ความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยี 3G และ 4G

2019

3G และ 4G สามารถ แตกต่างกันได้เกี่ยวกับการ ปฏิบัติตามเทคโนโลยีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลความจุสถาปัตยกรรมไอพีและจำนวนการเชื่อมต่อ ฯลฯ 3G ย่อมาจากรุ่นที่ 3 ซึ่งอุปกรณ์พกพาได้รับการพัฒนาเพื่อรองรับข้อมูลและบริการบรอดแบนด์ด้วยการเชื่อมต่อที่ดีขึ้น 4G LTE หมายถึงรุ่นที่ 4 ซึ่งให้ความจุมากขึ้นสำหรับประสบการณ์บรอดแบนด์มือถือที่รวดเร็วขึ้นและได้รับการปรับแต่งและช่วยให้สามารถเชื่อมต่อได้มากขึ้น

เทคโนโลยี 3G และ 4G เกี่ยวข้องกับมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ Mobile Communications เป็นหนึ่งในพื้นที่ที่กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อมอบประสบการณ์บรอดแบนด์มือถือที่รวดเร็วและดียิ่งขึ้น เทคโนโลยีใหม่แต่ละรุ่นมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านประสิทธิภาพและความสามารถเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน มันให้ความสามารถในการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตผ่านอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นแท็บแล็ปท็อปเดสก์ท็อปและโทรศัพท์มือถือ

แผนภูมิเปรียบเทียบ

พื้นฐานสำหรับการเปรียบเทียบ	เทคโนโลยี 3G	เทคโนโลยี 4G
Data Bandwidth	2 Mbps - 21 Mbps	2 Mbps - 1 Gbps
อัตราการอัพโหลดสูงสุด	5 Mbps	500 Mbps
อัตราการดาวน์โหลดสูงสุด	21 Mbps	1 Gbps
เทคนิคการสลับ	การสลับแพ็คเก็ต	การสลับแพ็คเก็ต การสลับข้อความ
มาตรฐาน	IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA	Wimax และ LTE มาตรฐานแบบรวมเดี่ยว
เทคโนโลยี กอง	แพ็กเก็ตข้อมูลดิจิตอลบรอดแบนด์ CDMA 2000, UMTS, EDGE ฯลฯ	Digital Broadband Packet Data Wimax 2 และ LTE ล้ำหน้า
ย่านความถี่	1.8 - 2.5 GHz	2 - 8 GHz
สถาปัตยกรรมเครือข่าย	เซลล์บริเวณกว้างตาม	การรวม LAN ไร้สายและบริเวณกว้าง
การแก้ไขข้อผิดพลาดไปข้างหน้า	3G ใช้รหัสเทอร์โบสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด	รหัสที่ต่อกันจะใช้สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดใน 4G
แฮนด์ออฟ	ตามแนวนอน	แนวนอนและแนวตั้ง

คำจำกัดความของเทคโนโลยี 3G

3G เป็น รุ่นมาตรฐาน สำหรับบริการโทรคมนาคมมือถือที่เป็นไปตาม International Mobile Telecommunications -2000 (IMT-2000) ให้ความสามารถในการถ่ายโอนเสียงและข้อมูล (ดาวน์โหลดเพลงอีเมลและส่งข้อความด่วน) ผ่านเครือข่ายเดียวกันพร้อมกัน

ให้ความจุบรอดแบนด์รองรับลูกค้าเสียงและข้อมูลจำนวนมากโดยมีค่าใช้จ่ายส่วนเพิ่มที่ต่ำกว่า 2G รุ่นก่อน 3G ใช้การ สลับวงจร สำหรับการสื่อสารด้วยเสียงและการ สลับแพ็คเก็ต สำหรับการสื่อสารข้อมูล

อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดรองรับ 3G:

2.05 Mbits / วินาทีสำหรับอุปกรณ์เครื่องเขียน
384 Kbits / วินาทีสำหรับอุปกรณ์ที่เคลื่อนไหวช้า
128 Kbits / วินาทีสำหรับอุปกรณ์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

การก่อตัวของ 3GPP

3GPP (โครงการหุ้นส่วนรุ่นที่ 3) ได้รับการพัฒนาระหว่างการจัดตั้งองค์กรปกครองซึ่งรวมถึงการทำงานร่วมกันของทั้ง GSM และ UMTS 3GPP กำลังทำงานภายใต้การสังเกตของ ITU-R (ภาคโทรคมนาคมยูเนี่ยน - โทรคมนาคมระหว่างประเทศ) หนึ่งในภาคส่วนของ ITU

มีหน้าที่ในการจัดการคลื่นความถี่วิทยุระหว่างประเทศเพื่อให้แน่ใจว่าการใช้คลื่นความถี่อย่างมีประสิทธิภาพและกำหนดตระกูลเทคโนโลยีเชื่อมโยงส่วนเฉพาะของคลื่นความถี่กับครอบครัว

ITU ได้ให้สัตยาบันแก่ครอบครัวในห้ามาตรฐาน 3G ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกรอบ 3G ที่รู้จักในชื่อ IMT-2000 หลังจากพยายามสร้างมาตรฐาน 3G เดียว:

สามมาตรฐานบนพื้นฐานของ CDMA (Code Division Multiple Access) กล่าวคือ:
1. CDMA2000
2. WCDMA (การเข้าถึงหลายส่วนของรหัสไวด์แบนด์) / HSPA + (การเข้าถึงแพ็คเก็ตความเร็วสูง)
3. TDSCDMA
สองมาตรฐานขึ้นอยู่กับ TDMA (Time Division Multiple Access) ได้แก่ :
1. FDMA / TDMA
2. TDMA-SC (EDGE)

คำจำกัดความของเทคโนโลยี 4G

4G ย่อมาจาก เทคโนโลยีเจนเนอเรชั่นที่ 4 และเป็นการร่วมทุนเพื่อพัฒนารวม 2G (2nd Generation), 3G (เจนเนอเรชั่นที่ 3), WLAN (เครือข่ายแลนไร้สายในพื้นที่), ระยะทางสั้น ๆ, ระบบสายคงที่ ทำงานได้อย่างสมบูรณ์สอดคล้องและเชื่อมโยงกันระหว่างเครือข่าย

เป็นส่วนขยายของ เทคโนโลยี 3G ที่ให้ขีดความสามารถที่กำหนดโดย ITU (International Telecommunications Union) ใน IMT (International Mobile Telecommunications) รวมถึงคุณสมบัติต่างๆเช่นความยืดหยุ่น, ความยืดหยุ่น, ประสิทธิภาพ, การกำกับดูแลตนเอง, ความปลอดภัยเพื่อรองรับการเชื่อมต่อกับเครือข่ายประเภทต่างๆ บริการใหม่และที่มีอยู่

ให้บริการที่ปรับแต่งได้อย่างสมบูรณ์ (เสียงข้อมูลและมัลติมีเดีย) ที่อัตราข้อมูลสูงถึง 100 Mbps และการเข้าถึงมือถือที่แพร่หลายสำหรับ:

โทรทัศน์ความละเอียดสูงสำหรับมือถือ
โทรศัพท์ IP
บริการเกมมิ่ง
การประชุมทางวิดีโอ
โทรทัศน์ 3 มิติ

เทคโนโลยีปัจจุบันที่ได้รับการพัฒนาครอบคลุม GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN ไร้สายและบลูทู ธ ที่รวมเข้ากับ 4G คาดว่าจะมีการสตรีมออดิโอ / วิดีโอคุณภาพสูงแบบ end-to-end Internet Protocol

Mobile LTE (Long Term Evolution) และ WiMAX (การทำงานร่วมกันทั่วโลกสำหรับการเข้าถึงไมโครเวฟ) พร้อมเพรียงกันรองรับอัตราบิตสูงสุดน้อยกว่า 1 Gbit / s มากเป็นแบรนด์ 4G โดยผู้ให้บริการ แต่ไม่มี IMT-Advanced ที่สมบูรณ์

เป้าหมายหลักของ 4G LTE คือการบรรลุความคล่องตัวสูงและการเชื่อมต่อทั่วโลก

เครือข่าย IP Core ได้รับการพัฒนาต่อไปเพื่อรองรับอัตราข้อมูลสูงบริการแอพพลิเคชั่นขั้นสูงและการจัดการเครือข่าย IP และวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้น

เทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุ Spread ซึ่งใช้ใน 3G ถูกแทนที่ด้วย:

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) การส่งสัญญาณแบบหลายผู้ให้บริการ
กลยุทธ์การปรับ FDE (การปรับแต่งโดเมน - ความถี่)

เป็นผลให้มันโอนอัตราบิตที่สูงมากโดยไม่ได้รับผลกระทบจากการแพร่กระจายคลื่นวิทยุแบบมัลติพา ธ อันยิ่งใหญ่

สำหรับการสื่อสาร MIMO (หลายอินพุตหลายเอาต์พุต) อัตราบิตสูงสุดจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยใช้อาร์เรย์เสาอากาศอัจฉริยะ การปรับคำสั่งซื้อที่สูงขึ้นถึง 64 QAM และ MBMS (บริการออกอากาศมัลติคาสต์มัลติมีเดีย) สำหรับการออกอากาศถูกนำมาใช้

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเทคโนโลยี 3G และ 4G

จุดที่กล่าวถึงด้านล่างแสดงถึงความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยี 3G และ 4G:

เมื่อพูดถึง data bandwidth 3G ให้ 21 Mbps และ 4G ให้แบนด์วิดธ์ข้อมูลสูงสุด 1 Gbps
อัตราการอัพโหลดสูงสุดของ 3G คือ 5 Mbps ในขณะที่ 500 Mbps เป็นอัตราการอัพโหลดสูงสุดที่ 4G
อัตราการดาวน์โหลดสูงสุดของ 3G คือ 21 Mbps เทียบกับ 4G เสนออัตราการดาวน์โหลดสูงสุด 1Gbps
3G ใช้การสลับแพ็กเก็ตสำหรับการส่งข้อมูล ในทางตรงกันข้ามทั้งแพ็คเก็ตและการสลับข้อความจะใช้ใน 4G
ใน 4G จะใช้สถาปัตยกรรมเครือข่ายไฮบริด ตรงกันข้าม 3G ใช้เครือข่ายบริเวณกว้างตามเซลล์
CDMA ใช้งานใน 3G เมื่อเทียบกับ 4G ใช้ OFDMA (การเข้าถึงหลายส่วนความถี่หลายมุม)
การจัดการแฮนด์ออฟทำได้ในแนวตั้งใน 3G แต่ใน 4G มันทำในแนวตั้งและแนวนอน
รองรับเครือข่าย IP แบบเต็มใน 4G อย่างไรก็ตามในกรณีของ 3G มันเป็นวงจรและแพ็คเก็ตที่ใช้

สถาปัตยกรรม 3G / UMTS

ส่วนที่เป็นส่วนประกอบของเครือข่าย 3G UMTS คือ

• สถานีเคลื่อนที่: อาจเป็นอะไรก็ได้เช่นข้อมูลและโทรศัพท์มือถือที่เปิดใช้งานเสียงแท็บหรือคอมพิวเตอร์ที่สามารถใช้เป็นผู้ใช้ปลายทางได้

RAN (Radio Access Network) : ประกอบด้วยสถานีฐานและตัวควบคุมการเข้าถึงวิทยุซึ่งเชื่อมช่องว่างระหว่าง Mobile Station และ Core Network นอกจากนี้ยังควบคุมและจัดการส่วนต่อประสานอากาศสำหรับเครือข่ายทั้งหมด

• CN (Core Network) : ให้การประมวลผลหลักและการจัดการระบบย่อย สถาปัตยกรรมเครือข่าย 3G UMTS ถูกย้ายจาก GSM ด้วยการปรับปรุงบางอย่างในองค์ประกอบเครือข่ายหลัก

เครือข่ายหลักแบ่งออกเป็นสองส่วนคือโดเมน Switch Switch และโดเมน Packet-switched

Circuit Switched Domain : จะใช้ Circuit Switched Network ซึ่งมีลิงค์หรือช่องเฉพาะสำหรับช่วงเวลาเฉพาะเพื่อตั้งค่าผู้ใช้ สองช่วงตึกที่แสดงใน Circuit Switched Domain คือ:
- MSC - Mobile Switching Center จัดการการสลับสาย
- GMSC - Gateway MSC ทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างเครือข่ายภายนอกและภายใน
โดเมน Packet-switched : ใช้เครือข่าย IP โดยที่ IP รับผิดชอบการส่งและรับข้อมูลระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องขึ้นไป สองช่วงตึกที่แสดงใน Packet Switched Domain คือ:
- SGSN (ให้บริการสนับสนุนโหนด GPRS) : ฟังก์ชั่นต่าง ๆ ที่มีให้โดย SGSN คือการจัดการความคล่องตัว, การจัดการเซสชั่น, การเรียกเก็บเงิน, การสื่อสารกับพื้นที่อื่น ๆ ของเครือข่าย
- GGSN (โหนดสนับสนุน GPRS ของเกตเวย์) : ถือได้ว่าเป็นเราเตอร์ที่ซับซ้อนมากและจัดการการดำเนินงานภายในระหว่างเครือข่ายสวิตช์ภายนอกแพ็คเก็ตภายนอกและเครือข่ายเปลี่ยนแพ็คเก็ต UMTS

IMS (ระบบย่อยมัลติมีเดีย IP) : เป็นกรอบงานสถาปัตยกรรมที่ให้บริการมัลติมีเดีย IP

สถาปัตยกรรม 4G LTE

ส่วนที่เป็นส่วนประกอบของเครือข่าย 4G LTE คือ

ข้อดีของ 3G

ข้อดีของ 4G

ลดความล่าช้าใน การสร้างการเชื่อมต่อ และ เวลาในการส่งข้อมูล
เพิ่ม การรับส่งข้อมูลของ ผู้ใช้
อัตราบิตของเซลล์ขอบ เพิ่มขึ้น
ลดต้นทุนต่อบิตโดยใช้ประสิทธิภาพ สเปกตรัมที่ เพิ่มขึ้น
สถาปัตยกรรมเครือข่าย ประยุกต์
Seamless Mobility รวมถึงระหว่าง เทคโนโลยีการเข้าถึงวิทยุที่ แตกต่างกัน
การใช้พลังงานที่ เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์มือถือ
ลด ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ ให้น้อยที่สุดเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ตัวปรับแต่งความถี่แบบเสียค่าใช้จ่ายที่ตัวรับสัญญาณ
มันให้ บริการรักษาความปลอดภัยแบบบูรณาการ

ข้อ จำกัด ของ 3G

ค่าใช้จ่ายของโครงสร้างพื้นฐานโทรศัพท์มือถือการอัพเกรดสถานีฐานนั้นสูงมาก
การโรมมิ่งและข้อมูล / งานเสียงรวมยังไม่ได้ใช้งาน
การใช้พลังงานสูง
ต้องการสถานีฐานระยะสั้นและมีราคาแพง

ข้อ จำกัด ของ 4G

การประสานงานที่ตั้งและการประสานทรัพยากรเพื่อเพิ่มอุปกรณ์ใหม่นั้นไม่เพียงพอ
การโทรและบริการด้วยเสียงมีจำนวน จำกัด สามารถจัดการได้ตลอดเวลา
ในฐานะที่เป็นบริการข้อมูลที่เข้มข้นนั้นต้องการแบนด์วิดท์ที่กว้าง
มันไม่ได้ให้บริการที่ดีในพื้นที่ชนบทเนื่องจากความต้องการของเครือข่ายไร้สายและเครือข่าย 4G นั้นไม่ได้ขยายตัวดีในพื้นที่เหล่านั้น

ข้อสรุป

เทคโนโลยี 4G ให้บริการที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยี 3G; ในแง่ของปริมาณข้อมูลอัตราบิตของขอบเซลล์ต้นทุนความคล่องตัวการใช้พลังงานสำหรับอุปกรณ์มือถือ อย่างไรก็ตามมีปัญหาความเข้ากันได้บางอย่างใน 4G