3G 및 4G 기술 은 이동 통신 표준과 관련이 있습니다. 이동 통신은 더 빠르고 더 나은 모바일 광대역 환경을 제공하기 위해 끊임없이 발전하는 분야 중 하나입니다. 새로운 기술은 이전 제품과 비교하여 성능과 기능면에서 상당한 발전을 이룩했습니다. 그것은 탭, 노트북, 데스크탑 및 휴대폰과 같은 다른 장치를 통해 인터넷에 액세스 할 수있는 기능을 제공합니다.
비교 차트
| 비교의 근거 | 3G 기술 | 4G 기술 |
|---|---|---|
| 데이터 대역폭 | 2Mbps - 21Mbps | 2Mbps - 1Gbps |
| 최고 업로드 속도 | 5Mbps | 500Mbps |
| 피크 다운로드 속도 | 21Mbps | 1Gbps |
| 스위칭 기술 | 패킷 스위칭 | 패킷 스위칭, 메시지 교환 |
| 표준 | IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA | 단일 통합 표준 Wimax 및 LTE |
| 과학 기술 스택 | 디지털 광대역 패킷 데이터 CDMA 2000, UMTS, EDGE 등 | 디지털 광대역 패킷 데이터 Wimax2 및 LTE Advances. |
| 주파수 대역 | 1.8 - 2.5GHz | 2 - 8 GHz |
| 네트워크 아키텍처 | 광역 셀 기반 | 무선 LAN과 광역 통합 |
| 순방향 오류 수정 | 3G는 오류 정정을 위해 터보 코드를 사용합니다. | 연결 코드는 4G의 오류 수정에 사용됩니다. |
| 핸드 오프 | 수평 | 가로 및 세로 |
3G 기술의 정의
3G 는 국제 이동 통신 -2000 (IMT-2000) 을 만족하는 이동 통신 서비스 의 표준 세대로서 음성 및 데이터 (음악 다운로드, 전자 메일 및 인스턴트 메시징)를 동일한 네트워크에서 동시에 전송할 수있는 기능을 제공합니다.
광대역 용량을 제공하고 이전 세대 인 2G보다 더 적은 증분 비용의 많은 음성 및 데이터 고객을 지원합니다. 3G는 음성 통신을위한 회선 교환 과 데이터 통신을위한 패킷 교환 을 사용합니다.
3G에서 지원하는 최대 데이터 전송 속도 :
- 고정 장치의 경우 2.05 Mbits / sec.
- 느린 속도로 움직이는 장치의 경우 384Kbps입니다.
- 고속으로 움직이는 장치의 경우 128Kbps입니다.
3GPP의 형성
3GPP (3rd Generation Partnership Project)는 GSM과 UMTS의 협력을 포함한 치리 기관 설립 과정에서 발전했습니다. 3GPP는 ITU 의 부문 중 하나 인 ITU-R (국제 전기 통신 연합 무선 통신 부문)의 관찰하에 작업 중이다.
국제 무선 주파수 스펙트럼을 관리하고 스펙트럼의 효율적인 사용을 보장하며 기술 제품군을 정의하고 스펙트럼의 특정 부분을 가족과 관련시킵니다.
ITU는 마침내 단일 3G 표준을 구축하기 위해 IMT-2000으로 알려진 3G 프레임 워크의 일부인 다섯 가지 3G 표준 제품군을 승인했습니다.
- CDMA (Code Division Multiple Access)에 기반한 3 가지 표준, 즉 :
- CDMA2000
- WCDMA (광대역 코드 분할 다중 접속) / HSPA + (고속 패킷 액세스)
- TDSCDMA.
- TDMA (Time Division Multiple Access) 기반의 두 가지 표준, 즉 :
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
4G 기술의 정의
4G는 4 세대 기술의 약자로 현재 2 세대 (2 세대), 3G (3 세대), WLAN (Wireless Local Area Network), 단거리 유선 시스템을 단일 및 브로드 캐스트로 통합하여 개발하고 통합하는 벤처 기업입니다., 기능적으로 일관되고 일관성있는 인터 네트워크.
IMT (국제 이동 통신)에서 ITU (국제 전기 통신 연합) 가 정의한 기능을 제공하는 3G 기술의 확장 성으로 확장 성, 유연성, 효율성, 자치 관리, 다양한 유형의 네트워크 및 다중 네트워크와의 인터페이스 지원 등의 기능이 포함됩니다 신규 및 기존 서비스
최대 100Mbps의 데이터 전송률 및 완벽하게 통합 된 맞춤형 서비스 (음성, 데이터 및 멀티미디어)를 제공하고 다음을위한 광범위한 모바일 액세스를 제공합니다.
- 고해상도 모바일 TV
- IP 전화 통신
- 게임 서비스
- 화상 회의
- 3D 텔레비전
현재 기술의 향상된 버전은 GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, 무선 LAN 및 Bluetooth를 4G에 통합합니다. 종단 간 인터넷 프로토콜을 통한 고품질 오디오 / 비디오 스트리밍이 예상됩니다.
모바일 LTE (Long Term Evolution) 와 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) 는 1Gbit / s의 최대 비트 전송률을 지원하며 서비스 제공 업체에 의해 4G 브랜드로 출시되지만 완전한 IMT-Advanced 준수는 없습니다.
4G LTE의 주요 목표는 높은 이동성과 글로벌 연결성을 달성하는 것이 었습니다.
IP 코어 네트워크는보다 높은 데이터 전송률, 고급 어플리케이션 서비스 및 IP 및 무선 네트워크 관리를보다 효율적으로 지원하기 위해 개발되었으며 훨씬 더 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다.
3G에서 사용 된 확산 스펙트럼 무선 기술은 다음으로 대체되었습니다.
- OFDMA (직교 주파수 분할 다중 접속) 다중 반송파 전송.
- FDE (Frequency-Domain Equalization) 방법.
그 결과, 엄청난 다중 경로 전파 전파의 영향을받지 않고 매우 높은 비트 전송률을 전송합니다.
MIMO (다중 입력 다중 출력) 통신의 경우 스마트 안테나 어레이를 사용하여 피크 비트 전송률이 더욱 향상됩니다. 방송을위한 64 QAM까지의 고차 변조 및 MBMS (Multimedia Broadcast Multicast services)가 사용됩니다.
3G와 4G 기술의 주요 차이점
아래에서 다루는 내용은 3G와 4G 기술의 차이점을 보여줍니다.
- 데이터 대역폭에 관해서는 3G는 21Mbps를 제공하고 4G는 1Gbps의 최대 데이터 대역폭을 제공합니다.
- 3G의 최대 업로드 속도는 5Mbps이며 500Mbps는 4G의 가장 높은 업로드 속도입니다.
- 3G의 가장 높은 다운로드 속도는 21Mbps입니다. 4G는 1Gbps 피크 다운로드 속도를 제공합니다.
- 3G는 데이터 전송을 위해 패킷 스위칭을 사용합니다. 반면, 패킷 및 메시지 스위칭은 모두 4G에서 사용됩니다.
- 4G에서는 하이브리드 네트워크 아키텍처가 사용됩니다. 반대로 3G는 광역 셀 기반 네트워크를 사용합니다.
- CDMA는 3G에 사용됩니다. 반대로, 4G는 OFDMA (직교 주파수 분할 다중 액세스)를 이용한다.
- 핸드 오프 관리는 3G에서 수직으로 이루어 지지만, 4G에서는 수평으로뿐만 아니라 수직으로도 이루어집니다.
- 전체 IP 기반 네트워크는 4G에서 지원됩니다. 그러나 3G의 경우에는 회로 및 패킷 기반입니다.
3G / UMTS 아키텍처
3G UMTS 네트워크의 구성 요소는
• 이동국 : 데이터 및 음성 지원 휴대 전화, 탭 또는 컴퓨터와 같이 최종 사용자로 사용될 수 있습니다.
• RAN (Radio Access Network) : 이동국과 코어 망간의 갭을 메우는 기지국과 무선 접속 제어기로 구성된다. 또한 전체 네트워크의 무선 인터페이스를 제어하고 관리합니다.
• CN (Core Network) : 서브 시스템의 주요 처리 및 관리를 제공합니다. 3G UMTS 네트워크 아키텍처는 핵심 네트워크 요소의 일부 기능이 개선 된 상태에서 GSM에서 마이그레이션됩니다.
- 회선 교환 형 도메인 (Circuit Switched Domain) : 회선 교환 형 회선망 (Circuit Switched Network)을 사용하는데, 이 회선 교환 형 회선은 특정 시간대에 사용자 집합과 관련된 전용 링크 또는 채널이 제공된다. 회선 교환 도메인에 표시된 두 개의 블록은 다음과 같습니다.
- MSC - 모바일 스위칭 센터는 회선 교환 전화를 관리합니다.
- GMSC - 게이트웨이 MSC는 외부 및 내부 네트워크 간의 중개자 역할을합니다.
- 패킷 교환 도메인 (Packet-switched domain) : IP 네트워크는 두 개 이상의 장치간에 데이터를 송수신하는 역할을합니다. 패킷 교환 도메인에 표시된 두 블록은 다음과 같습니다.
- SGSN (서빙 GPRS 지원 노드) : SGSN에 의해 제공되는 다양한 기능은 이동성 관리, 세션 관리, 요금 청구, 네트워크의 다른 영역과의 통신이다.
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : 매우 복잡한 라우터로 간주 될 수 있으며 외부 패킷 교환 네트워크와 UMTS 패킷 교환 네트워크 간의 내부 동작을 처리합니다.
- IMS (IP Multimedia Subsystem) : IP 멀티미디어 서비스를 제공하는 아키텍처 프레임 워크입니다.
4G LTE 아키텍처
4G LTE 네트워크의 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 사용자 장비 (UE) : 휴대 전화, 탭, 컴퓨터 등과 같은 통신 기능을 설정할 수있는 모든 장비 일 수 있습니다.
- E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) : 사용자 장비와 EPC 간의 무선 통신을 제어합니다. LTE 모바일은 한 번에 하나의 셀과 하나의 기지국 만 연결할 수 있습니다. EBS (Evolved Base Station)
- LTE 무선 인터페이스의 아날로그 및 디지털 처리 기능은 모든 LTE 지원 장치로 무선 전송을 송수신하는 데 사용됩니다.
- 시그널링 메시지 및 명령을 전송하여 저수준 작업을 처리합니다.
- Evolved Packet Core (EPC) : 내부 및 외부 패킷 데이터 네트워크 및 IP 멀티미디어 서브 시스템과 통신합니다. 다음과 같은 블록으로 구성됩니다.
- HSS : 홈 가입자 서버는 모든 네트워크 운영자 가입자에 대한 모든 정보를 중앙 데이터베이스에 보유합니다.
- MME : Mobility Management Entity는 시그널링 메시지와 HSS에 의해 높은 수준의 오퍼레이션을 처리한다.
- S-GW : 시그널링 게이트웨이는 이동성 앵커링을 수행하고 PDN 게이트웨이와 기지국간에 데이터를 전달합니다.
- P-GW : 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이는 PDN의 인터페이스를 사용하여 통신합니다. IP 주소 할당 및 패킷 필터링과 같은 작업을 수행합니다.
- PCRF : 정책 및 요금 청구 규칙 기능은 정책 제어 시행 기능 (PCEF) 및 정책 제어 의사 결정에서 흐름 기반 요금 청구 조작을 제어하는 데 책임이 있습니다.
3G의 장점
- 글로벌 로밍 및 멀티 서비스 를 구현하기 위해 최대 230MHz의 대역폭을 가진 2G 주파수 대역을 사용 합니다.
- 고속 서비스를 지원하는 광대역 무선 채널 - 무선 캐리어 채널은 최대 20M 대역폭을 사용하여 칩 속도 및 안티 다중 경로 페이딩을 즉각적으로 수행합니다.
- 광대역 채널에서 시간 다중화 및 코드 재사용을 적용하여 비즈니스의 품질을 제어 할 수 있습니다. 다른 확산 요인, 다양한 속도의 다양한 QOS가 광대역 채널로 매핑하여 다중 서비스 및 다중 속도 전송 을 실현하도록 선택됩니다.
- 다운 링크 전송 채널의 성능을 향상시키기 위해 고속 폐 루프 전력 제어 기술이 적용된다.
- 전력을 적응 적으로 조정하고 시스템 자체 간섭을 낮추고 수신기 감도를 높이고 시스템 용량을 늘리기 위해 적응 형 안테나 어레이가 3G 기지국에 구현됩니다.
WCDMA는 주로 채널 코딩과 전력 제어의 두 가지 측면으로 구성된다. - 스위칭 기술 은 단말기가 안정적이지 않고 한 기지국의 커버리지에서 다른 기지국 중 하나로 전환 할 때 단말기 및 모바일 네트워크의 통신에 필요합니다.
4G의 장점
- 연결 설정 및 전송 대기 시간 모두에 대한 지연 감소.
- 증가 된 사용자 데이터 처리량 .
- 셀 가장자리 비트 전송률이 향상되었습니다.
- 향상된 스펙트럼 효율을 사용하여 비트 당 비용을 최소화 합니다 .
- 간소화 된 네트워크 아키텍처 .
- 서로 다른 무선 액세스 기술 간의 완벽한 이동성 .
- 모바일 장치의 합리적인 전력 소비 .
- 리시버에서 고비용의 주파수 평형 장치가 필요 없으므로 장비 비용 을 최소화합니다.
- 통합 보안 서비스를 제공 합니다 .
3G의 한계
- 셀룰러 인프라의 비용, 기지국 업그레이드 비용은 매우 높습니다.
- 로밍 및 데이터 / 음성 작업은 아직 구현되지 않았습니다.
- 전력 사용률이 높습니다.
- 근거리 기지국이 필요하고 비용이 많이 듭니다.
4G의 한계
- 새로운 장치를 추가하기위한 위치 조정 및 자원 조정은 적절하지 않습니다.
- 제한된 음성 통화 및 서비스는 한 번에 처리 할 수 있습니다.
- 집중적 인 데이터 서비스이므로 광범위한 대역폭이 필요합니다.
- 농촌 지역에서는 무선 네트워크의 요구로 인해 좋은 서비스를 제공하지 않으며 4G 네트워크는 해당 지역에서 잘 확장되지 않습니다.
결론
4G 기술은 3G 기술보다 우수한 서비스를 제공합니다. 모바일 장치의 데이터 처리량, 셀 에지 비트 전송률, 비용, 이동성, 전력 소비면에서 매우 중요합니다. 그러나 4G에는 몇 가지 호환성 문제가 있습니다.
