Was ist CAT-1?

Long Term Evolution (LTE) ist ein Konnektivitätsstandard der vierten Generation (4G). Im Laufe der Zeit hat er eine Reihe von LPWAN-Varianten (Low Power, Wide Area Network) hervorgebracht, die für die Unterstützung von IoT-Projekten in der Industrie, im Handel und bei Verbrauchern konzipiert sind.

Der LTE-Standard der Kategorie 1 wurde erstmals 2008 eingeführt und ist damit die erste IoT-spezifische LTE-Variante überhaupt. Mit CAT-1 BIS wurde 2016 die Einzelantennen-Version eingeführt.

Die wichtigsten Merkmale von CAT-1 sind folgende:

Datenraten
CAT-1 bietet maximale Geschwindigkeiten von 10 Megabyte pro Sekunde (Mb/s) im Downlink und 5 Mb/s im Uplink. Damit eignet es sich für eine Vielzahl von funktionsreichen M2M- und IoT-Anwendungen, einschließlich solcher, die Videostreaming erfordern.

CAT-1 ist ein LTE-Standard mittlerer Geschwindigkeit, der sich am besten für Geräte eignet, die ein moderates Datenvolumen übertragen oder empfangen müssen.

CAT 4 hat eine maximale Download-Rate von 150 Mb/s (15-mal mehr als CAT-1) und eine Uplink-Rate von 50 Mb/s (10-mal mehr als CAT-1). Damit eignet sich ein CAT-4-Netz für komplexe IoT-Anwendungen, die einen wesentlich höheren Datenverbrauch haben.

Anwendungen, die CAT 4 verwenden, haben in der Regel einen höheren Datenverbrauch, und auch die Netzwerkkosten sind tendenziell höher als bei CAT-1-basierten Anwendungen. Auch der Batterieverbrauch der Geräte ist in der Regel höher. CAT-4-Geräte benötigen mehrere Antennen. Im Gegensatz dazu ermöglicht eine kürzlich eingeführte CAT-1-Variante (der so genannte CAT-1 BIS-Standard) die Verwendung von Geräten mit nur einer Antenne, ohne dass dies zu Lasten der Netzwerkfähigkeit geht. Dies führt zu niedrigeren Kosten bei der Geräteproduktion.

Beispiele für den Einsatz von CAT 4 sind hochauflösende Videoüberwachung, Infotainment-Systeme, Internet-Hotspots und autonome Fahranwendungen.

Als CAT-1 eingeführt wurde, benötigten die in IoT-Geräte eingebauten Mobilfunkmodule zwei Antennen für den Downlink-Empfang, um die Spezifikation des Datendurchsatzes der Norm zu erfüllen.

Der neue Standard CAT-1 BIS ermöglicht es CAT-1-Geräten, mit einer einzigen Antenne zu arbeiten. Somit erhalten Sie in Bezug auf Datenraten und Energieeffizienz das gleiche Leistungsniveau wie beim regulären CAT-1, wobei der Wegfall einer Antenne die Möglichkeit bietet, die Gesamtabmessungen des Geräts zu verringern und die Kosten zu senken.

CAT-1 BIS ist daher eine gute Option für IoT-Anwendungen mit strengen Größenanforderungen (z. B. Wearables, Gesundheitsüberwachung und Präzisionsmaschinen-Diagnose). Ein kleinerer Formfaktor kann auch niedrigere Geräteproduktionskosten bedeuten.

Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung
Für IoT-Anwendungen mit mittlerem Datenaufkommen bietet CAT-1 ein attraktives Gleichgewicht zwischen Erschwinglichkeit und Leistung. Die Hardwarekosten sind niedriger als bei CAT 4. Obwohl die Hardwarekosten höher sind als bei LTE-M und NB-IoT, wird dies durch den Zugang zu einem wesentlich größeren Volumen an 4G-Netzen und Roaming ausgeglichen. Die Gesamtbetriebskosten für CAT-1 BIS könnten insgesamt durchaus niedriger sein. Der Datendurchsatz ist ausreichend, um eine Vielzahl von Anwendungsfällen zu unterstützen, einschließlich solcher, bei denen Funktionen wie Konnektivität für unterwegs und Sprachunterstützung erforderlich sind.

Müssen Geräte routinemäßig große Datenmengen in oder aus einem Netzwerk übertragen, ist CAT-1 oft eine gute Option. Wenn dies jedoch nicht der Fall ist, kann CAT-1 ein Overkill sein. Für bestimmte Anwendungen, die nur in begrenzten Regionen eingesetzt werden (intelligente Städte, intelligente Zähler, Gesundheitswesen) oder bei denen nur geringe Datenmengen regelmäßig übertragen werden, kann ein Ultra-Low-Power-Netz eine bessere und kostengünstigere Lösung darstellen. Geeignete alternative Optionen für einfache Anwendungen mit geringem Datenaufkommen sind Narrowband IoT (NB-IoT) und LTE-M (auch bekannt als CAT M1).