תוֹכֶן

• טבלת השוואה
• הגדרת טכנולוגיית 3G
• הגדרת טכנולוגיית 4G
• אדריכלות 3G / UMTS
• ארכיטקטורת 4G LTE
• יתרונות ה- 3G
• יתרונות 4G
• מגבלות של 3G
• מגבלות 4G
• סיכום

3G ו- 4G יכולים להיות מבדיל ביחס תאימות טכנולוגית, קצב העברת נתונים, קיבולת, ארכיטקטורת IP ומספר חיבורים וכו '. 3G מהווה דור שלישי בו מפותחים ניידים מיטביים המאפשרים שירותי ושירותי פס רחב עם קישוריות טובה יותר. 4G LTE מייצג את הדור הרביעי המספק יכולת רבה יותר לחוויות פס רחב ניידות מהירות ומאולתרות יותר ומאפשרים יותר חיבורים.

טכנולוגיית 3G ו- 4G קשורים לסטנדרטים של תקשורת סלולרית. תקשורת סלולרית היא אחד התחומים המתפתחים כל העת בכדי לספק חוויות פס רחב ניידות מהירות וטובות יותר. כל טכנולוגיה חדשה מציעה את ההתקדמות המשמעותית בביצועים ויכולות לעומת קודמתה. זה מספק את היכולת לגשת לאינטרנט דרך מכשירים שונים כמו טאבים, מחשב נייד, שולחן עבודה וטלפונים ניידים.

1. טבלת השוואה
2. הגדרה
3. הבדלים עיקריים
4. ארכיטקטורה
5. יתרונות
6. מגבלות
7. סיכום

טבלת השוואה

בסיס להשוואה	טכנולוגיית 3G	טכנולוגיית 4G
רוחב פס נתונים	2 Mbps - 21 Mbps	2 Mbps - 1 Gbps
שיעור העלאה שיא	5 Mbps	500 Mbps
שיעור הורדות שיא	21 מגהביט לשנייה	1 ג'יגה-סיביות
טכניקת מיתוג	מיתוג מנות	מיתוג מנות, מתחלף
תקנים	IMT 2000 HSDPA 3.5 גרם HSUPA 3.75 גרם	Wimax ו- LTE סטנדרטיים יחידים
טכנולוגיה ערימה	נתוני מנות פס רחב דיגיטלי CDMA 2000, UMTS, EDGE וכו '.	נתוני מנות פס רחב דיגיטלי Wimax2 ו- LTE.
להקת תדרים	1.8 - 2.5 ג'יגה הרץ	2 - 8 ג'יגה הרץ
אדריכלות רשת	מבוסס תא רחב	שילוב רשת LAN אלחוטית ואזור רחב
תיקון שגיאות קדימה	3G משתמש בקודי טורבו לתיקון שגיאות.	קודים מורכבים משמשים לתיקון שגיאות ב- 4G.
למסור את	אופקי	מאוזן ומאונך

הגדרת טכנולוגיית 3G

דור שלישי הוא יצירת סטנדרטים עבור שירותי טלקומוניקציה ניידים העונים על תקשורת ניידת בינלאומית -2000 (IMT-2000) מספק את היכולת להעביר קול ונתונים (הורדות מוסיקה, שידור והודעות מיידיות) באותה רשת בו זמנית.

הוא מספק יכולת פס רחב, תומך במספר גדול יותר של לקוחות קול ונתונים בעלות מצטברת נמוכה יותר מקודמת 2G. שימושים דור שלישי מיתוג מעגלים לתקשורת קולית, ו מיתוג מנות לתקשורת נתונים.

שיעורי העברת נתונים מקסימליים הנתמכים על ידי 3G:

• 2.05 מגה ביט / שנייה למכשירים נייחים.
• 384 Kbits / second עבור מכשירים הנעים בקצב איטי.
• 128 קילו-ביט לשנייה למכשירים שנעים במהירות גבוהה.

הפקת 3GPP

3GPP (פרויקט השותפות הדור השלישי) התפתח במהלך הקמתם של גופי שליטה שכללו שיתוף פעולה של GSM ו- UMTS כאחד. 3GPP עבד תחת פיקוח של ITU-R (המגזר הבינלאומי לתקשורת רדיו-תקשורת) אחד המגזרים של ה- ITU.

היא אחראית על ניהול ספקטרום תדרי הרדיו הבינלאומי, להבטיח שימוש יעיל בספקטרום ומגדירה משפחות טכנולוגיות, מקשרת חלקים ספציפיים של הספקטרום למשפחות.

ITU אישר לבסוף משפחה של חמישה תקני דור 3G המהווים חלק ממסגרת ה- 3G המכונה IMT-2000, לאחר שניסה לבנות תקן 3G יחיד:

• שלושה תקנים המבוססים על CDMA (Code Division Multiple Access), כלומר:
  1. CDMA2000
  2. WCDMA (חטיבת קוד רוחב מרובה גישה מרובה) / HSPA + (גישה מנות במהירות גבוהה)
  3. TDSCDMA.
• שני תקנים המבוססים על בסיס TDMA (Time Division Multiple Access), כלומר:
  1. FDMA / TDMA
  2. TDMA-SC (EDGE).

הגדרת טכנולוגיית 4G

4G מייצג טכנולוגית הדור הרביעי, וזה מיזם לפתח, לשלב את 2G הנוכחי (הדור השני), דור שלישי (דור שלישי), WLAN (רשת מקומית אלחוטית), מערכות חוט קבועות לטווח קצר בתוך יחיד ושידור, פונקציונלי לחלוטין, עקבי ו עבודה קוהרנטית.

זה הרחבה של טכנולוגיית 3G המספק יכולות שהוגדרו על ידי ITU (איגוד התקשורת הבינלאומי) ב- IMT (International Telecommunications Mobile) כוללת תכונות כמו מדרגיות, גמישות, יעילות, ממשל עצמי, אבטחה לתמיכה בממשק לסוגים שונים של רשתות ושלל שירותים חדשים וקיימים.

הוא מציע שירותים מותאמים אישית לחלוטין ומגוברים (קול, נתונים ומולטימדיה) בקצבי נתונים של עד 100 מגהביט לשנייה וגישה סלולרית נרחבת עבור:

• טלוויזיה ניידת ברזולוציה גבוהה
• טלפוניה IP
• שירותי משחק
• שיחת ועידה בוידאו
• טלוויזיה תלת מימדית

הגרסאות המשופרות של הטכנולוגיות העכשוויות מכסות GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN LAN אלחוטי ו- Bluetooth משולבות ב- 4G. הזרמת האודיו / וידאו האיכותית לאורך פרוטוקול האינטרנט מקצה לקצה צפויה.

גרסאות של מובייל LTE (אבולוציה ארוכת טווח) ו WiMAX (יכולת פעולה הדדית ברחבי העולם לגישה למיקרוגל) בתמיכה יחידה הרבה פחות מ- 1 Gbit / s שיא קצב סיביות, ממותגים 4G על ידי ספקי שירותים, אך אין התאמה מלאה ל- IMT-Advanced.

המטרה העיקרית של 4G LTE הייתה להשיג ניידות גבוהה וקישוריות גלובלית.

רשת ה- IP Core מפותחת כדי לתמוך בשיעורי נתונים גבוהים, שירותי יישומים מתקדמים וניהול רשת IP ורדיו בצורה יעילה יותר ויש לה דרישות מדויקות בהרבה.

טכנולוגיית הרדיו הספקטרום המפוזרת אשר שימשה ב- 3G מוחלפת על ידי:

• תיבת הילוכים מרובת נושאים של OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
• שכבת FDE (שוויון תדירות-תחום).

כתוצאה מכך הוא מעביר שיעורי סיביות גבוהים מאוד מבלי שיושפעו מהתפשטות רדיו רב-מסלולית אדירה.

ל MIMO (פלט מרובה קלט) תקשורת, קצב הסיביות לשיא משופר עוד יותר באמצעות מערכי אנטנה חכמים. נעשה שימוש באפיקולציה גבוהה יותר של עד 64 QAM ו- MBMS (שירותי מולטימדיה לשידור מולטימדיה).

הנקודות המפורטות להלן מציגות את ההבדל בין טכנולוגיית 3G ו- 4G:

1. כשמדובר ברוחב פס נתונים 3G מספק 21 Mbps ו- 4G מציע רוחב פס נתונים מקסימלי של 1 ג'יגה-בתים לשנייה.
2. קצב ההעלאה המרבי של 3G הוא 5 Mbps ואילו 500 Mbps הוא קצב ההעלאה הגבוה ביותר של 4G.
3. קצב ההורדה הגבוה ביותר של דור שלישי הוא 21 מגהביט לשנייה. לעומת 4G מציע קצב הורדת שיא של 1 ג'יגה-סיבייט לשנייה.
4. 3G משתמש במיתוג מנות לצורך העברת נתונים. מצד שני, גם מנות וגם מיתוג משמשים ב- 4G.
5. ב- 4G משתמשים בארכיטקטורת רשת היברידית. לעומת זאת, 3G משתמשת ברשת מבוססת תאים רחבים.
6. CDMA מועסק ב- 3G. לעומת זאת, 4G עושה שימוש ב- OFDMA (חטיבת תדרים אורתוגונלית מרובה גישה).
7. ניהול המסירה מתבצע אנכית ב- 3G, אך ב- 4G הוא נעשה אנכית כמו גם אופקית.
8. רשת מבוססת IP מלאה נתמכת ב- 4G. עם זאת, במקרה של 3G, זה מבוסס על מעגלים וחבילות.

אדריכלות 3G / UMTS

החלקים המרכיבים ברשת 3G UMTS הם

• תחנת נייד: זה יכול להיות כמו נתונים וטלפונים ניידים המאפשרים קול, כרטיסיות או מחשבים שיכולים לשמש כמשתמש קצה.

• RAN (רשת גישה לרדיו): זה מורכב מתחנות בסיס ובקר גישה לרדיו המגשר על הפער בין תחנת נייד לרשת Core. זה גם שולט ומנהל את הממשק האווירי עבור כל הרשת.

• CN (רשת ליבה): הוא מספק עיבוד וניהול עיקריים של מערכות משנה. ארכיטקטורת רשת UMTS דור שלישי מועברת מ- GSM עם כמה שיפורים באלמנטים ברשתיים.

רשת הליבה מסווגת לשני חלקים, כלומר תחום מיתוג מעגלי ותחום מנותק מנות.

1. תחום מיתוג מעגל: היא משתמשת במעגל מעגל רשת שבו קישור או ערוץ ייעודי מסופקים עבור משבצת זמן מסוימת להגדיר של משתמשים. שני הבלוקים המוצגים בתחום המעגל המעגליים הם:
   • MSC - מרכז מיתוג סלולרי מנהל שיחות מנותקות במעגלים.
   • GMSC - Gateway MSC משמש כמתווך בין רשתות חיצוניות ופנימיות.
2. דומיין מנותק מנות: היא משתמשת ברשת IP שבה ה- IP אחראי על העברת וקבלת נתונים בין שני מכשירים או יותר. שני הבלוקים המוצגים בדומיין מנותק של מנות הם:
   • SGSN (הגשת צומת תמיכה ב- GPRS): הפונקציות השונות הניתנות על ידי SGSN הן ניהול ניידות, ניהול הפעלות, חיובים, תקשורת עם אזורים אחרים ברשת.
   • GGSN (צומת התמיכה של Gateway GPRS): זה יכול להיחשב כנתב מורכב מאוד ומטפל בפעולות הפנימיות בין רשתות מנות חיצוניות לרשת UMTS מנות.

• IMS (תת מולטימדיה IP): זוהי מסגרת אדריכלית המספקת שירותי מולטימדיה IP.

ארכיטקטורת 4G LTE

החלקים המרכיבים את רשת 4G LTE הם

• ציוד משתמש (UE): זה יכול להיות כל מכשיר המסוגל להקים פונקציות תקשורת כמו טלפונים ניידים, כרטיסיות, מחשבים וכו '.
• רשת גישה לגישה לרדיו ארצי UMTS התפתחה (E-UTRAN): הוא שולט בתקשורת רדיו בין ציוד משתמש ל- EPC. LTE נייד יכול להתחבר לתא אחד בלבד ולתחנת בסיס אחת בכל פעם. פעולות עיקריות שבוצעו על ידי EBS (תחנת בסיס התפתחה)
  • פונקציות עיבוד אנלוגיות ודיגיטליות של ממשק האוויר LTE משמשות לשידור וקבלת שידור רדיו לכל המכשירים המאפשרים LTE.
  • מטפל בפעולה ברמה נמוכה על ידי הזנת שגיאות האות והפקודות.
• Core Packet Evolution (EPC): הוא מתקשר עם רשתות נתונים מנות פנימיות וחיצוניות ומערכת תת מולטימדיה IP. זה מורכב מהבלוקים הבאים:
  • HSS: שרת המנויים הביתי מחזיק את כל המידע על כל מנויי מפעיל הרשת בבסיס נתונים מרכזי.
  • MME: ישות ניהול ניידות מטפלת בפעולה ברמה הגבוהה ביותר על ידי האותות ו- HSS.
  • S-GW: Signaling Gateway מבצע עיגון ניידות והעברת נתונים בין PDN Gateway לתחנת הבסיס.
  • P-GW:Gateway Network Network Gateway מתקשר עם ממשקי ההעסקה של PDN. הוא מבצע פעולות כמו הקצאת כתובות IP וסינון מנות.
  • PCRF: מדיניות ופונקציית כלל טעינה אחראית לבקרה על פעולות הטעינה מבוססות זרימה בפונקציה של בקרת מדיניות (PCEF) וקבלת החלטות על בקרת מדיניות.

יתרונות ה- 3G

• היא מעסיקה רצועות תדר 2G עם רוחב פס עד 230 מגה הרץ משמשים להשגה נדידה עולמית ו רב שירותים.
• ערוץ רדיו רוחב רחב לתמיכה בשירותים מהירים - ערוץ מוביל רדיו משתמש ברוחב הפס של עד 20M מה שמאלתר שיעור שבבים ו דוהה אנטי-מרובה דרכים.
• בערוץ הפס הרחב ניתן לשלוט באיכות העסק על ידי יישום ריבוי זמן ושימוש חוזר בקוד. גורמי התפשטות שונים, הצרכים השונים של QOS שונים יכולים למפות את ערוץ הפס הרחב נבחרים למימוש רב שירות ו שידור רב-שיעורי.
• כדי לשפר את ביצועי ה- שידור downlink - - טכנולוגיית בקרת כוח לולאה סגורה מהירה מיושמת.
• כדי להתאים את הכוח באופן אדפטיבי, להקטין את ההפרעה העצמית של המערכת ולהגביר את הרגישות של המקלט ולהגדיל את קיבולת המערכת, מערכי אנטנות מסתגליים מיושמים לתחנת הבסיס 3G.
  WCDMA, המורכב בעיקר משני ההיבטים הבאים, כלומר קידוד ערוצים ובקרת חשמל.
• טכנולוגיית מיתוג נדרש לתקשורת של רשתות מסוף ונייד כאשר המסופים אינם יציבים ומעבירים את מיקומה מכיסוי של תחנת בסיס אחת לתחנת בסיס אחרת.

יתרונות 4G

• עיכובים מופחתים לשניהם הקמת חיבור ו חביון שידור.
• משתמש מוגבר תפוקת נתונים.
• גדל קצב הסיביות של קצה התא.
• עלות מזערית לכל סיבית תוך שימוש משופר יעילות מדהימה.
• מפושט אדריכלות רשת.
• חלקה ניידות כולל בין שונים טכנולוגיית גישה לרדיו.
• סביר צריכת חשמל עבור המכשיר הנייד.
• ממזער עלות ציוד מכיוון שהוא מבטל את הצורך בשובר שוויון תדרים יקר במקלט.
• זה מספק שירותי אבטחה משולבים.

מגבלות של 3G

• עלות התשתית הסלולרית, שדרוג תחנות הבסיס גבוהה מאוד.
• נדידה ונתונים / קול פועלים באופן קולקטיבי טרם יושם.
• ניצול הכוח גבוה.
• זקוק לתחנות בסיס למרחקים קצרים והם יקרים.

מגבלות 4G

• תיאום מיקום ותיאום משאבים להוספת מכשירים חדשים אינם מספקים.
• ניתן לטפל בשיחות קוליות ושירותים מוגבלות בזמן.
• בהיותו שירות נתונים מרוכז, הוא דורש רוחב פס רחב.
• הוא אינו מספק שירותים טובים באזורים כפריים בגלל הדרישה של הרשת האלחוטית ורשת 4G אינה מורחבת היטב באזורים אלה.

סיכום

טכנולוגיות 4G מספקות שירותים טובים יותר בהשוואה לטכנולוגיות 3G; מבחינת תפוקת נתונים, קצב סיביות קצה סלולרי, עלות, ניידות, צריכת חשמל למכשירים ניידים. עם זאת, ישנם כמה בעיות תאימות ב- 4G.