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IoT-Glossar

Was ist CAT-1?

LTE Kategorie 1 (CAT-1) ist ein drahtloser Kommunikationsstandard mittlerer Geschwindigkeit, der speziell für das Internet der Dinge (IoT) und Machine-to-Machine (M2M)-Anwendungen entwickelt wurde.

LTE Kategorie 1 (CAT-1) ist ein drahtloser Kommunikationsstandard mittlerer Geschwindigkeit, der speziell für das Internet der Dinge (IoT) und Machine-to-Machine-Anwendungen (M2M) entwickelt wurde.

Erfahren Sie, wie sich CAT-1 in das breitere Spektrum der IoT-Konnektivitätsoptionen einfügt und wie es eine breite Palette von IoT-Anwendungen unterstützt.

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 Industrie, 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. Die Version mit einer Antenne, CAT-1 BIS, wurde im Jahr 2016 eingeführt.

Die wichtigsten Merkmale von CAT-1 sind wie folgt

Datenraten
CAT-1 bietet maximale Geschwindigkeiten von 10 Megabits 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 unterstützt auch Voice over LTE (VoLTE) und eignet sich damit für Anwendungen wie die Fernsteuerung von Eingängen und betreutes Wohnen, bei denen Sprachunterstützung erforderlich ist. (Siehe unten für eine Liste von Anwendungsfällen).

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Latenz
Der CAT-1-Standard hat eine Latenzzeit von 50 bis 100 Millisekunden. Dies ist ein günstiger Vergleich zu leistungsschwächeren LTE-IoT-Standards wie Cat M1 und NB-IoT, bei denen die Latenzzeit bis zu einigen Sekunden betragen kann. Dies verbessert das Benutzererlebnis für Funktionen wie Datenstreaming, Fernüberwachung und -kontrolle.

Stromverbrauch
CAT-1 unterstützt Leerlauf- und Ruhemodi und maximiert so die Energieeffizienz. Dies trägt zur Verlängerung der Batterielebensdauer und der Langlebigkeit des Geräts bei. Dies ist besonders nützlich für Industriegeräte, die an schwer zugänglichen Orten eingesetzt werden, da sie weniger häufig gewartet werden müssen und die Gesamtbetriebskosten niedriger sind.

CAT-1 gegenüber CAT 4

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 die Netzwerkkosten sind in der Regel 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 Geräteproduktionskosten.

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

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CAT-1 gegenüber CAT-1-BIS

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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.

Ein neuer Standard, CAT-1 BIS, ermöglicht es CAT-1-Geräten, mit einer einzigen Antenne zu arbeiten. Das bedeutet, dass man in Bezug auf Datenraten und Energieeffizienz das gleiche Leistungsniveau wie beim regulären CAT-1 erhält, aber der Wegfall einer Antenne bietet die Möglichkeit, die Gesamtabmessungen des Geräts zu verringern und Kosten zu sparen.

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

Was sind die Vorteile von CAT-1?

Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung
Für IoT-Anwendungen mit mittleren Datenraten 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.

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Was sind die Nachteile von CAT-1?

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Wenn Geräte routinemäßig große Datenmengen zu oder von einem Netzwerk übertragen müssen, 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).

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Industrie

Der relativ hohe Datendurchsatz und die geringe Latenzzeit von CAT-1 machen es zu einer beliebten Option für Echtzeit-Prozessüberwachungs- und Maschinenfernsteuerungssysteme, insbesondere wenn ein konstanter Datenstrom übertragen werden muss.

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Einzelhandel

Für Anwendungen wie Geldautomaten, Verkaufsautomaten und Handheld-Kassensysteme bedeutet die geringe Latenzzeit von LTE CAT-1, dass die Zahlungsdaten der Kunden schnell überprüft werden können. Der geringe Stromverbrauch macht es auch zu einer beliebten Wahl für Anwendungen wie Kioske und Verkaufsautomaten.

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Verkehrswesen

LTE CAT-1 wird häufig in Dashcam-Lösungen eingesetzt. Es ist auch nützlich für Fahrzeugdiagnosesensoren sowie für Sensoren, die den Zustand von Transportgütern überwachen.

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Sicherheit

Der hohe Datendurchsatz bedeutet, dass CAT-1 in der Lage ist, Videomaterial in hoher Qualität zu übertragen. Dies ist sowohl für kommunale Überwachungssysteme als auch für private Sicherheitslösungen nützlich, die eine Fernüberwachung des Hauses ermöglichen.

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Gesundheitswesen

CAT-1 unterstützt VoLTE, was es zu einer beliebten Verbindungsoption für vernetzte Gesundheitsanwendungen macht. Dazu gehören die ambulante Überwachung und tragbare medizinische Alarmsysteme, die es den Nutzern ermöglichen, im Notfall Sprachkontakt mit einer Leitstelle aufzunehmen.

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