Contente

• Gráfico de comparação
• Definição de Tecnologia 3G
• Definição de Tecnologia 4G
• Arquitetura 3G / UMTS
• Arquitetura 4G LTE
• Vantagens do 3G
• Vantagens do 4G
• Limitações de 3G
• Limitações de 4G
• Conclusão

3G e 4G podem ser diferenciado em relação conformidade de tecnologia, taxa de transferência de dados, capacidade, arquitetura IP e número de conexões, etc. 3G significa terceira geração na qual o celular otimizado é desenvolvido para permitir serviços de dados e banda larga com melhor conectividade. O 4G LTE representa a 4ª geração, que oferece mais capacidade para experiências de banda larga móvel mais rápidas e improvisadas e permite mais conexões.

Tecnologia 3G e 4G estão associados aos padrões de comunicação móvel. As comunicações móveis são uma das áreas em constante desenvolvimento para oferecer experiências de banda larga móvel mais rápidas e melhores. Cada nova tecnologia oferece um avanço significativo em desempenho e recursos em comparação com seu antecessor. Ele fornece a capacidade de acessar a Internet através de diferentes dispositivos como tab, laptop, desktop e telefones celulares.

1. Gráfico de comparação
2. Definição
3. Principais diferenças
4. Arquitetura
5. Vantagens
6. Limitações
7. Conclusão

Gráfico de comparação

Base para Comparação	Tecnologia 3G	Tecnologia 4G
Largura de banda de dados	2 Mbps - 21 Mbps	2 Mbps - 1 Gbps
Taxa máxima de upload	5 Mbps	500 Mbps
Taxa Máxima de Download	21 Mbps	1 Gbps
Técnica de comutação	Comutação de pacotes	Comutação de pacotes, Comutação
Padrões	IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA	Único padrão unificado Wimax e LTE
Tecnologia Pilha	Dados de pacotes de banda larga digital CDMA 2000, UMTS, EDGE etc.	Dados de pacotes de banda larga digital Avanços no Wimax2 e LTE.
Faixa de frequência	1,8 - 2,5 GHz	2-8 GHz
Arquitetura de rede	Baseado em célula de área ampla	Integração de LAN sem fio e área ampla
Continue Correção de Erro	O 3G usa códigos turbo para correção de erros.	Códigos concatenados são usados ​​para correção de erros em 4G.
Não interferir	Horizontal	Horizontal e vertical

Definição de Tecnologia 3G

3G é um geração de padrões serviços de telecomunicações móveis que satisfaçam as Telecomunicações móveis internacionais -2000 (IMT-2000) fornece a capacidade de transferir voz e dados (downloads de música, se mensagens instantâneas) pela mesma rede simultaneamente.

Oferece capacidade de banda larga, suporta um número maior de clientes de voz e dados com custo incremental menor do que seu antecessor 2G. Usos 3G Comutação de circuitos para comunicação de voz e Comutação de pacotes para comunicação de dados.

Taxas máximas de transferência de dados suportadas pelo 3G:

• 2,05 Mbits / segundo para dispositivos fixos.
• 384 Kbits / segundo para dispositivos em movimento lento.
• 128 Kbits / segundo para dispositivos em movimento em alta velocidade.

FORMAÇÃO DE 3GPP

O 3GPP (Projeto de Parceria de 3ª Geração) foi desenvolvido durante a formação de órgãos de governo, que incluiu a colaboração de GSM e UMTS. O 3GPP estava trabalhando sob observação de UIT-R (setor de União das Telecomunicações e Radiocomunicações) um dos setores da UIT.

É responsável pelo gerenciamento do espectro de radiofrequência internacional, para garantir o uso eficiente do espectro e define famílias de tecnologia, associa partes específicas do espectro às famílias.

A UIT finalmente ratificou uma família de cinco padrões 3G que fazem parte da estrutura 3G conhecida como IMT-2000, depois de tentar criar um único padrão 3G:

• Três padrões baseados no CDMA (Code Division Multiple Access), a saber:
  1. CDMA2000
  2. WCDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga) / HSPA + (Acesso a Pacotes de Alta Velocidade)
  3. TDSCDMA.
• Dois padrões baseados em TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo), a saber:
  1. FDMA / TDMA
  2. TDMA-SC (EDGE).

Definição de Tecnologia 4G

4G significa Tecnologia de 4ª Geração, e é um empreendimento desenvolver, incorporar os atuais sistemas de fio fixo 2G (2ª geração), 3G (3ª geração), WLAN (rede local sem fio), de curto alcance, em um único e broadcast, totalmente funcional, consistente e internetwork coerente.

É uma extensão de Tecnologia 3G que fornece recursos definidos por UIT (União Internacional de Telecomunicações) O IMT (International Mobile Telecommunications) inclui recursos como escalabilidade, flexibilidade, eficiência, autogovernança, segurança para suportar a interface com diferentes tipos de redes e uma infinidade de serviços novos e existentes.

Oferece serviços personalizados completamente convergidos (voz, dados e multimídia) a taxas de dados de até 100 Mbps e acesso móvel generalizado para:

• Televisão móvel de alta resolução
• Telefonia IP
• Serviços de jogos
• Vídeo conferência
• Televisão 3D

As versões aprimoradas das tecnologias atuais abrangem GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LANs sem fio e Bluetooth, integradas ao 4G. É esperado o streaming de áudio / vídeo de alta qualidade de ponta a ponta do Protocolo da Internet.

Versões do Mobile LTE (Evolução a Longo Prazo) e WiMAX (Interoperabilidade Mundial para Acesso a Microondas) em suporte uníssono, com uma taxa de bits de pico inferior a 1 Gbit / s, são marcados com 4G pelos prestadores de serviços, mas não há conformidade completa com o IMT-Advanced.

O principal objetivo do 4G LTE era alcançar alta mobilidade e conectividade global.

A rede IP Core é desenvolvida ainda mais para oferecer suporte a altas taxas de dados, serviços avançados de aplicativos e gerenciamento de redes IP e de rádio com mais eficiência e com requisitos muito mais exigentes.

A tecnologia de rádio de amplo espectro usada em 3G é substituída por:

• Transmissão multi-portadora OFDMA (Divisão de Frequências Ortogonais).
• Estratificação FDE (Frequency-Domain Equalization).

Como resultado, ele transfere taxas de bits muito altas sem ser afetado por imensa propagação de rádio por caminhos múltiplos.

Para MIMO (saída múltipla de entrada múltipla) comunicações, a taxa de bits de pico é aprimorada ainda mais usando matrizes de antenas inteligentes. É usada modulação de ordem superior até 64 QAM e MBMS (serviços de difusão multimídia de difusão seletiva) para transmissão.

Os pontos abordados abaixo apresentam a diferença entre as tecnologias 3G e 4G:

1. Quando se trata de largura de banda de dados, a 3G fornece 21 Mbps e a 4G oferece largura de banda de dados máxima de 1 Gbps.
2. A taxa máxima de upload de 3G é de 5 Mbps, enquanto 500 Mbps é a maior taxa de upload de 4G.
3. A maior taxa de download de 3G é de 21 Mbps. Por outro lado, o 4G oferece uma taxa de download de pico de 1 Gbps.
4. 3G usa comutação de pacotes para transmissão de dados. Por outro lado, tanto o pacote quanto o switching são usados ​​no 4G.
5. Em 4G, a arquitetura de rede híbrida é usada. Por outro lado, o 3G usa rede baseada em células de área ampla.
6. O CDMA é empregado em 3G. Em contrapartida, o 4G utiliza OFDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal).
7. O gerenciamento de transferências é feito verticalmente em 3G, mas em 4G é feito tanto vertical quanto horizontalmente.
8. A rede baseada em IP completo é suportada em 4G. No entanto, no caso do 3G, é baseado em circuito e pacote.

Arquitetura 3G / UMTS

As partes constituintes da rede 3G UMTS são

• Estação móvel: Pode ser algo como telefones celulares, guias ou computadores habilitados para dados e voz, que podem ser usados ​​como usuário final.

• RAN (Rede de Acesso por Rádio): Consiste em estações base e controlador de acesso por rádio que preenchem a lacuna entre a estação móvel e a rede principal. Ele também controla e gerencia a interface aérea para toda a rede.

• CN (rede principal): Fornece o principal processamento e gerenciamento de subsistemas. A arquitetura da rede UMTS 3G é migrada do GSM com algumas melhorias nos elementos principais da rede.

A rede principal é classificada em duas partes, ou seja, domínio comutado por circuito e domínio comutado por pacotes.

1. Domínio Comutado por Circuito: Usa a rede de comutação de circuitos na qual o link ou canal dedicado é fornecido por um intervalo de tempo específico para o conjunto de usuários. Os dois blocos mostrados no domínio comutado por circuito são:
   • MSC - O Mobile Switching Center gerencia as chamadas comutadas por circuito.
   • GMSC - O Gateway MSC atua como intermediário entre redes externas e internas.
2. Domínio comutado por pacotes: Ele usa a rede IP, onde os IPs são responsáveis ​​por transmitir e receber dados entre dois ou mais dispositivos. Os dois blocos mostrados no domínio de pacote comutado são:
   • SGSN (servindo nó de suporte GPRS): As várias funções fornecidas pelo SGSN são gerenciamento de mobilidade, gerenciamento de sessões, cobrança, comunicação com outras áreas da rede.
   • GGSN (nó de suporte GPRS do gateway): Pode ser considerado como um roteador muito complexo e lida com as operações internas entre as redes comutadas por pacotes externos e a rede comutada por pacotes UMTS.

• IMS (subsistema multimídia IP): É uma estrutura arquitetônica que fornece serviços de multimídia IP.

Arquitetura 4G LTE

As partes constituintes da rede 4G LTE são

• Equipamento do usuário (UE): Pode ser qualquer dispositivo capaz de estabelecer funções de comunicação, como telefones celulares, guias, computadores etc.
• Rede terrestre de acesso via rádio UMTS (E-UTRAN): Controla a comunicação por rádio entre o equipamento do usuário e o EPC. O LTE móvel pode se conectar com apenas uma célula e uma estação base por vez. Principais operações executadas pelo EBS (Evolved Base Station)
  • As funções de processamento analógico e digital da interface aérea LTE são usadas para transmitir e receber transmissão de rádio para todos os dispositivos habilitados para LTE.
  • Lida com a operação de baixo nível através da sinalização e dos comandos.
• Evolved Packet Core (EPC): Comunica-se com redes internas e externas de pacote de dados e subsistema de multimídia IP. Consiste nos seguintes blocos:
  • HSS: O Home Subscriber Server mantém todas as informações sobre todos os assinantes da operadora de rede em um banco de dados central.
  • MME: A Entidade de Gerenciamento de Mobilidade lida com a operação de alto nível pelos sinais e HSS.
  • S-GW: O Gateway de Sinalização realiza a ancoragem da mobilidade e encaminha os dados entre o PDN Gateway e a Estação Base.
  • P-GW:O Packet Data Network Gateway se comunica com as interfaces de emprego da PDN. Ele realiza operações como alocação de endereços IP e filtragem de pacotes.
  • PCRF: A função de regra de política e cobrança é responsável pelo controle das operações de cobrança com base no fluxo na Função de Aplicação de Controle de Política (PCEF) e na tomada de decisões de controle de política.

Vantagens do 3G

• Emprega bandas de frequência 2G, com larguras de banda de até 230MHz para alcançar roaming global e multi-serviços.
• Canal de rádio de banda larga para oferecer suporte a serviços de alta velocidade - O canal da operadora de rádio usa largura de banda de até 20M, o que improvisa taxa de chip e desbotamento anti-multipath.
• No canal de banda larga, a qualidade dos negócios pode ser controlada aplicando a multiplexação de tempo e a reutilização de código. Diferentes fatores de propagação, várias taxas de QOS diferentes que podem ser mapeadas no canal de banda larga são selecionadas para realizar vários serviços e transmissão multi-taxa.
• Para melhorar o desempenho do transmissão de downlink é aplicada a tecnologia de controle de potência de circuito fechado rápido do canal.
• Para ajustar adaptativamente a energia, diminuir a auto-interferência do sistema e aprimorar a sensibilidade do receptor e aumentar a capacidade do sistema, matrizes de antenas adaptativas são implementadas na estação base 3G.
  WCDMA, composto principalmente pelos dois aspectos a seguir, isto é, codificação de canal e controle de potência.
• Tecnologia de comutação é necessário para a comunicação de redes móveis e terminais quando os terminais não estão estáveis ​​e alternando sua posição da cobertura de uma estação base para outra estação base.

Vantagens do 4G

• Atrasos reduzidos para ambos estabelecimento de conexão e latência de transmissão.
• Maior usuário Taxa de transferência de dados.
• Aumento taxa de bits da borda da célula.
• Custo minimizado por bit utilizando melhorias eficiência espectral.
• Simplificado arquitetura de rede.
• desatado Mobilidade incluindo entre diferentes Tecnologia de acesso via rádio.
• Razoável consumo de energia para o dispositivo móvel.
• Minimiza custo do equipamento pois elimina a necessidade de um equalizador de frequência caro no receptor.
• Ele fornece serviços de segurança integrados.

Limitações de 3G

• O custo da infraestrutura celular, a atualização das estações base, é muito alta.
• O trabalho de roaming e dados / voz coletivamente ainda não foi implementado.
• A utilização de energia é alta.
• Precisa de estações base de curta distância e é caro.

Limitações de 4G

• Coordenação de localização e coordenação de recursos para adicionar novos dispositivos não é adequada.
• Chamadas de voz e serviços limitados podem ser gerenciados por vez.
• Sendo um serviço de dados concentrado, exige ampla largura de banda.
• Ele não fornece bons serviços nas áreas rurais devido ao requisito da rede sem fio e a rede 4G não se expande bem nessas áreas.

Conclusão

As tecnologias 4G fornecem melhores serviços em comparação às tecnologias 3G; em termos de taxa de transferência de dados, taxa de bits da borda da célula, custo, mobilidade, consumo de energia para dispositivos móveis. No entanto, existem alguns problemas de compatibilidade no 4G.