком уровне сигнала. «Интернет вещей» в основном используется для удаленного управления бытовыми устройствами (например, элементами «умного дома»), а также для межмашинного взаимодействия на предприятиях и в сфере безопасности.

Спецификации 3GPP предусматривают несколько категорий, которые предназначены для сферы IoT и M2M. Помимо LTE Cat. 1, в распоряжении производителей оборудования имеется «нулевая» категория, а также специальные категории M1, M2, NB1 и NB2. Эти категории разработаны специально, чтобы обеспечить LTE-соединение между устройствами, обменивающимися техническими данными и служебной информацией.

Категория LTE	Макс. скорость загрузки (DL)	Макс. скорость передачи (UL)	Конфигурация MIMO
NB1	0,68 Мбит/с	1 Мбит/с	1x1
NB2	2,5 Мбит/с	2,5 Мбит/с	1x1
M1	1 Мбит/с	1 Мбит/с	1x1
M2	4 Мбит/с	7 Мбит/с	1x1

Оборудование низких категорий LTE является специализированным и предназначено для промышленного применения. Пример — встраиваемый роутер Tandem-4GM категории LTE Cat. 1 со скоростью загрузки до 10 Мбит/с.

LTE Cat. 4

Устройства LTE Cat. 4 получили наиболее широкое распространение. Большинство недорогих 4G-модемов и роутеров относятся именно к этой категории. Максимальная скорость загрузки 150 Мбит/с достигается за счет технологии MIMO 2x2, которая удваивает пропускную способность канала. Скорость передачи (отправки) данных — 50 Мбит/с.

Устройства LTE Cat. 4 не поддерживают агрегацию частот и поэтому постепенно теряют свою актуальность для городов и крупных населенных пунктов с современной сотовой инфраструктурой. В то же время в России остается множество пригородов, коттеджных поселков и дачных обществ, где пользователям недоступна агрегация частот. В этих случаях модемы и 4G-роутеры категории 4 сохраняют свою актуальность.

Кроме того, LTE Cat. 4 — это максимальная категория классических USB-модемов («свистков»). К сожалению, производители не выпускают USB-модемы более высоких категорий, и этот класс устройств ограничен именно 4 категорией.

LTE Cat. 6

Сегодня сотовые операторы всё чаще объединяют несколько частотных диапазонов, чтобы увеличить пропускную способность своих сетей. Эта технология получила названия Carrier Aggregation, или агрегация частот.

Категория LTE Cat. 6 поддерживает скорость загрузки 300 Мбит/с, передачи — 50 Мбит/с. Высокая скорость загрузки достигается за счет агрегации двух полос частот и поддержки двухканального режима MIMO. Именно поддержка агрегации сделала эту категорию популярной среди жителей крупных городов.

Производители выпускают как стационарные 4G-роутеры Cat. 6, так и мобильные устройства для командировок, поездок за город и путешествий.

Роутеры Cat. 6 являются лучшими решениями по соотношению цена / производительность и активно заменяют собой модели более низких категорий.

>>> Роутеры LTE Cat. 6

LTE Cat. 7

Категория LTE Cat. 7 отличается от Cat. 6 увеличенной скоростью передачи (отправки) данных — до 100 Мбит/с. Скорость скачивания также составляет 300 Мбит/с. Если модемы и роутеры предыдущей категории поддерживают агрегацию только на приём, то Cat. 7 добавляет объединение частот для отправки данных.

Ассортимент устройств LTE Cat. 7 более ограничен, однако в продаже доступно достаточно бытовых роутеров с поддержкой этой категории.

>>> Роутеры LTE Cat. 7

LTE Cat. 9

Устройства 9 категории поддерживают скорость загрузки до 450 Мбит/с и отправки до 50 Мбит/с. Повышенная скорость загрузки достигается агрегацией трех полос частот. Роутеры этой категории имеют более высокую стоимость, однако показывают отличную производительность при эксплуатации в крупных городах.

>>> Роутеры LTE Cat. 9

LTE Cat. 11

Девайсы категории 11 могут развивать скорость скачивания до 600 Мбит/с, скорость отправки — до 50 Мбит/с. Чтобы достичь этих показателей, применяется агрегация частот в сочетании с технологией MIMO 4x4 и/или модуляцией 256QAM.

>>> Роутеры LTE Cat. 11

LTE Cat. 12

Роутеры и модемы категории 12 могут развивать скорость до 600 Мбит/с на скачивание и до 100 Мбит/с на отправку. Как и в случае с предыдущей категорией, высокая скорость достигается комбинацией различных технологий (агрегация частот, MIMO 4x4, современная модуляция 256QAM). Отличие от категории 11 заключается в более высокой скорости передачи (отправки) данных.

Устройства LTE Cat. 12 показывают максимальную производительность и эффективность в городской среде при наличии современной сотовой инфраструктуры у операторов.

>>> Роутеры LTE Cat. 12

Высокие категории LTE (Cat. 16, Cat. 19, Cat. 20)

Устройства более высоких категорий LTE относятся к решениям премиального уровня. Такие модемы и роутеры могут комбинировать более трех полос частот и обладают полноценной поддержкой MIMO 4x4 и 256QAM. Применять эти устройства целесообразно только в крупных городах, где операторы реализуют необходимые технологии на стороне базовых станций.

В нашем интернет-магазине вы можете купить как недорогие роутеры на дачу, так и премиум-решения для квартиры, частного дома, офиса или коммерческого помещения. Наши менеджеры готовы ответить на вопросы по телефону 8-800-3333-965 или в онлайн-чате!