Tehnologiile 3G și 4G sunt asociate standardelor de comunicații mobile. Comunicațiile mobile reprezintă unul dintre domeniile în continuă dezvoltare, pentru a oferi experiențe de bandă largă mai rapidă și mai bună. Fiecare nouă tehnologie oferă progrese semnificative în performanță și capabilități în comparație cu predecesorul său. Acesta oferă posibilitatea de a accesa internetul prin dispozitive diferite, cum ar fi fila, laptop, desktop și telefoane mobile.
Diagramă de comparație
| Bazele comparației | Tehnologia 3G | 4G Technology |
|---|---|---|
| Lățime de bandă de date | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Viteza de încărcare maximă | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Viteza de descărcare a vârfurilor | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Tehnica de comutare | Comutare de pachete | Comutare de pachete, Comutarea mesajelor |
| Standarde | IMT 2000 3.5G HSDPA 3, 75 G HSUPA | Singur standard Wimax unificat și LTE |
| Tehnologie Grămadă | Datele de pachete digitale de bandă largă CDMA 2000, UMTS, EDGE etc. | Datele de pachete digitale de bandă largă Wimax2 și LTE Advances. |
| Banda de frecventa | 1, 8 - 2, 5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Arhitectura rețelei | Domeniu larg pe bază de celule | Integrarea LAN fără fir și a zonei largi |
| Redirecționarea erorii înainte | 3G utilizează coduri turbo pentru corectarea erorilor. | Codurile concatenate sunt utilizate pentru corectarea erorilor în 4G. |
| Ia mâna | Orizontală | Orizontală și verticală |
Definiția 3G Technology
3G este o generație de standarde pentru serviciile de telecomunicații mobile care satisface Internațional Mobile Telecommunications -2000 (IMT-2000) oferă posibilitatea de a transfera simultan voce și date (descărcări de muzică, e-mailuri și mesagerie instant) pe aceeași rețea.
Oferă o capacitate de bandă largă, suportă un număr mai mare de clienți de voce și de date cu un cost incremental mai scăzut decât predecesorul său 2G. 3G utilizează comutarea circuitelor pentru comunicații vocale și comutarea pachetelor pentru comunicații de date.
Ratele de transfer maxime de date suportate de 3G:
- 2, 05 Mbiți / secundă pentru dispozitive staționare.
- 384 Kbits / secundă pentru dispozitivele care se mișcă într-un ritm lent.
- 128 Kb / sec pentru dispozitivele care se mișcă la viteză mare.
FORMAREA 3GPP
3GPP (Proiectul de Parteneriat de generația a treia) a fost dezvoltat în timpul formării organismelor de conducere care a inclus colaborarea dintre GSM și UMTS. 3GPP lucra sub supravegherea ITU-R (Uniunea Internațională de Telecomunicații-radiocomunicații), unul dintre sectoarele ITU.
Acesta este responsabil cu gestionarea spectrului internațional de frecvențe radio, pentru a asigura utilizarea eficientă a spectrului și pentru a defini familii de tehnologie, asociază anumite părți ale spectrului cu familiile.
ITU a ratificat în cele din urmă o familie de cinci standarde 3G care fac parte din cadrul 3G cunoscut sub numele de IMT-2000, după ce a încercat să construiască un singur standard 3G:
- Trei standarde bazate pe CDMA (Code Division Multiple Access), și anume:
- CDMA2000
- WCDMA (Access Multiple Access Division Code Code) / HSPA + (acces de pachete de mare viteză)
- TDSCDMA.
- Două standarde bazate pe bazate pe TDMA (Time Division Multiple Access), și anume:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Definiția 4G Technology
4G reprezintă tehnologia a 4-aa generație și este o inițiativă de dezvoltare, încorporând sistemele de fir fixe 2G (generație a doua), 3G (a treia generație), WLAN (wireless local area area), rețea internă funcțională, consistentă și coerentă.
Este o extensie a tehnologiei 3G care oferă capabilități definite de ITU (International Telecommunication Union) în IMT (International Mobile Telecommunications) include caracteristici cum ar fi scalabilitatea, flexibilitatea, eficiența, auto-guvernarea, securitatea pentru a sprijini interfața cu diferite tipuri de rețele și o multitudine de servicii noi și existente.
Oferă servicii personalizate complet convertite (voce, date și multimedia) la rate de date de până la 100 Mbps și acces mobil mobil pentru:
- Televiziune mobilă de înaltă rezoluție
- Telefonie IP
- Servicii de jocuri
- Videoconferinta
- Televiziunea 3D
Versiunile îmbunătățite ale tehnologiilor actuale acoperă GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN-urile fără fir și Bluetooth sunt integrate în 4G. Este de așteptat o streaming audio / video de înaltă calitate de la un capăt la altul.
Versiunile mobile LTE (Long Term Evolution) și WiMAX (interoperabilitate mondială pentru accesul la microunde) în sprijinul unison, mult mai puțin decât rata de biți de vârf de 1 Gbit / s, sunt furnizate de furnizorii de servicii, dar nu există o conformitate completă IMT-Advanced.
Scopul principal al LTE 4G a fost acela de a atinge mobilitate ridicată și conectivitate globală.
Rețeaua IP Core este dezvoltată în continuare pentru a sprijini mai eficient ratele de date, serviciile de aplicații avansate și gestionarea rețelei IP și radio și au cerințe mult mai exigente.
Tehnologia radio cu spectru extins care a fost utilizată în 3G se înlocuiește cu:
- OFDMA (transmisie multiplă cu frecvență ortogonală) cu transmisie multi-purtător.
- FDE (stratul de frecvență-egalizare a domeniului).
Ca rezultat, transferă ratele de biți foarte ridicate fără a fi afectate de propagarea imensă a multiplă a radioului.
Pentru comunicațiile MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), rata de vârf a bitului este îmbunătățită în continuare prin utilizarea unor rețele de antene inteligente. Se utilizează o modulare mai ridicată a comenzilor de până la 64 QAM și MBMS (Multimedia Broadcast Broadcast Services) pentru difuzare.
Diferențe cheie între tehnologia 3G și tehnologia 4G
Punctele de mai jos prezintă diferența dintre tehnologia 3G și tehnologia 4G:
- Când vine vorba de lățimea de bandă de date 3G oferă 21 Mbps și 4G oferă o lățime de bandă de date maximă de 1 Gbps.
- Rata maximă de încărcare a serviciului 3G este de 5 Mbps, în timp ce viteza maximă de încărcare de 4G este de 500 Mbps.
- Cea mai mare rată de descărcare a 3G este de 21 Mbps. În comparație cu 4G oferă o rată de download de vârf de 1Gbps.
- 3G utilizează comutarea pachetelor pentru transmisia de date. Pe de altă parte, ambele pachete și comutarea mesajelor sunt utilizate în 4G.
- În 4G, arhitectura de rețea hibridă este utilizată. În schimb, 3G utilizează o rețea bazată pe celulă largă.
- CDMA este angajat în 3G. Spre deosebire de 4G, OFDMA (Access Multiple Access Division Orthogonal Frequency Division).
- Handoff managementul se face vertical în 3G, dar în 4G se face vertical și pe orizontală.
- Rețeaua bazată pe IP este susținută în 4G. Cu toate acestea, în cazul 3G, acesta este bazat pe circuit și pe pachete.
3G / UMTS Architecture
Elementele constitutive ale rețelei 3G UMTS sunt
• Stație mobilă: ar putea fi orice fel de telefoane mobile, tab-uri sau computere cu date și voce, care ar putea fi folosite ca utilizatori finali.
• RAN (Radio Access Network) : Este alcătuită din stații de bază și controler de acces radio, care unește decalajul dintre stația mobilă și rețeaua centrală. De asemenea, controlează și gestionează interfața aeriană pentru întreaga rețea.
• CN (Core Network) : Oferă prelucrarea și gestionarea principală a subsistemelor. Rețeaua 3G UMTS Architecture este migrată din GSM cu unele îmbunătățiri în elementele rețelei de bază.
- Domeniul comutat de circuite : utilizează rețeaua cu comutare prin circuit în care este prevăzută o legătură dedicată sau un canal pentru un anumit interval de timp pentru setul de utilizatori. Cele două blocuri afișate în Domeniul de comutare cu circuite sunt:
- MSC - Centrul de comutare mobilă gestionează apelurile cu comutare de circuite.
- GMSC - Gateway MSC acționează ca intermediar între rețelele externe și interne.
- Domeniul cu comutare de pachete : Utilizează rețeaua IP unde IP-urile sunt responsabile pentru transmiterea și primirea de date între două sau mai multe dispozitive. Cele două blocuri afișate în domeniul pachetelor cu comutare de pachete sunt:
- SGSN (Serving GPRS Support Node) : Diferitele funcții oferite de SGSN sunt managementul mobilității, managementul sesiunilor, facturarea, comunicarea cu alte domenii ale rețelei.
- GGSN (Nod de suport Gateway GPRS) : Poate fi considerat un ruter foarte complex și gestionează operațiile interne între rețelele externe de comutare a pachetelor și rețeaua de pachete UMTS.
- IMS (subsistemul multimedia IP) : Este un cadru arhitectural care furnizează servicii multimedia IP.
4G LTE Architecture
Elementele constitutive ale rețelei 4G LTE sunt
- Echipamentul utilizatorului (UE) : ar putea fi orice dispozitiv capabil să stabilească funcții de comunicare cum ar fi telefoane mobile, file, calculatoare etc.
- A dezvoltat rețeaua de acces terestru radio UMTS (E-UTRAN): controlează comunicațiile radio între echipamentul utilizatorului și EPC. LTE mobil se poate conecta la o singură celulă și la o stație de bază la un moment dat. Operațiunile principale efectuate de EBS (Stația de bază evoluată)
- Funcțiile de procesare analogică și digitală a interfeței de aer LTE sunt utilizate pentru a transmite și a recepționa transmisia radio către toate dispozitivele cu LTE.
- Manipulează funcționarea la nivel scăzut prin trimiterea mesajelor și a comenzilor de semnalizare.
- Evolved Packet Core (EPC) : comunica cu rețelele de pachete interne și externe și subsistemul multimedia IP. Se compune din următoarele blocuri:
- HSS: Serverul de abonați la domiciliu deține toate informațiile despre toți abonații operatorului de rețea într-o bază de date centrală.
- MME: Entitatea de gestiune a mobilității gestionează operația la nivel înalt prin mesajele de semnalizare și HSS.
- S-GW: Gateway-ul de semnalizare efectuează ancorarea mobilității și transmiterea datelor între PDN Gateway și stația de bază.
- P-GW: Gateway Network Data Gateway comunică cu interfețele de utilizare a PDN. Efectuează operațiuni precum alocarea adreselor IP și filtrarea pachetelor.
- PCRF: Politica și regula de încărcare Funcția este responsabilă pentru controlul operațiunilor de încărcare bazate pe fluxuri în cadrul funcției de control al politicii de control (PCEF) și în luarea deciziilor de control al politicilor.
Avantajele 3G
- Acesta utilizează benzi de frecvență 2G cu lărgime de bandă de până la 230MHz, care sunt utilizate pentru a obține roaming și multi-servicii globale .
- Canal radio cu bandă largă pentru a susține serviciile de mare viteză - Canalul de transport radio utilizează o lățime de bandă de până la 20M, care improvizează decolorarea cipurilor și decolorarea în mai multe căi.
- În canalul de bandă largă, calitatea afacerii poate fi controlată prin aplicarea multiplexării de timp și a reutilizării codului. Diferiți factori de răspândire, diferitele rate de nevoie de QOS diferite pot hărți în canalul de bandă largă sunt selectate pentru a realiza transmisia multi-service și multi-rate .
- Pentru a îmbunătăți performanța canalului de transmisie în jos, este aplicată tehnologia de control al puterii cu buclă închisă.
- Pentru adaptarea adaptivă a puterii, reducerea auto-interferenței sistemului și sporirea sensibilității receptorului și creșterea capacității sistemului, rețelele de antenă Adaptive sunt implementate pe stația de bază 3G.
WCDMA, care cuprinde în principal următoarele două aspecte, și anume codarea canalului și controlul puterii. - Tehnologia de comutare este necesară pentru comunicarea rețelelor terminale și a rețelelor mobile atunci când terminalele nu sunt constante și comutarea poziției lor de la acoperirea unei stații de bază la una din alte stații de bază.
Avantajele 4G
- Reducerea întârzierilor atât la stabilirea conexiunilor, cât și la latența de transmisie .
- Creșterea cantității de date a utilizatorilor.
- Rata de biți crescută pe celulă .
- Cost redus pe bit utilizând o eficiență spectrală îmbunătățită.
- Arhitectură de rețea simplificată.
- Mobilitate fără întreruperi, inclusiv între diferite tehnologii de acces radio .
- Rezumatul consumului de energie pentru dispozitivul mobil.
- Minimizează costul echipamentului, deoarece elimină necesitatea unui egalizator de frecvență costisitor la receptor.
- Oferă servicii de securitate integrate .
Limitări ale tehnologiei 3G
- Costul infrastructurii celulare, modernizarea stațiilor de bază este foarte mare.
- Roamingul și munca de date / voce colectiv nu a fost încă implementată.
- Puterea utilizării este ridicată.
- Are nevoie de stații de bază de scurtă distanță și sunt scumpe.
Limitări de 4G
- Coordonarea locației și coordonarea resurselor pentru a adăuga dispozitive noi nu este adecvată.
- Apelurile și serviciile vocale limitate pot fi gestionate o dată.
- Fiind un serviciu de date concentrat, acesta necesită o lărgime de bandă largă.
- Nu oferă servicii bune în zonele rurale datorită cerinței rețelei fără fir și rețeaua 4G nu este extinsă bine în aceste zone.
Concluzie
Tehnologiile 4G oferă servicii mai bune în comparație cu tehnologiile 3G; în ceea ce privește viteza de transfer a datelor, rata de biți de celulă, costul, mobilitatea, consumul de energie pentru dispozitivele mobile. Cu toate acestea, există unele probleme de compatibilitate în 4G.
