Contenido

• Cuadro comparativo
• Definición de tecnología 3G
• Definición de tecnología 4G
• Arquitectura 3G / UMTS
• Arquitectura 4G LTE
• Ventajas de 3G
• Ventajas de 4G
• Limitaciones de 3G
• Limitaciones de 4G
• Conclusión

3G y 4G pueden ser respecto a diferenciado cumplimiento de la tecnología, velocidad de transferencia de datos, capacidad, arquitectura IP y número de conexiones, etc. 3G significa 3ra generación en la que se desarrollan dispositivos móviles optimizados para habilitar servicios de datos y banda ancha con mejor conectividad. 4G LTE significa 4ta generación que ofrece más capacidad para experiencias de banda ancha móvil más rápidas e improvisadas y permite más conexiones.

Tecnología 3G y 4G están asociados con los estándares de comunicación móvil. Las comunicaciones móviles son una de las áreas en constante desarrollo para ofrecer experiencias de banda ancha móvil más rápidas y mejores. Cada nueva tecnología ofrece un avance significativo en el rendimiento y las capacidades en comparación con su predecesor. Proporciona la capacidad de acceder a Internet a través de diferentes dispositivos como pestañas, computadoras portátiles, computadoras de escritorio y teléfonos móviles.

1. Cuadro comparativo
2. Definición
3. Diferencias clave
4. Arquitectura
5. Ventajas
6. Limitaciones
7. Conclusión

Cuadro comparativo

Bases para la comparación	Tecnología 3G	Tecnología 4G
Ancho de banda de datos	2 Mbps - 21 Mbps	2 Mbps - 1 Gbps
Tasa máxima de carga	5 Mbps	500 Mbps
Velocidad de descarga máxima	21 Mbps	1 Gbps
Técnica de cambio	Cambio de paquetes	Conmutación de paquetes, Traspuesta
Normas	IMT 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA	Único estándar unificado Wimax y LTE
Tecnología Apilar	Paquete de datos de banda ancha digital CDMA 2000, UMTS, EDGE, etc.	Paquetes de datos de banda ancha digital Wimax2 y avances LTE.
Banda de frecuencia	1.8 - 2.5 GHz	2 - 8 GHz
Red de arquitectura	Amplia área basada en celdas	Integración de LAN inalámbrica y área amplia
Corrección de error hacia adelante	3G utiliza códigos turbo para la corrección de errores.	Los códigos concatenados se utilizan para la corrección de errores en 4G.
Manos libres	Horizontal	Horizontal y vertical

Definición de tecnología 3G

3G es un generación de estándares para servicios de telecomunicaciones móviles que satisfacen la Telecomunicaciones móviles internacionales -2000 (IMT-2000) proporciona la capacidad de transferir voz y datos (descargas de música, mensajes instantáneos y mensajes instantáneos) a través de la misma red simultáneamente.

Ofrece capacidad de banda ancha, admite un mayor número de clientes de voz y datos con un costo incremental más bajo que su predecesor 2G. Usos 3G Cambio de circuito para comunicación de voz, y Cambio de paquetes para la comunicación de datos.

Velocidades máximas de transferencia de datos compatibles con 3G:

• 2.05 Mbits / segundo para dispositivos estacionarios.
• 384 Kbits / segundo para dispositivos que se mueven a un ritmo lento.
• 128 Kbits / segundo para dispositivos que se mueven a alta velocidad.

FORMACIÓN DE 3GPP

3GPP (Proyecto de Asociación de 3ra Generación) se desarrolló durante la formación de los órganos de gobierno que incluyeron la colaboración de GSM y UMTS. 3GPP estaba trabajando bajo observación de UIT-R (Sector de radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones) Uno de los sectores de la UIT.

Es responsable de gestionar el espectro de radiofrecuencia internacional, garantizar el uso eficiente del espectro y define las familias de tecnología, asocia partes específicas del espectro con las familias.

La UIT finalmente ratificó una familia de cinco estándares 3G que forman parte del marco 3G conocido como IMT-2000, después de intentar construir un único estándar 3G:

• Tres estándares basados ​​en CDMA (Acceso múltiple por división de código), a saber:
  1. CDMA2000
  2. WCDMA (Acceso múltiple por división de código de banda ancha) / HSPA + (Acceso a paquetes de alta velocidad)
  3. TDSCDMA.
• Dos estándares basados ​​en TDMA (Acceso múltiple por división de tiempo), a saber:
  1. FDMA / TDMA
  2. TDMA-SC (EDGE).

Definición de tecnología 4G

4G significa Tecnología de 4ta generación, y es una empresa para desarrollar, incorporar los sistemas actuales de cable fijo de corto alcance 2G (2da generación), 3G (3ra generación), WLAN (red de área local inalámbrica), de corto alcance, completamente funcionales, consistentes y internetwork coherente.

Es una extensión de Tecnología 3G que proporciona capacidades definidas por UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) en IMT (International Mobile Telecommunications) incluye características como escalabilidad, flexibilidad, eficiencia, autogobierno, seguridad para admitir la interfaz con diferentes tipos de redes y una multitud de servicios nuevos y existentes.

Ofrece servicios personalizados completamente convergentes (voz, datos y multimedia) a velocidades de datos de hasta 100 Mbps y acceso móvil generalizado para:

• Televisión móvil de alta resolución.
• Telefonía IP
• Servicios de juegos
• Videoconferencia
• Televisión en 3D

Las versiones mejoradas de las tecnologías actuales cubren GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, LAN inalámbricas y Bluetooth integrados en 4G. Se espera la transmisión de audio / video de alta calidad a través del Protocolo de Internet de extremo a extremo.

Versiones de Mobile LTE (evolución a largo plazo) y WiMAX (Interoperabilidad mundial para acceso de microondas) al unísono soportan una tasa de bits pico de menos de 1 Gbit / s, los proveedores de servicios los califican como 4G, pero no existe un cumplimiento completo de IMT-Advanced.

El objetivo principal de 4G LTE era lograr una alta movilidad y conectividad global.

La red IP Core se desarrolla aún más para admitir altas velocidades de datos, servicios de aplicaciones avanzadas y gestión de IP y redes de radio de manera más eficiente y tiene requisitos mucho más exigentes.

La tecnología de radio de amplio espectro que se utilizó en 3G se reemplaza por:

• OFDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal) transmisión multiportadora.
• Estratagema de FDE (ecualización de dominio de frecuencia).

Como resultado, transfiere velocidades de bits muy altas sin verse afectado por la inmensa propagación de radio de múltiples rutas.

por MIMO (entrada múltiple salida múltiple) comunicaciones, la tasa de bits máxima se mejora aún más mediante el uso de conjuntos de antenas inteligentes. Se utiliza una modulación de orden superior de hasta 64 QAM y MBMS (servicios de multidifusión de difusión multimedia) para la difusión.

Los puntos cubiertos a continuación presentan la diferencia entre la tecnología 3G y 4G:

1. Cuando se trata del ancho de banda de datos, 3G proporciona 21 Mbps y 4G ofrece un ancho de banda de datos máximo de 1 Gbps.
2. La velocidad de carga máxima de 3G es de 5 Mbps, mientras que 500 Mbps es la velocidad de carga más alta de 4G.
3. La velocidad de descarga más alta de 3G es de 21 Mbps. En comparación con 4G, ofrece una velocidad de descarga máxima de 1 Gbps.
4. 3G utiliza la conmutación de paquetes para la transmisión de datos. Por otro lado, tanto el paquete como la conmutación se usan en 4G.
5. En 4G, se utiliza la arquitectura de red híbrida. Por el contrario, 3G utiliza una red basada en células de área amplia.
6. CDMA se emplea en 3G. En contraste, 4G utiliza OFDMA (Acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal).
7. La gestión de traspaso se realiza verticalmente en 3G, pero en 4G se realiza tanto vertical como horizontalmente.
8. La red basada en IP completa es compatible con 4G. Sin embargo, en el caso de 3G, se basa en circuitos y paquetes.

Arquitectura 3G / UMTS

Las partes constituyentes de la red 3G UMTS son

• Estación móvil: Podría ser cualquier cosa como teléfonos móviles con datos y voz, pestañas o computadoras que podrían usarse como usuario final.

• RAN (Red de acceso de radio): Consiste en estaciones base y controlador de acceso de radio que cierra la brecha entre la estación móvil y la red principal. También controla y gestiona la interfaz aérea para toda la red.

• CN (red central): Proporciona el procesamiento principal y la gestión de subsistemas. La arquitectura de red 3G UMTS se migra desde GSM con algunas mejoras en los elementos centrales de la red.

La red central se clasifica en dos partes, es decir, dominio de conmutación de circuitos y dominio de conmutación de paquetes.

1. Dominio de circuito conmutado: Utiliza la red de conmutación de circuitos en la que se proporciona un enlace o canal dedicado para un intervalo de tiempo particular para un conjunto de usuarios. Los dos bloques que se muestran en Circuit Switched Domain son:
   • MSC - El Centro de conmutación móvil gestiona las llamadas de conmutación de circuitos.
   • GMSC - Gateway MSC actúa como intermediario entre redes externas e internas.
2. Dominio de paquetes conmutados: Utiliza la red IP donde las IP son responsables de transmitir y recibir datos entre dos o más dispositivos. Los dos bloques que se muestran en el dominio de paquetes conmutados son:
   • SGSN (Nodo de soporte GPRS de servicio): Las diversas funciones proporcionadas por SGSN son gestión de movilidad, gestión de sesión, facturación, comunicación con otras áreas de la red.
   • GGSN (Nodo de soporte de Gateway GPRS): Se puede considerar como un enrutador muy complejo y maneja las operaciones internas entre las redes de conmutación de paquetes externas y la red de conmutación de paquetes UMTS.

• IMS (subsistema multimedia IP): Es un marco arquitectónico que proporciona servicios multimedia IP.

Arquitectura 4G LTE

Las partes constituyentes de la red 4G LTE son

• Equipo de usuario (UE): Podría ser cualquier dispositivo capaz de establecer funciones de comunicación como teléfonos móviles, pestañas, computadoras, etc.
• Red de acceso de radio terrestre UMTS evolucionada (E-UTRAN): Controla la comunicación por radio entre el equipo del usuario y el EPC. LTE mobile puede conectarse con una sola célula y una estación base a la vez. Operaciones principales realizadas por EBS (Estación Base Evolucionada)
  • Las funciones de procesamiento analógico y digital de la interfaz aérea LTE se utilizan para transmitir y recibir transmisión de radio a todos los dispositivos habilitados para LTE.
  • Maneja la operación de bajo nivel mediante la señalización y los comandos.
• Núcleo de paquete evolucionado (EPC): Se comunica con redes de paquetes de datos internos y externos y subsistema multimedia IP. Se compone de los siguientes bloques:
  • HSS: Home Subscriber Server contiene toda la información sobre todos los suscriptores del operador de red en una base de datos central.
  • MME: La entidad de gestión de movilidad maneja la operación de alto nivel por las señales y HSS.
  • S-GW: Signaling Gateway realiza el anclaje de movilidad y reenvía datos entre PDN Gateway y la estación base.
  • P-GW:Packet Data Network Gateway se comunica con las interfaces que emplean PDN. Realiza operaciones como la asignación de direcciones IP y el filtrado de paquetes.
  • PCRF: La función de política y regla de cobro es responsable de controlar las operaciones de cobro basadas en el flujo en la función de cumplimiento de control de políticas (PCEF) y la toma de decisiones de control de políticas.

Ventajas de 3G

• Emplea bandas de frecuencia 2G con anchos de banda de hasta 230MHz para lograr itinerancia global y multiservicios
• Canal de radio de banda ancha para soportar servicios de alta velocidad: el canal portador de radio utiliza un ancho de banda de hasta 20M que improvisa velocidad de chip y desvanecimiento anti-ruta múltiple.
• En el canal de banda ancha, la calidad del negocio se puede controlar aplicando multiplexación de tiempo y reutilización de código. Se seleccionan diferentes factores de propagación, varias necesidades de diferentes QOS pueden mapearse en el canal de banda ancha para realizar servicios múltiples y transmisión de múltiples velocidades.
• Para mejorar el rendimiento de la transmisión de enlace descendente se aplica la tecnología de control de potencia de bucle cerrado rápido de canal.
• Para ajustar de forma adaptativa la potencia, reducir la autointerferencia del sistema y mejorar la sensibilidad del receptor y aumentar la capacidad del sistema, se implementan conjuntos de antenas adaptativas en la estación base 3G.
  WCDMA, compuesto principalmente por los siguientes dos aspectos, es decir, codificación de canales y control de potencia.
• Tecnología de conmutación es necesario para la comunicación de terminales y redes móviles cuando los terminales no son estables y cambian su posición de la cobertura de una estación base a otra de otra estación base.

Ventajas de 4G

• Retrasos reducidos para ambos establecimiento de conexión y latencia de transmisión.
• Usuario aumentado Rendimiento de datos.
• Aumentado velocidad de bits del borde de la celda.
• Costo minimizado por bit empleando mejorado eficiencia espectral.
• Simplificado red de arquitectura.
• Sin costura Movilidad incluso entre diferentes Tecnología de acceso por radio.
• Razonable el consumo de energía para el dispositivo móvil
• Minimiza costo de equipo ya que elimina la necesidad de un costoso ecualizador de frecuencia en el receptor.
• Proporciona servicios de seguridad integrados.

Limitaciones de 3G

• El costo de la infraestructura celular, la actualización de las estaciones base es muy alto.
• El roaming y el trabajo colectivo de datos / voz aún no se ha implementado.
• La utilización de energía es alta.
• Necesita estaciones base de corta distancia y son caras.

Limitaciones de 4G

• La coordinación de ubicación y la coordinación de recursos para agregar nuevos dispositivos no es adecuada.
• Las llamadas de voz y los servicios limitados se pueden manejar a la vez.
• Al ser un servicio de datos concentrado, requiere un amplio ancho de banda.
• No proporciona buenos servicios en áreas rurales debido a los requisitos de la red inalámbrica y la red 4G no se expande bien en esas áreas.

Conclusión

Las tecnologías 4G brindan mejores servicios en comparación con las tecnologías 3G; en términos de rendimiento de datos, velocidad de bits del borde de la celda, costo, movilidad, consumo de energía para dispositivos móviles. Sin embargo, hay algunos problemas de compatibilidad en 4G.