Teknologi 3G dan 4G dikaitkan dengan standard komunikasi mudah alih. Komunikasi Bergerak merupakan salah satu kawasan yang terus berkembang untuk memberikan pengalaman jalur lebar mudah alih yang lebih cepat dan lebih baik. Setiap teknologi baru menawarkan kemajuan yang signifikan dalam prestasi dan keupayaan berbanding dengan pendahulunya. Ia menyediakan keupayaan untuk mengakses internet melalui peranti yang berbeza seperti tab, komputer riba, desktop dan telefon bimbit.
Carta Perbandingan
| Asas untuk Perbandingan | Teknologi 3G | Teknologi 4G |
|---|---|---|
| Bandwidth data | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Kadar Naik Puncak | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Kadar Muat Turun Puncak | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Teknik Penukaran | Packet Switching | Packet Switching, Peralihan Mesej |
| Piawaian | IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA | Single standard Wimax bersatu dan LTE |
| Teknologi Timbunan | Data Packet Broadband Digital CDMA 2000, UMTS, EDGE dan lain-lain | Data Packet Broadband Digital Wimax2 dan LTE Advances. |
| Band Frekuensi | 1.8 - 2.5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Senibina Rangkaian | Berdasarkan Kawasan Luas Sel | Integrasi Wireless LAN dan Wide Area |
| Pembetulan Ralat Hadapan | 3G menggunakan kod turbo untuk pembetulan ralat. | Kod bersambung digunakan untuk pembetulan ralat dalam 4G. |
| Menyerahkan | Mendatar | Mendatar dan menegak |
Definisi Teknologi 3G
3G adalah satu generasi piawaian bagi perkhidmatan telekomunikasi bergerak yang memenuhi International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000) yang menyediakan kemampuan untuk memindahkan suara dan data (muat turun muzik, e-mel dan mesej segera) melalui rangkaian yang sama secara serentak.
Ia menyampaikan keupayaan jalur lebar, menyokong bilangan pelanggan suara dan data yang lebih rendah daripada kos tambahan yang lebih rendah daripada 2G pendahulunya. 3G menggunakan litar bertukar untuk komunikasi suara, dan Packet switching untuk Komunikasi Data.
Kadar pemindahan data maksimum yang disokong oleh 3G:
- 2.05 Mbit / saat untuk peranti pegun.
- 384 Kbits / saat untuk peranti bergerak pada kadar perlahan.
- 128 Kbits / saat untuk peranti bergerak pada kelajuan tinggi.
PEMBANGUNAN 3GPP
3GPP (Projek Perkembangan Generasi Ketiga) telah berkembang semasa pembentukan badan pentadbiran yang termasuk kerjasama antara GSM dan UMTS. 3GPP bekerja di bawah pemerhatian ITU-R (Sektor Telekomunikasi-komunikasi telekomunikasi Antarabangsa) salah satu sektor ITU.
Ia bertanggungjawab menguruskan spektrum frekuensi radio antarabangsa, untuk memastikan penggunaan spektrum yang efisien dan menentukan keluarga teknologi, mengaitkan bahagian spesifik spektrum dengan keluarga.
ITU akhirnya mengesahkan satu keluarga lima standard 3G yang merupakan sebahagian daripada rangka kerja 3G yang dikenali sebagai IMT-2000, selepas cuba membina satu standard 3G:
- Tiga standard berdasarkan CDMA (Bahagian Pelbagai Akses Code), iaitu:
- CDMA2000
- WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / HSPA + (Akses paket berkelajuan tinggi)
- TDSCDMA.
- Dua piawaian berdasarkan pada TDMA (Bahagian Pelbagai Akses Masa), iaitu:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Definisi Teknologi 4G
4G adalah Teknologi Generasi ke - 4, dan merupakan satu usaha untuk membangunkan, menggabungkan 2G semasa (Generasi ke-2), 3G (Generasi ke-3), WLAN (Rangkaian Kawasan Wayarles Tanpa Wayar), jarak pendek, sistem wayar tetap ke dalam satu dan siaran, rangkaian intern yang sama berfungsi, konsisten dan koheren.
Ia merupakan lanjutan teknologi 3G yang menyediakan keupayaan yang ditakrifkan oleh ITU (International Telecommunications Union) di IMT (International Mobile Telecommunications) termasuk ciri-ciri seperti skalabilitas, fleksibiliti, kecekapan, tadbir urus, keselamatan untuk menyokong interfacing dengan pelbagai jenis rangkaian dan pelbagai perkhidmatan baru dan sedia ada.
Ia menawarkan perkhidmatan yang disesuaikan sepenuhnya (suara, data dan multimedia) pada kadar data sehingga 100 Mbps dan akses mudah alih yang meluas untuk:
- Televisyen mudah alih resolusi tinggi
- Telefoni IP
- Perkhidmatan permainan
- Persidangan video
- Televisyen 3D
Versi teknologi terkini yang dipertingkatkan meliputi GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN Wayarles dan Bluetooth yang diintegrasikan ke dalam 4G. Sambungan audio / video berkualiti tinggi menjelang akhir hingga akhir Internet Protocol dijangka.
Versi LTE Bergerak (Evolusi Jangka Panjang) dan WiMAX (Kebolehaksesan di Seluruh Dunia untuk Akses Microwave) secara serentak menyokong kurang daripada 1 bit bit puncak tertinggi, dilabel 4G oleh penyedia perkhidmatan, tetapi tidak ada pematuhan IMT-Advanced lengkap.
Matlamat utama 4G LTE adalah untuk mencapai mobiliti tinggi dan sambungan global.
Rangkaian Inti IP dibangunkan lagi untuk menyokong kadar data yang tinggi, perkhidmatan aplikasi lanjutan dan pengurusan rangkaian IP dan radio dengan lebih cekap dan mempunyai keperluan yang lebih ketat.
Teknologi radio spektrum penyebaran yang digunakan dalam 3G digantikan dengan:
- OFDMA (Frekuensi Orthogonal Division Multiple Access) transmisi multi-carrier.
- FDE (Penyamaan Domain Frekuensi).
Akibatnya, ia memindahkan kadar bit yang sangat tinggi tanpa dipengaruhi oleh penyebaran radio berbilang besar.
Untuk komunikasi MIMO (Multi-Input Multiple Output), kadar bit puncak dipertingkatkan lagi dengan menggunakan tatasusunan antena pintar. Modulasi pesanan lebih tinggi sehingga 64 QAM dan MBMS (perkhidmatan Multicast Penyiaran Multimedia) untuk penyiaran digunakan.
Perbezaan Utama Antara Teknologi 3G dan 4G
Mata yang diliputi di bawah membentangkan perbezaan antara teknologi 3G dan 4G:
- Apabila ia datang kepada lebar jalur data 3G menyediakan 21 Mbps dan 4G menawarkan lebar jalur data maksimum 1 Gbps.
- Kadar muat naik maksimum 3G adalah 5 Mbps sedangkan 500 Mbps adalah kadar upload tertinggi 4G.
- Kadar muat turun 3G tertinggi ialah 21 Mbps. Sebaliknya terhadap 4G menawarkan kadar muat turun puncak 1Gbps.
- 3G menggunakan pensuisan paket untuk penghantaran data. Sebaliknya, kedua-dua paket dan pensuisan mesej digunakan dalam 4G.
- Dalam 4G, senibina rangkaian Hibrid digunakan. Sebaliknya, 3G menggunakan rangkaian berasaskan sel luas.
- CDMA digunakan dalam 3G. Sebaliknya, 4G menggunakan OFDMA (Bahagian Kekerapan Orthogonal Multiple Access).
- Pengurusan Handoff dilakukan secara menegak dalam 3G, tetapi dalam 4G ia dilakukan secara menegak serta mendatar.
- Rangkaian berasaskan IP penuh disokong dalam 4G. Walau bagaimanapun, dalam hal 3G, ia adalah litar dan berasaskan paket.
Arsitektur 3G / UMTS
Bahagian Perlembagaan 3G UMTS adalah
• Stesen Bergerak: Ini boleh menjadi seperti telefon bimbit, tab atau komputer yang didayakan suara dan boleh digunakan sebagai pengguna akhir.
• RAN (Rangkaian Akses Radio) : Ia terdiri daripada stesen pangkalan dan pengawal akses radio yang merapatkan jurang antara Stesen Bergerak dan Rangkaian Teras. Ia juga mengawal dan menguruskan antara muka udara untuk keseluruhan rangkaian.
• CN (Rangkaian Teras) : Ia menyediakan pemprosesan dan pengurusan subsistem utama. Rangkaian 3G UMTS telah dipindahkan dari GSM dengan beberapa tambahan dalam elemen rangkaian teras.
- Litar Beralih Domain : Ia menggunakan Rangkaian Beralih Switched di mana pautan khusus atau saluran disediakan untuk slot masa tertentu untuk menetapkan pengguna. Kedua-dua blok yang ditunjukkan dalam Domain Beralih Litar ialah:
- MSC - Pusat Penukaran Bergerak menguruskan panggilan beralih litar.
- GMSC - Gateway MSC bertindak sebagai perantara antara rangkaian luaran dan dalaman.
- Domain paket-switched : Ia menggunakan Rangkaian IP di mana IP bertanggungjawab untuk menghantar dan menerima data di antara dua atau lebih peranti. Kedua-dua blok yang ditunjukkan dalam Domain Packet Switched adalah:
- SGSN (Melayani Node Sokongan GPRS) : Pelbagai fungsi yang disediakan oleh SGSN adalah pengurusan mobiliti, pengurusan sesi, bil, komunikasi dengan kawasan lain rangkaian.
- GGSN (Gerbang Sokongan GPRS Gateway) : Ia boleh dianggap sebagai penghala yang sangat kompleks dan mengendalikan operasi dalaman antara rangkaian beralih paket luar dan rangkaian UMTS paket bertukar.
- IMS (Subsistem Multimedia IP) : Ini adalah rangka kerja Senibina yang membekalkan perkhidmatan multimedia IP.
Senibina 4G LTE
Bahagian konstituen rangkaian 4G LTE adalah
- Peralatan Pengguna (UE) : Ia boleh menjadi sebarang peranti yang mampu mewujudkan fungsi komunikasi seperti telefon bimbit, tab, komputer, dll.
- Rangkaian Akses Radio Terrestrial UMTS (E-UTRAN): Ia mengawal komunikasi radio antara peralatan pengguna dan EPC. Mudah alih LTE boleh berhubung dengan hanya satu sel dan satu stesen pangkalan pada satu masa. Operasi utama yang dilakukan oleh EBS (Stesen Pangkalan Evolved)
- Fungsi pemprosesan analog dan digital antara muka udara LTE digunakan untuk menghantar dan menerima penghantaran radio ke semua peranti yang dibolehkan LTE.
- Mengendalikan operasi peringkat rendah dengan menghantar mesej dan arahan isyarat.
- Evolved Packet Core (EPC) : Ia berkomunikasi dengan rangkaian data paket dalaman dan luaran dan subsistem multimedia IP. Ia terdiri daripada blok berikut:
- HSS: Server Pelanggan Utama memegang semua maklumat mengenai semua pelanggan pengendali rangkaian dalam pangkalan data pusat.
- MME: Entiti Pengurusan Mobiliti mengendalikan operasi peringkat tinggi dengan mesej isyarat dan HSS.
- S-GW: Signaling Gateway melakukan penandaan dan data ke hadapan di antara PDN Gateway dan Base Station.
- P-GW: Gateway Rangkaian Data Paket berkomunikasi dengan antara muka yang menggunakan PDN. Ia menjalankan operasi seperti peruntukan alamat IP dan penapisan paket.
- PCRF: Fungsi Peraturan Dasar dan Pengecasan bertanggungjawab untuk mengawal operasi pengisian berasaskan aliran dalam Fungsi Penguatkuasaan Kawalan Dasar (PCEF) dan pengambilan keputusan kawalan dasar.
Kelebihan 3G
- Ia menggunakan jalur frekuensi 2G dengan jalur lebar sehingga 230MHz yang digunakan untuk mencapai perayauan dan pelbagai perkhidmatan global .
- Saluran radio Wideband untuk menyokong perkhidmatan berkelajuan tinggi - Saluran pembawa radio menggunakan jalur lebar sehingga 20M yang menambahbaik kadar cip dan anti-multipath pudar.
- Dalam saluran jalur lebar, kualiti perniagaan boleh dikawal dengan menggunakan masa multiplexing dan penggunaan semula kod. Faktor penyebaran yang berlainan, pelbagai keperluan yang memerlukan QOS yang berbeza boleh memetakan ke saluran jalur lebar dipilih untuk menyedarkan penghantaran pelbagai perkhidmatan dan pelbagai kadar .
- Untuk meningkatkan prestasi saluran transmisi downlink, teknologi kawalan kuasa gelung ditutup dengan pantas.
- Untuk menyesuaikan kuasa secara serentak, menurunkan gangguan diri sistem dan meningkatkan kepekaan penerima dan meningkatkan kapasiti sistem, susunan antena Adaptif dilaksanakan ke stesen pangkalan 3G.
WCDMA, terutamanya terdiri daripada dua aspek berikut iaitu Pengekodan saluran dan kawalan kuasa. - Teknologi penukaran diperlukan untuk komunikasi terminal dan rangkaian mudah alih apabila terminal tidak mantap dan menukar kedudukannya dari liputan satu stesen pangkalan ke salah satu stesen pangkalan lain.
Kelebihan 4G
- Kelewatan dikurangkan untuk kedua-dua penubuhan sambungan dan pemalasan penghantaran .
- Peningkatan Data Throughput pengguna.
- Meningkatkan bit bit tepi sel .
- Mengurangkan kos setiap bit menggunakan kecekapan spektrum yang dipertingkatkan.
- Senibina rangkaian mudah .
- Mobiliti yang lancar termasuk antara teknologi akses Radio yang berbeza.
- Penggunaan kuasa yang munasabah untuk peranti mudah alih.
- Mengurangkan kos peralatan kerana ia menghapuskan penyamaan kekerapan yang mahal pada penerima.
- Ia menyediakan perkhidmatan keselamatan bersepadu .
Had 3G
- Kos infrastruktur selular, menaik taraf stesen pangkalan sangat tinggi.
- Kerja perayauan dan data / suara secara kolektif belum dilaksanakan.
- Penggunaan kuasa adalah tinggi.
- Perlu stesen pangkalan jarak pendek dan mahal.
Had 4G
- Koordinasi lokasi dan penyelarasan sumber untuk menambah peranti baru tidak mencukupi.
- Panggilan suara dan perkhidmatan terhad boleh ditangani masa.
- Sebagai perkhidmatan data tertumpu, ia memerlukan jalur lebar yang luas.
- Ia tidak menyediakan perkhidmatan yang baik di kawasan luar bandar kerana keperluan rangkaian tanpa wayar dan rangkaian 4G tidak berkembang dengan baik di kawasan tersebut.
Kesimpulannya
Teknologi 4G menyediakan perkhidmatan yang lebih baik berbanding dengan teknologi 3G; dari segi keupayaan data, bit bit kelebihan sel, kos, mobiliti, penggunaan kuasa untuk peranti mudah alih. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa isu keserasian dalam 4G.
