Różnica między technologią 3G a 4G

Autor: Laura McKinney
Data Utworzenia: 2 Kwiecień 2021
Data Aktualizacji: 12 Móc 2024
Anonim
Różnica między technologią 3G a 4G - Technologia
Różnica między technologią 3G a 4G - Technologia

Zawartość


Mogą być 3G i 4G zróżnicowane dotyczące zgodność technologii, szybkość przesyłania danych, pojemność, architektura IP i liczba połączeń itp. 3G oznacza trzecią generację, w której opracowano zoptymalizowane urządzenia mobilne w celu umożliwienia usług danych i łączy szerokopasmowych z lepszą łącznością. 4G LTE oznacza czwartą generację, która zapewnia większą pojemność dla szybszych i improwizowanych mobilnych usług szerokopasmowych oraz umożliwia większą liczbę połączeń.

Technologia 3G i 4G są powiązane ze standardami komunikacji mobilnej. Komunikacja mobilna jest jednym z ciągle rozwijających się obszarów, które zapewniają szybsze i lepsze mobilne połączenia szerokopasmowe. Każda nowa technologia oferuje znaczny postęp w zakresie wydajności i możliwości w porównaniu do swojego poprzednika. Zapewnia on dostęp do Internetu za pomocą różnych urządzeń, takich jak tablet, laptop, komputer stacjonarny i telefony komórkowe.


  1. Wykres porównania
  2. Definicja
  3. Kluczowe różnice
  4. Architektura
  5. Zalety
  6. Ograniczenia
  7. Wniosek

Wykres porównania

Podstawa do porównaniaTechnologia 3GTechnologia 4G
Przepustowość danych2 Mbps - 21 Mbps2 Mb / s - 1 Gb / s
Szczytowa prędkość wysyłania5 Mb / s500 Mbps
Szczytowa prędkość pobierania21 Mbps1 Gbps
Technika przełączaniaPrzełączanie pakietówPrzełączanie pakietów,
Przełączanie
StandardyIMT 2000
3,5G HSDPA
3,75G HSUPA		Pojedynczy zunifikowany standardowy Wimax i LTE
Technologia
Stos		Cyfrowy pakiet danych szerokopasmowych CDMA 2000, UMTS, EDGE itp.Cyfrowy pakiet danych szerokopasmowych Wimax2 i LTE Advances.
Pasmo częstotliwości1,8 - 2,5 GHz2 - 8 GHz
Architektura sieciNa bazie komórek rozległychIntegracja bezprzewodowej sieci LAN i sieci rozległej
Przekazywanie korekcji błędów3G wykorzystuje kody turbo do korekcji błędów.Skonsolidowane kody są używane do korekcji błędów w 4G.
PrzekazywaniePoziomyPoziomy i pionowy


Definicja technologii 3G

3G jest generowanie standardów dla usług telekomunikacji mobilnej spełniających wymogi Międzynarodowa telekomunikacja mobilna -2000 (IMT-2000) umożliwia jednoczesne przesyłanie głosu i danych (pobieranie muzyki, wiadomości błyskawiczne) przez tę samą sieć.

Zapewnia przepustowość szerokopasmową, obsługuje większą liczbę klientów usług głosowych i danych o niższych kosztach przyrostowych niż jego poprzednik 2G. 3G wykorzystuje Przełączanie obwodu do komunikacji głosowej oraz Przełączanie pakietów do transmisji danych.

Maksymalne prędkości przesyłania danych obsługiwane przez 3G:

  • 2,05 Mb / s dla urządzeń stacjonarnych.
  • 384 Kb / s dla urządzeń poruszających się w wolnym tempie.
  • 128 Kb / s dla urządzeń poruszających się z dużą prędkością.

FORMACJA 3GPP

3GPP (projekt trzeciej generacji) ewoluował podczas tworzenia organów zarządzających, które obejmowały współpracę zarówno GSM, jak i UMTS. 3GPP pracował pod obserwacją ITU-R (Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny - sektor radiokomunikacyjny) jeden z sektorów ITU.

Odpowiada za zarządzanie międzynarodowym spektrum częstotliwości radiowych, aby zapewnić efektywne wykorzystanie widma i określa rodziny technologii, kojarzy określone części widma z rodzinami.

ITU ostatecznie ratyfikowało rodzinę pięciu standardów 3G, które są częścią struktury 3G znanej jako IMT-2000, po próbie zbudowania jednego standardu 3G:

  • Trzy standardy oparte na CDMA (Code Division Multiple Access), a mianowicie:
    1. CDMA2000
    2. WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / HSPA + (High-Speed ​​Packet Access)
    3. TDSCDMA.
  • Dwa standardy oparte na TDMA (Time Division Multiple Access), a mianowicie:
    1. FDMA / TDMA
    2. TDMA-SC (EDGE).

Definicja technologii 4G

4G oznacza Technologia 4. generacjii jest przedsięwzięciem rozwijającym się, obejmującym obecne systemy 2G (2. generacji), 3G (3. generacji), WLAN (bezprzewodowa sieć lokalna), bliskiego zasięgu, stacjonarne systemy przewodowe w jeden i nadawany, całkowicie funkcjonalny, spójny i spójna sieć.

Jest rozszerzeniem Technologia 3G który zapewnia możliwości zdefiniowane przez ITU (Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny) w IMT (International Mobile Telecommunications) obejmuje funkcje takie jak skalowalność, elastyczność, wydajność, samorządność, bezpieczeństwo w celu obsługi interfejsów z różnymi typami sieci oraz wiele nowych i istniejących usług.

Oferuje w pełni zindywidualizowane usługi niestandardowe (głos, dane i multimedia) z szybkością transmisji danych do 100 Mb / s oraz wszechstronny dostęp mobilny dla:

  • Telewizja mobilna o wysokiej rozdzielczości
  • Telefonia IP
  • Usługi gier
  • Wideokonferencje
  • Telewizja 3D

Udoskonalone wersje obecnych technologii obejmują GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, bezprzewodowe sieci LAN i Bluetooth są zintegrowane z 4G. Oczekuje się wysokiej jakości przesyłania strumieniowego audio / wideo od końca do końca przez protokół internetowy.

Wersje mobilne LTE (ewolucja długoterminowa) i WiMAX (ogólnoświatowa interoperacyjność w zakresie dostępu do mikrofal) zgodnie ze wsparciem znacznie mniejszej niż 1 Gbit / s szczytowej przepływności, są oznaczone marką 4G przez dostawców usług, ale nie ma pełnej zgodności z IMT-Advanced.

Głównym celem 4G LTE było osiągnięcie wysokiej mobilności i globalnej łączności.

Podstawowa sieć IP Core jest dalej rozwijana, aby obsługiwać wysokie prędkości transmisji danych, zaawansowane usługi aplikacyjne oraz zarządzanie siecią IP i siecią radiową w sposób bardziej wydajny i ma znacznie bardziej wymagające wymagania.

Technologię radiową o rozproszonym spektrum zastosowaną w 3G zastępuje się następującymi:

  • Transmisja wielu nośnych OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
  • Strategia FDE (Frequency-Domain Equalization).

W rezultacie przesyła bardzo wysokie szybkości transmisji bez wpływu ogromnej wielościeżkowej propagacji radiowej.

Dla MIMO (wiele wejść, wiele wyjść) komunikacji, szczytowa przepływność jest dodatkowo zwiększana dzięki zastosowaniu inteligentnych układów antenowych. Do nadawania używana jest modulacja wyższego rzędu do 64 QAM i MBMS (usługi multiemisji Broadcast).

Poniższe punkty przedstawiają różnicę między technologią 3G a 4G:

  1. Jeśli chodzi o przepustowość danych, 3G zapewnia 21 Mb / s, a 4G oferuje maksymalną przepustowość 1 Gb / s.
  2. Maksymalna szybkość przesyłania 3G wynosi 5 Mb / s, a 500 Mb / s to najwyższa szybkość przesyłania 4G.
  3. Najwyższa prędkość pobierania 3G wynosi 21 Mbps. W porównaniu z 4G oferuje szczytową prędkość pobierania 1 Gb / s.
  4. 3G wykorzystuje przełączanie pakietów do transmisji danych. Z drugiej strony zarówno pakiet, jak i przełączanie są używane w 4G.
  5. W 4G stosowana jest architektura sieci hybrydowej. I odwrotnie, 3G wykorzystuje sieć rozległą opartą na komórkach.
  6. CDMA jest zatrudniony w 3G. W przeciwieństwie do tego, 4G wykorzystuje OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
  7. Zarządzanie przekazywaniem odbywa się pionowo w 3G, ale w 4G odbywa się zarówno pionowo, jak i poziomo.
  8. Pełna sieć oparta na IP jest obsługiwana w 4G. Jednak w przypadku 3G jest on oparty na obwodach i pakietach.

Architektura 3G / UMTS

Części składowe sieci 3G UMTS są

• Stacja mobilna: Może to być telefon komórkowy, karta lub komputer z obsługą głosu i danych, który może być używany jako użytkownik końcowy.

• RAN (Radio Access Network): Składa się ze stacji bazowych i kontrolera dostępu radiowego, który wypełnia lukę między stacją mobilną a siecią bazową. Kontroluje również interfejs radiowy i zarządza całą siecią.

• CN (sieć podstawowa): Zapewnia główne przetwarzanie i zarządzanie podsystemami. Architektura sieci 3G UMTS jest migrowana z GSM z pewnymi ulepszeniami podstawowych elementów sieci.

Sieć rdzeniowa jest podzielona na dwie części, tj. Domenę z komutacją łączy i domenę z komutacją pakietów.

  1. Domena z przełączanymi obwodami: Wykorzystuje sieć komutowaną w obwodzie, w której dedykowane łącze lub kanał jest przewidziany dla określonego przedziału czasowego dla zestawu użytkowników. Dwa bloki pokazane w domenie przełączanej obwodu to:
    • MSC - Mobilne centrum przełączania zarządza połączeniami z komutacją łączy.
    • GMSC - Gateway MSC działa jako pośrednik między sieciami zewnętrznymi i wewnętrznymi.
  2. Domena z komutacją pakietów: Wykorzystuje sieć IP, w której IP są odpowiedzialne za przesyłanie i odbieranie danych między dwoma lub więcej urządzeniami. Dwa bloki przedstawione w domenie z komutacją pakietów to:
    • SGSN (węzeł obsługujący GPRS): Różne funkcje oferowane przez SGSN to zarządzanie mobilnością, zarządzanie sesjami, fakturowanie, komunikacja z innymi obszarami sieci.
    • GGSN (węzeł wsparcia GPRS bramy): Można go uznać za bardzo złożony router i obsługuje on operacje wewnętrzne między zewnętrznymi sieciami z komutacją pakietów a siecią z komutacją pakietów UMTS.
  • IMS (podsystem multimedialny IP): Jest to architektura, która dostarcza usługi multimedialne IP.

Architektura 4G LTE

Części składowe sieci 4G LTE to

  • Sprzęt użytkownika (UE): Może to być dowolne urządzenie zdolne do ustanowienia funkcji komunikacyjnych, takich jak telefony komórkowe, karty, komputery itp.
  • Ewolucja naziemnej sieci dostępu radiowego UMTS (E-UTRAN): Kontroluje komunikację radiową między sprzętem użytkownika a EPC. LTE Mobile może łączyć się jednocześnie z jedną komórką i jedną stacją bazową. Główne operacje wykonywane przez EBS (Evolved Base Station)
    • Analogowe i cyfrowe funkcje przetwarzania interfejsu radiowego LTE są wykorzystywane do nadawania i odbierania transmisji radiowej do wszystkich urządzeń obsługujących LTE.
    • Obsługuje operacje niskiego poziomu, wprowadzając sygnalizację i polecenia.
  • Evolved Packet Core (EPC): Komunikuje się z wewnętrznymi i zewnętrznymi sieciami danych pakietowych i podsystemem multimedialnym IP. Składa się z następujących bloków:
    • HSS: Home Subscriber Server przechowuje wszystkie informacje o wszystkich subskrybentach operatora sieci w centralnej bazie danych.
    • MME: Jednostka zarządzania mobilnością obsługuje operacje na wysokim poziomie za pomocą sygnalizacji s i HSS.
    • S-GW: Signaling Gateway wykonuje zakotwiczenie mobilności i przekazuje dane między bramką PDN a stacją bazową.
    • P-GW:Bramka sieci danych pakietowych komunikuje się z interfejsami PDN. Wykonuje operacje takie jak przydzielanie adresów IP i filtrowanie pakietów.
    • PCRF: Funkcja reguły polityki i opłat jest odpowiedzialna za kontrolowanie operacji ładowania opartych na przepływie w funkcji egzekwowania kontroli polityki (PCEF) i podejmowanie decyzji dotyczących kontroli polityki.


Zalety 3G

  • Wykorzystuje pasma częstotliwości 2G o przepustowości do 230 MHz globalny roaming i wiele usług.
  • Szerokopasmowy kanał radiowy do obsługi szybkich usług - Kanał radiowy wykorzystuje przepustowość do 20 M, co improwizuje stawka wiórów i zanikanie wielu ścieżek.
  • W kanale szerokopasmowym jakość biznesu można kontrolować, stosując multipleksowanie czasu i ponowne wykorzystanie kodu. Różne czynniki rozprzestrzeniania, różne potrzeby różnych QOS mogą mapować do kanału szerokopasmowego są wybierane w celu realizacji wielu usług i transmisja z wieloma prędkościami.
  • Aby poprawić wydajność transmisja w łączu w dół zastosowano technologię regulacji mocy w kanale z szybką pętlą zamkniętą.
  • W celu adaptacyjnego dostosowania mocy, obniżenia samozakłócania systemu i zwiększenia czułości odbiornika oraz zwiększenia pojemności systemu, adaptacyjne układy antenowe zostały zaimplementowane w stacji bazowej 3G.
    WCDMA składa się głównie z następujących dwóch aspektów, tj. Kodowania kanałów i sterowania mocą.
  • Technologia przełączania jest wymagany do komunikacji z terminalami i sieciami mobilnymi, gdy terminale nie są stabilne i do przełączania pozycji z zasięgu jednej stacji bazowej na inną.

Zalety 4G

  • Zmniejszone opóźnienia w obu przypadkach ustanowienie połączenia i opóźnienie transmisji.
  • Zwiększony użytkownik Przepustowość danych.
  • Zwiększona szybkość transmisji krawędzi komórki.
  • Zminimalizowany koszt za bit przy zastosowaniu ulepszonego Wydajność spektralna.
  • Uproszczony architektura sieci.
  • Bezszwowy Ruchliwość w tym między różnymi Technologia dostępu radiowego.
  • Rozsądny pobór energii na urządzenie mobilne.
  • Minimalizuje koszt wyposarzenia ponieważ eliminuje potrzebę kosztownego korektora częstotliwości w odbiorniku.
  • To zapewnia zintegrowane usługi bezpieczeństwa.

Ograniczenia 3G

  • Koszt infrastruktury komórkowej i modernizacji stacji bazowych jest bardzo wysoki.
  • Wspólna praca w roamingu i transmisji danych / głosu nie została jeszcze wdrożona.
  • Zużycie energii jest wysokie.
  • Potrzebuje stacji bazowych na krótkie odległości i są drogie.

Ograniczenia 4G

  • Koordynacja lokalizacji i koordynacja zasobów w celu dodania nowych urządzeń nie jest wystarczająca.
  • Czasami można obsługiwać ograniczone połączenia głosowe i usługi.
  • Jako skoncentrowana usługa danych wymaga szerokiej przepustowości.
  • Nie zapewnia dobrych usług na obszarach wiejskich ze względu na zapotrzebowanie na sieć bezprzewodową, a sieć 4G nie jest dobrze rozwinięta na tych obszarach.

Wniosek

Technologie 4G zapewniają lepsze usługi w porównaniu z technologiami 3G; pod względem przepustowości danych, przepływności na brzegu komórki, kosztów, mobilności, zużycia energii przez urządzenia mobilne. Istnieją jednak pewne problemy ze zgodnością w 4G.