Differenza tra tecnologia 3G e 4G

Autore: Laura McKinney
Data Della Creazione: 2 Aprile 2021
Data Di Aggiornamento: 12 Maggio 2024
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Difference Between 3G and 4G | 3G vs 4G
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Contenuto


3G e 4G possono essere differenziato riguardo conformità tecnologica, velocità di trasferimento dati, capacità, architettura IP e numero di connessioni, ecc. 3G è sinonimo di terza generazione in cui sono sviluppati dispositivi mobili ottimizzati per consentire servizi dati e banda larga con una migliore connettività. 4G LTE è sinonimo di 4a generazione che offre più capacità per esperienze a banda larga mobile più veloci e improvvisate e consente più connessioni.

Tecnologia 3G e 4G sono associati agli standard di comunicazione mobile. Le comunicazioni mobili sono una delle aree in costante sviluppo per offrire esperienze a banda larga mobile più veloci e migliori. Ogni nuova tecnologia offre un significativo progresso in termini di prestazioni e capacità rispetto al suo predecessore. Offre la possibilità di accedere a Internet su diversi dispositivi come schede, laptop, desktop e telefoni cellulari.


  1. Tabella di comparazione
  2. Definizione
  3. Differenze chiave
  4. Architettura
  5. vantaggi
  6. limitazioni
  7. Conclusione

Tabella di comparazione

Base per il confrontoTecnologia 3GTecnologia 4G
Larghezza di banda dei dati2 Mbps - 21 Mbps2 Mbps - 1 Gbps
Velocità di upload di picco5 Mbps500 Mbps
Velocità di download massima21 Mbps1 Gbps
Tecnica di commutazioneCommutazione di pacchettoCommutazione di pacchetto,
commutazione
StandardsIMT 2000
3.5G HSDPA
3.75G HSUPA		Singolo standard unificato Wimax e LTE
Tecnologia
Pila		Dati digitali a pacchetto a banda larga CDMA 2000, UMTS, EDGE ecc.Dati pacchetto digitale a banda larga Wimax2 e LTE Advances.
Banda di frequenza1,8 - 2,5 GHz2-8 GHz
Architettura di reteBasato su una vasta area cellulareIntegrazione di LAN wireless e area estesa
Correzione dell'errore in avanti3G utilizza codici turbo per la correzione degli errori.I codici concatenati vengono utilizzati per la correzione degli errori in 4G.
Giù le maniOrizzontaleOrizzontale e verticale


Definizione di tecnologia 3G

3G è un generazione di standard per i servizi di telecomunicazione mobile che soddisfano il International Mobile Telecommunications -2000 (IMT-2000) offre la possibilità di trasferire contemporaneamente voce e dati (download di musica, messaggi istantanei) sulla stessa rete.

Offre capacità a banda larga, supporta un numero maggiore di clienti voce e dati con costi incrementali inferiori rispetto al suo predecessore 2G. 3G utilizza Commutazione del circuito per la comunicazione vocale e Commutazione di pacchetto per la comunicazione dei dati.

Velocità massime di trasferimento dati supportate da 3G:

  • 2,05 Mbits / secondo per i dispositivi fissi.
  • 384 Kbit / secondo per i dispositivi che si muovono lentamente.
  • 128 Kbit / secondo per i dispositivi che si muovono ad alta velocità.

FORMAZIONE DI 3GPP

Il 3GPP (progetto di partenariato di terza generazione) è stato sviluppato durante la formazione di organi di governo che includeva la collaborazione di GSM e UMTS. 3GPP stava lavorando sotto osservazione ITU-R (settore delle telecomunicazioni internazionali dell'Unione delle telecomunicazioni internazionali) uno dei settori dell'ITU.

È responsabile della gestione dello spettro delle radiofrequenze internazionali, garantire l'uso efficiente dello spettro e definire le famiglie tecnologiche, associando parti specifiche dello spettro alle famiglie.

L'ITU ha infine ratificato una famiglia di cinque standard 3G che fanno parte del framework 3G noto come IMT-2000, dopo aver provato a creare un singolo standard 3G:

  • Tre standard basati su CDMA (Code Division Multiple Access), ovvero:
    1. CDMA2000
    2. WCDMA (accesso multiplo a divisione di codice a banda larga) / HSPA + (accesso a pacchetti ad alta velocità)
    3. TDSCDMA.
  • Due standard basati su TDMA (Time Division Multiple Access), ovvero:
    1. FDMA / TDMA
    2. TDMA-SC (EDGE).

Definizione di tecnologia 4G

4G significa Tecnologia di quarta generazione, ed è un'impresa sviluppare, incorporare gli attuali sistemi a filo fisso 2G ​​(2a generazione), 3G (3a generazione), WLAN (Wireless Local Area Network), a corto raggio e fissi, completamente funzionali, coerenti e internetwork coerente.

È un'estensione di Tecnologia 3G che fornisce funzionalità definite da ITU (International Telecommunications Union) in IMT (International Mobile Telecommunications) include funzionalità come scalabilità, flessibilità, efficienza, autogoverno, sicurezza per supportare l'interfacciamento con diversi tipi di reti e una moltitudine di servizi nuovi ed esistenti.

Offre servizi personalizzati completamente convergenti (voce, dati e multimedia) a velocità di trasferimento dati fino a 100 Mbps e accesso mobile pervasivo per:

  • Televisione mobile ad alta risoluzione
  • Telefonia IP
  • Servizi di gioco
  • Videoconferenze
  • Televisione 3D

Le versioni avanzate delle attuali tecnologie coprono GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN wireless e Bluetooth integrate in 4G. È previsto lo streaming audio / video di alta qualità end-to-end Internet Protocol.

Versioni di dispositivi mobili LTE (evoluzione a lungo termine) e WiMAX (interoperabilità mondiale per l'accesso a microonde) all'unisono supportano molto meno di 1 Gbit / s bit rate di picco, sono marcati 4G dai fornitori di servizi, ma non esiste una conformità IMT-Advanced completa.

L'obiettivo principale di 4G LTE era raggiungere un'elevata mobilità e connettività globale.

La rete IP Core è stata ulteriormente sviluppata per supportare velocità dati elevate, servizi applicativi avanzati e gestione della rete IP e radio in modo più efficiente e ha requisiti molto più rigorosi.

La tecnologia radio a spettro diffuso utilizzata in 3G è sostituita da:

  • Trasmissione multi-vettore OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
  • Stratagemma FDE (equalizzazione del dominio di frequenza).

Di conseguenza, trasferisce bit rate molto elevati senza essere influenzato dall'immensa propagazione radio multipath.

Per MIMO (Multiple Multiple Input-Output) comunicazioni, il bit rate di picco viene ulteriormente migliorato utilizzando array di antenne intelligenti. Viene utilizzata la modulazione di ordine superiore fino a 64 QAM e MBMS (Multimedia Broadcast Multicast services) per la trasmissione.

I punti trattati di seguito presentano la differenza tra la tecnologia 3G e 4G:

  1. Quando si tratta di larghezza di banda dati, 3G offre 21 Mbps e 4G offre larghezza di banda dati massima di 1 Gbps.
  2. La velocità massima di upload di 3G è di 5 Mbps mentre 500 Mbps è la più alta velocità di upload di 4G.
  3. La massima velocità di download di 3G è di 21 Mbps. Rispetto a 4G offre una velocità di download di picco di 1Gbps.
  4. 3G utilizza la commutazione di pacchetti per la trasmissione di dati. D'altra parte, sia il pacchetto che la commutazione sono usati nel 4G.
  5. In 4G, viene utilizzata l'architettura di rete ibrida. Al contrario, 3G utilizza una rete basata su una vasta area cellulare.
  6. CDMA è impiegato in 3G. Al contrario, 4G utilizza OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
  7. La gestione dei handoff viene eseguita in verticale in 3G, ma in 4G viene eseguita in verticale e in orizzontale.
  8. La rete basata su IP completo è supportata in 4G. Tuttavia, nel caso di 3G, è basato su circuiti e pacchetti.

Architettura 3G / UMTS

Le parti costitutive della rete UMTS 3G sono

• Stazione mobile: Potrebbe essere qualcosa di simile a dati, telefoni cellulari, schede o computer abilitati alla voce che potrebbero essere utilizzati come utente finale.

• RAN (rete di accesso radio): È costituito da stazioni base e controller di accesso radio che colma il divario tra Mobile Station e Core Network. Controlla inoltre e gestisce l'interfaccia aerea per l'intera rete.

• CN (rete principale): Fornisce l'elaborazione e la gestione principali dei sottosistemi. L'architettura della rete UMTS 3G viene migrata dal GSM con alcuni miglioramenti negli elementi della rete principale.

La rete principale è classificata in due parti, ad esempio Dominio a commutazione di circuito e Dominio a commutazione di pacchetto.

  1. Dominio a commutazione di circuito: Utilizza una rete a commutazione di circuito in cui viene fornito un collegamento o canale dedicato per un determinato intervallo di tempo a un insieme di utenti. I due blocchi mostrati in Domain Switched Domain sono:
    • MSC - Mobile Switching Center gestisce le chiamate a commutazione di circuito.
    • GMSC - Gateway MSC funge da intermediario tra reti esterne ed interne.
  2. Dominio a commutazione di pacchetto: Utilizza la rete IP in cui gli IP sono responsabili della trasmissione e della ricezione di dati tra due o più dispositivi. I due blocchi mostrati in Dominio a commutazione di pacchetto sono:
    • SGSN (che serve il nodo di supporto GPRS): Le varie funzioni fornite da SGSN sono la gestione della mobilità, la gestione delle sessioni, la fatturazione, la comunicazione con altre aree della rete.
    • GGSN (nodo di supporto GPRS gateway): Può essere considerato un router molto complesso e gestisce le operazioni interne tra le reti a commutazione di pacchetto esterne e la rete a commutazione di pacchetto UMTS.
  • IMS (sottosistema multimediale IP): È un framework architettonico che fornisce servizi multimediali IP.

Architettura 4G LTE

Le parti costitutive della rete 4G LTE sono

  • Attrezzatura dell'utente (UE): Potrebbe essere qualsiasi dispositivo in grado di stabilire funzioni di comunicazione come telefoni cellulari, schede, computer, ecc.
  • Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN): Controlla la comunicazione radio tra apparecchiature utente ed EPC. LTE mobile può connettersi con una sola cella e una base alla volta. Principali operazioni eseguite da EBS (Evolved Base Station)
    • Le funzioni di elaborazione analogica e digitale dell'interfaccia aerea LTE vengono utilizzate per trasmettere e ricevere la trasmissione radio a tutti i dispositivi abilitati LTE.
    • Gestisce il funzionamento di basso livello immettendo i segnali e i comandi.
  • Evolved Packet Core (EPC): Comunica con reti di dati a pacchetti interni ed esterni e sottosistema multimediale IP. È composto dai seguenti blocchi:
    • HSS: Il server di sottoscrizione principale contiene tutte le informazioni su tutti gli abbonati dell'operatore di rete in un database centrale.
    • MME: L'entità di gestione della mobilità gestisce le operazioni di alto livello mediante segnalazioni e HSS.
    • S-GW: Signaling Gateway esegue l'ancoraggio della mobilità e inoltra i dati tra il gateway PDN e la stazione base.
    • P-GW:Packet Data Network Gateway comunica con le interfacce che utilizzano PDN. Esegue operazioni come l'allocazione dell'indirizzo IP e il filtro pacchetti.
    • PCRF: La funzione Politica e norma di addebito è responsabile per il controllo delle operazioni di addebito basate sul flusso nella Funzione controllo applicazione politica (PCEF) e nel processo decisionale relativo al controllo delle politiche.


Vantaggi del 3G

  • Impiega bande di frequenza 2G con larghezze di banda fino a 230 MHz per raggiungere roaming globale e multi-servizi.
  • Canale radio a banda larga per supportare servizi ad alta velocità - Il canale portante radio utilizza una larghezza di banda fino a 20 M che improvvisa chip rate e dissolvenza anti-multipath.
  • Nel canale a banda larga, la qualità del business può essere controllata applicando il multiplexing temporale e il riutilizzo del codice. Diversi fattori di diffusione, varie tariffe che richiedono QOS differenti possono essere mappati nel canale a banda larga sono selezionati per realizzare multi-servizio e trasmissione multi-rate.
  • Per migliorare le prestazioni di trasmissione downlink viene applicata la tecnologia di controllo dell'alimentazione ad anello chiuso veloce del canale.
  • Per regolare in modo adattivo la potenza, ridurre l'interferenza del sistema e migliorare la sensibilità del ricevitore e aumentare la capacità del sistema, gli array di antenne adattive sono implementati sulla base 3G.
    WCDMA, principalmente costituito dai seguenti due aspetti, vale a dire codifica dei canali e controllo della potenza.
  • Tecnologia di commutazione è necessario per la comunicazione di terminali e reti mobili quando i terminali non sono stabili e cambiano posizione dalla copertura di una stazione base a una di un'altra stazione base.

Vantaggi del 4G

  • Ritardi ridotti per entrambi istituzione di connessione e latenza di trasmissione.
  • Utente aumentato Velocità di trasmissione dati.
  • È aumentato bit rate del bordo della cella.
  • Costo per bit ridotto al minimo con utilizzo migliorato efficienza spettrale.
  • semplificata architettura di rete.
  • senza soluzione di continuità Mobilità tra cui diversi Tecnologia di accesso radio.
  • Ragionevole consumo di energia per il dispositivo mobile.
  • Minimizza costo dell'attrezzatura poiché abolisce la necessità di costosi equalizzatori di frequenza sul ricevitore.
  • Fornisce servizi di sicurezza integrati.

Limitazioni di 3G

  • Il costo dell'infrastruttura cellulare, l'aggiornamento delle stazioni base è molto elevato.
  • Il roaming e il lavoro dati / voce collettivamente non sono ancora stati implementati.
  • L'utilizzo di energia è elevato.
  • Ha bisogno di stazioni base a breve distanza e sono costose.

Limitazioni di 4G

  • Il coordinamento della posizione e il coordinamento delle risorse per aggiungere nuovi dispositivi non sono adeguati.
  • È possibile gestire chiamate e servizi vocali limitati alla volta.
  • Trattandosi di un servizio dati concentrato, richiede un'ampia larghezza di banda.
  • Non fornisce buoni servizi nelle aree rurali a causa dei requisiti della rete wireless e la rete 4G non si espande bene in quelle aree.

Conclusione

Le tecnologie 4G offrono servizi migliori rispetto alle tecnologie 3G; in termini di throughput dei dati, bit rate del bordo della cella, costo, mobilità, consumo di energia per dispositivi mobili. Tuttavia, ci sono alcuni problemi di compatibilità in 4G.