3G и 4G технологията са свързани с стандартите за мобилна комуникация. Мобилните комуникации са една от непрекъснато развиващите се области, които осигуряват по-бързи и по-добри мобилни широколентови преживявания. Всяка нова технология предлага значителен напредък в производителността и възможностите в сравнение с предшественика си. Той предоставя възможност за достъп до интернет през различни устройства като табулатор, лаптоп, настолен компютър и мобилен телефон.
Сравнителна таблица
| Основа за сравнение | 3G технология | Технология 4G |
|---|---|---|
| Пропускателна способност на данните | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Максимална скорост на качване | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Максимална скорост на изтегляне | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Техника на превключване | Превключване на пакети | Превключване на пакети, Превключване на съобщения |
| Стандарти | IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA | Единичен унифициран стандарт Wimax и LTE |
| технология купчина | Цифрови широколентови пакети данни CDMA 2000, UMTS, EDGE и др. | Авансови плащания за цифрови широколентови пакети данни Wimax2 и LTE. |
| Честотна лента | 1.8 - 2.5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Мрежова архитектура | Основа на клетка с широка област | Интегриране на безжична локална мрежа и широка зона |
| Корекция на грешки напред | 3G използва турбо кодове за коригиране на грешки. | За коригиране на грешки в 4G се използват конкатенирани кодове. |
| Не пипай | хоризонтален | Хоризонтално и вертикално |
Дефиниция на 3G технологията
3G е поколение от стандарти за мобилни телекомуникационни услуги, които отговарят на международните мобилни телекомуникации (IMT-2000), осигуряват възможност за пренос на глас и данни (изтегляне на музика, имейли и мигновени съобщения) през една и съща мрежа едновременно.
Той осигурява широколентов капацитет, поддържа по-голям брой потребители на глас и данни с по-ниски допълнителни разходи от своя предшественик 2G. 3G използва превключване на вериги за гласова комуникация и превключване на пакети за предаване на данни.
Максимална скорост на пренос на данни, поддържана от 3G:
- 2.05 Mbits / second за стационарни устройства.
- 384 Kbits / second за устройства, движещи се с бавни темпове.
- 128 Kbits / second за устройства, движещи се с висока скорост.
ФОРМИРАНЕ НА 3GPP
3GPP (Проект за партньорство от трето поколение) се развива по време на формирането на управленски органи, които включват сътрудничеството както на GSM, така и на UMTS. 3GPP работи под наблюдението на ITU-R (Международен съюз за телекомуникации-сектор на радиокомуникациите), един от секторите на ITU.
Той е отговорен за управлението на международния радиочестотен спектър, за осигуряване на ефикасно използване на спектъра и за определяне на технологични фамилии, свързва специфични части от спектъра със семействата.
ITU най-накрая ратифицира семейство от пет 3G стандарта, които са част от 3G платформата, известна като IMT-2000, след като се опитва да изгради един стандартен 3G:
- Три стандарта, базирани на CDMA (множествен достъп с кодово разделяне), а именно:
- CDMA2000
- WCDMA (широколентов кодов разделен достъп) / HSPA + (високоскоростен пакет за достъп)
- TDSCDMA.
- Два стандарта, базирани на TDMA (Time Division Multiple Access), а именно:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Дефиниция на технологията 4G
4G означава 4-та технология за поколение, и това е предприятие за разработване, включващо текущата 2G (2-ро поколение), 3G (трето поколение), WLAN (безжична локална мрежа), къси разстояния, фиксирани телени системи в един и излъчван напълно функционална, последователна и последователна работа в мрежа.
Това е разширение на 3G технологията, която осигурява възможности, определени от ITU (Международен съюз за телекомуникации) в IMT (Международни мобилни телекомуникации) включва функции като скалируемост, гъвкавост, ефективност, самоуправление, сигурност за поддържане на взаимодействие с различни типове мрежи и множество на нови и съществуващи услуги.
Той предлага напълно конвергирани персонализирани услуги (глас, данни и мултимедия) при скорост на предаване на данни до 100 Mbps и широко разпространен мобилен достъп за:
- Мобилна телевизия с висока резолюция
- IP телефония
- Игрови услуги
- Видеоконференции
- 3D телевизия
Подобрените версии на настоящите технологии обхващат GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, безжични LAN и Bluetooth са интегрирани в 4G. Очаква се висококачественото аудио / видео стрийминг през Интернет до протокола.
Версиите на Mobile LTE (Long Term Evolution) и WiMAX (Световната оперативна съвместимост за микровълнов достъп) поддържат по-малко от 1 Gbit / s пиков бит, а 4G са маркирани от доставчиците на услуги, но няма пълно съответствие с IMT-Advanced.
Основната цел на 4G LTE е да постигне висока мобилност и глобална свързаност.
IP Core мрежата е разработена допълнително, за да поддържа висока скорост на предаване на данни, разширени услуги за приложения и управление на IP и радио мрежите по-ефективно и има много по-строги изисквания.
Радиотехнологията с разширен спектър, използвана в 3G, се заменя с:
- Предаване на множество носители на OFDMA (ортогонално честотно разделяне с множествен достъп).
- Стратегията на FDE (изравняване на честотата на домейна).
В резултат на това тя предава много високи битови скорости, без да бъде засегната от огромно многопространствено разпространение на радиото.
За MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) комуникации, пиковата битова скорост се подобрява допълнително чрез използване на интелигентни антенни решетки. Използва се модулация с по-висок порядък до 64 QAM и MBMS (Multimedia Broadcast Multicast услуги) за излъчване.
Основни разлики между 3G и 4G технологията
Посочените по-долу точки представят разликата между 3G и 4G технологията:
- Когато става дума за пропускателна способност на данните, 3G осигурява 21 Mbps и 4G предлага максимална пропускателна способност за данни от 1 Gbps.
- Максималната скорост на качване на 3G е 5 Mbps, докато 500 Mbps е най-високата скорост на качване от 4G.
- Най-високата скорост на изтегляне на 3G е 21 Mbps. В сравнение с 4G предлага 1Gbps връх изтегляне.
- 3G използва комутиране на пакети за предаване на данни. От друга страна, и превключването на пакети и съобщения се използват в 4G.
- В 4G се използва хибридна мрежова архитектура. Обратно, 3G използва широкообхватна мрежа.
- CDMA се използва в 3G. В сравнение с това, 4G използва OFDMA (Ортогонален честотен разделен множествен достъп).
- Управлението на предаването се извършва вертикално в 3G, но в 4G се извършва вертикално, както и хоризонтално.
- Пълна IP базирана мрежа се поддържа в 4G. Въпреки това, в случай на 3G, това е верига и пакет базирани.
Архитектура 3G / UMTS
Съставните части на 3G UMTS мрежата са
• Мобилна станция: може да бъде нещо подобно на мобилни телефони с поддръжка на данни и глас, раздели или компютри, които могат да се използват като краен потребител.
• RAN (радиодостъпна мрежа) : Състои се от базови станции и контролер за радиодостъп, който свързва разстоянието между мобилната станция и централната мрежа. Той също така контролира и управлява въздушния интерфейс за цялата мрежа.
• CN (Core Network) : Тя осигурява основната обработка и управление на подсистемите. Архитектурата на 3G UMTS мрежата се прехвърля от GSM с някои подобрения в елементите на основната мрежа.
- Домейн с комутируема верига : Той използва мрежа с комутиране на вериги, в която е осигурена специална връзка или канал за определен интервал от време за набор от потребители. Двата блока, показани в домейн с включена верига, са:
- MSC - Mobile Switching Centre управлява комутируеми повиквания.
- GMSC - Gateway MSC действа като посредник между външни и вътрешни мрежи.
- Packet-switched domain : Използва IP мрежа, където IP са отговорни за предаване и получаване на данни между две или повече устройства. Двата блока, показани в домейн с комутация на пакети, са:
- SGSN (Обслужващ възел за поддръжка на GPRS) : Различните функции, предоставени от SGSN, са управление на мобилността, управление на сесии, фактуриране, комуникация с други области на мрежата.
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Може да се разглежда като много сложен рутер и обработва вътрешните операции между външните мрежи за комутиране на пакети и UMTS мрежите за комутиране на пакети.
- IMS (IP Multimedia Subsystem) : Това е архитектурна рамка, която предоставя IP мултимедийни услуги.
4G LTE Архитектура
Съставните части на 4G LTE мрежата са
- Потребителско оборудване (UE) : Това може да бъде всяко устройство, което може да установи комуникационни функции като мобилни телефони, раздели, компютри и др.
- Развита UMTS наземна радиодостъпна мрежа (E-UTRAN): Контролира радиокомуникацията между потребителското оборудване и EPC. LTE mobile може да се свърже само с една клетка и една базова станция. Основни операции, извършвани от EBS (Evolved Base Station)
- Функциите за аналогова и цифрова обработка на въздушния интерфейс LTE се използват за предаване и приемане на радиопредаване към всички устройства, поддържащи LTE.
- Работи с ниско ниво на работа чрез изпращане на сигнални съобщения и команди.
- Evolved Packet Core (EPC) : Комуникация с вътрешни и външни мрежи за пакети данни и IP мултимедийна подсистема. Състои се от следните блокове:
- HSS: Home Subscriber Server държи цялата информация за всички абонати на мрежовия оператор в централна база данни.
- ММЕ: Управлението на мобилността управлява операцията на високо ниво от сигналните съобщения и HSS.
- S-GW: Сигналният шлюз изпълнява мобилността и препраща данните между PDN Gateway и базовата станция.
- P-GW: Шлюзът за мрежи за пакети данни комуникира с интерфейсите на PDN. Той изпълнява операции като разпределяне на IP адреси и филтриране на пакети.
- PCRF: Функция „Правила и правила за таксуване“ е отговорна за контрола на операциите за таксуване, базирани на потока, в рамките на функцията за контрол на прилагането на политиката (PCEF) и вземането на решения за контрол на политиката.
Предимства на 3G
- Той използва 2G честотни ленти с честотна лента до 230MHz се използват за постигане на глобален роуминг и мулти-услуги.
- Широколентов радиоканал за поддържане на високоскоростни услуги - Каналът на радиопреноса използва широчина на честотната лента до 20M, което импровизира скоростта на извличане на стружките и затихването с многостранно разпространение.
- В широколентовия канал качеството на бизнеса може да се контролира чрез прилагане на мултиплексиране на времето и повторно използване на кода. Различни фактори на разпространение, различни нива на нужда от различни QOS могат да се впишат в широколентовия канал, за да се осъществи мулти-сервизно и многоскоростно предаване .
- За да се подобри производителността на предавания канал за предаване на данни надолу, се прилага бърза технология за управление на мощността на затворен контур.
- За адаптивно регулиране на мощността, намаляване на самосмущенията на системата и повишаване чувствителността на приемника и увеличаване на капацитета на системата, към базовата станция 3G се прилагат адаптивни антенни решетки.
WCDMA, състояща се главно от следните два аспекта: канално кодиране и контрол на мощността. - Необходима е комутационна технология за комуникация на терминални и мобилни мрежи, когато терминалите не са стабилни и превключват позицията си от обхвата на една базова станция към друга базова станция.
Предимства на 4G
- Намалени закъснения за установяване на връзка и за латентност на предаването .
- Повишена пропускателна способност на потребителските данни .
- Увеличена битова скорост на клетката .
- Минимизирана цена на бита, използваща повишена спектрална ефективност .
- Опростена мрежова архитектура .
- Безпроблемна мобилност, включително между различни технологии за радиодостъп .
- Разумна консумация на енергия за мобилното устройство.
- Минимизира разходите за оборудване, тъй като премахва необходимостта от скъпоструващ честотен еквалайзер на приемника.
- Той предоставя интегрирани услуги за сигурност .
Ограничения на 3G
- Цената на клетъчната инфраструктура, модернизирането на базовите станции е много висока.
- Роумингът и работата с данни / глас колективно все още не са изпълнени.
- Използването на енергия е високо.
- Има нужда от базови станции на кратко разстояние и са скъпи.
Ограничения на 4G
- Координацията на местоположението и координацията на ресурсите за добавяне на нови устройства не е адекватна.
- Ограничените гласови повиквания и услуги могат да се обработват едновременно.
- Като концентрирана услуга за данни, тя изисква широка честотна лента.
- Тя не осигурява добри услуги в селските райони поради изискването на безжичната мрежа и 4G мрежата не се разширява добре в тези области.
заключение
4G технологиите осигуряват по-добри услуги в сравнение с 3G технологиите; от гледна точка на пропускателна способност на данните, скоростта на клетъчния ръб, разходите, мобилността, консумацията на енергия за мобилните устройства. Въпреки това, има някои проблеми със съвместимостта в 4G.
