Teknologi 3G dan 4G dikaitkan dengan standar komunikasi seluler. Komunikasi Seluler adalah salah satu area yang terus berkembang untuk menghadirkan pengalaman broadband seluler yang lebih cepat dan lebih baik. Setiap teknologi baru menawarkan kemajuan signifikan dalam kinerja dan kemampuan dibandingkan dengan pendahulunya. Ini memberikan kemampuan untuk mengakses internet melalui perangkat yang berbeda seperti tab, laptop, desktop dan ponsel.
Grafik perbandingan
| Dasar untuk Perbandingan | Teknologi 3G | Teknologi 4G |
|---|---|---|
| Bandwidth Data | 2 Mbps - 21 Mbps | 2 Mbps - 1 Gbps |
| Tingkat Unggah Puncak | 5 Mbps | 500 Mbps |
| Tingkat Unduhan Puncak | 21 Mbps | 1 Gbps |
| Teknik Beralih | Pengalihan Paket | Packet switching, Pengalihan Pesan |
| Standar | IMT 2000 HSDPA 3.5G 3.75G HSUPA | Wimax dan LTE standar Terpadu Tunggal |
| Teknologi Tumpukan | Data Paket Pita Lebar Digital CDMA 2000, UMTS, EDGE dll. | Data Paket Pita Lebar Digital Kemajuan Wimax2 dan LTE. |
| Pita frekuensi | 1, 8 - 2, 5 GHz | 2 - 8 GHz |
| Arsitektur jaringan | Berbasis Luas Area Sel | Integrasi LAN Nirkabel dan Area Luas |
| Teruskan Koreksi Kesalahan | 3G menggunakan kode turbo untuk koreksi kesalahan. | Kode gabungan digunakan untuk koreksi kesalahan pada 4G. |
| Lepaskan | Horisontal | Horisontal dan Vertikal |
Definisi Teknologi 3G
3G adalah generasi standar untuk layanan telekomunikasi seluler yang memenuhi Telekomunikasi Seluler Internasional -2000 (IMT-2000) memberikan kemampuan untuk mentransfer suara dan data (unduhan musik, email dan pesan instan) melalui jaringan yang sama secara bersamaan.
Ini memberikan kapasitas broadband, mendukung jumlah pelanggan suara dan data yang lebih besar dengan biaya tambahan yang lebih rendah daripada pendahulunya 2G. 3G menggunakan Circuit switching untuk komunikasi suara, dan Packet switching untuk Komunikasi Data.
Kecepatan transfer data maksimum yang didukung oleh 3G:
- 2, 05 Mbits / detik untuk perangkat stasioner.
- 384 Kbits / detik untuk perangkat yang bergerak dengan kecepatan lambat.
- 128 Kbits / detik untuk perangkat yang bergerak dengan kecepatan tinggi.
PEMBENTUKAN 3GPP
3GPP (Proyek Kemitraan Generasi ke-3) dikembangkan selama pembentukan badan pemerintahan yang mencakup kolaborasi GSM dan UMTS. 3GPP sedang bekerja di bawah pengawasan ITU-R (International Telecommunication Union-sektor komunikasi radio) salah satu sektor ITU.
Bertanggung jawab untuk mengelola spektrum frekuensi radio internasional, untuk memastikan penggunaan spektrum yang efisien dan mendefinisikan kelompok teknologi, mengaitkan bagian spektrum tertentu dengan keluarga.
ITU akhirnya meratifikasi keluarga lima standar 3G yang merupakan bagian dari kerangka kerja 3G yang dikenal sebagai IMT-2000, setelah mencoba membangun standar 3G tunggal:
- Tiga standar berdasarkan CDMA (Code Division Multiple Access), yaitu:
- CDMA2000
- WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / HSPA + (Akses Paket Berkecepatan Tinggi)
- TDSCDMA.
- Dua standar berdasarkan berdasarkan TDMA (Time Division Multiple Access), yaitu:
- FDMA / TDMA
- TDMA-SC (EDGE).
Definisi Teknologi 4G
4G singkatan dari Teknologi Generasi ke - 4, dan merupakan usaha untuk mengembangkan, menggabungkan 2G (Generasi ke-2) saat ini, 3G (Generasi ke-3), WLAN (Jaringan Area Lokal Nirkabel), jarak pendek, sistem kabel tetap menjadi satu dan siaran, sepenuhnya berfungsi, konsisten, dan koheren di internet.
Ini adalah perpanjangan dari teknologi 3G yang menyediakan kemampuan yang ditentukan oleh ITU (International Telecommunications Union) di IMT (International Mobile Telecommunications) mencakup fitur-fitur seperti skalabilitas, fleksibilitas, efisiensi, tata kelola sendiri, keamanan untuk mendukung antarmuka dengan berbagai jenis jaringan dan banyak sekali layanan baru dan yang sudah ada.
Ia menawarkan layanan khusus yang sepenuhnya terkonvergensi (suara, data dan multimedia) dengan kecepatan data hingga 100 Mbps dan akses seluler yang luas untuk:
- Televisi seluler resolusi tinggi
- IP telephony
- Layanan game
- Konferensi video
- Televisi 3D
Versi yang ditingkatkan dari teknologi saat ini mencakup GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, Wireless LANs dan Bluetooth diintegrasikan ke dalam 4G. Diharapkan streaming audio / video berkualitas tinggi dari ujung ke ujung Internet Protocol.
Versi Mobile LTE (Long Term Evolution) dan WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) secara serempak mendukung laju bit puncak kurang dari 1 Gbit / s, diberi merek 4G oleh penyedia layanan, tetapi tidak ada kepatuhan IMT-Advanced lengkap.
Tujuan utama 4G LTE adalah untuk mencapai mobilitas tinggi dan konektivitas global.
Jaringan IP Core dikembangkan lebih lanjut untuk mendukung kecepatan data yang tinggi, layanan aplikasi canggih dan manajemen IP dan jaringan radio yang lebih efisien dan memiliki persyaratan yang jauh lebih rumit.
Teknologi radio spread spectrum yang digunakan dalam 3G digantikan oleh:
- OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) multi-carrier transmisi.
- Strategi FDE (Penyamaan Frekuensi-Domain).
Sebagai hasilnya, ia mentransfer bit rate yang sangat tinggi tanpa terpengaruh oleh propagasi radio multipath yang sangat besar.
Untuk komunikasi MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), bit rate puncak semakin ditingkatkan dengan menggunakan array antena pintar. Modulasi pesanan yang lebih tinggi hingga 64 QAM dan MBMS (layanan Multimedia Broadcast Multicast) untuk penyiaran digunakan.
Perbedaan Utama antara Teknologi 3G dan 4G
Poin-poin yang dibahas di bawah ini menyajikan perbedaan antara teknologi 3G dan 4G:
- Ketika datang ke bandwidth data 3G menyediakan 21 Mbps dan 4G menawarkan bandwidth data maksimum 1 Gbps.
- Kecepatan unggah maksimum 3G adalah 5 Mbps sedangkan 500 Mbps adalah kecepatan unggah tertinggi 4G.
- Kecepatan unduhan 3G tertinggi adalah 21 Mbps. Sebagai lawan 4G menawarkan tingkat unduhan puncak 1Gbps.
- 3G menggunakan packet switching untuk transmisi data. Di sisi lain, baik packet dan message switching digunakan dalam 4G.
- Dalam 4G, arsitektur jaringan Hybrid digunakan. Sebaliknya, 3G menggunakan jaringan berbasis sel area luas.
- CDMA digunakan dalam 3G. Sebagai gantinya, 4G menggunakan OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
- Manajemen Handoff dilakukan secara vertikal dalam 3G, tetapi pada 4G itu dilakukan secara vertikal maupun horizontal.
- Jaringan berbasis IP penuh didukung dalam 4G. Namun, dalam kasus 3G, ini berbasis sirkuit dan paket.
Arsitektur 3G / UMTS
Bagian Konstituen dari jaringan 3G UMTS adalah
• Mobile Station: Bisa berupa data dan telepon seluler yang mendukung suara, tab atau komputer yang dapat digunakan sebagai pengguna akhir.
• RAN (Radio Access Network) : Terdiri dari base station dan pengontrol akses radio yang menjembatani kesenjangan antara Mobile Station dan Core Network. Ini juga mengontrol dan mengelola antarmuka udara untuk seluruh jaringan.
• CN (Core Network) : Ini menyediakan pemrosesan dan manajemen utama subsistem. Arsitektur jaringan 3G UMTS dimigrasikan dari GSM dengan beberapa peningkatan dalam elemen jaringan inti.
- Circuit Switched Domain : Menggunakan Circuit Switched Network di mana tautan atau saluran khusus disediakan untuk slot waktu tertentu untuk mengatur pengguna. Dua blok yang ditunjukkan dalam Circuit Switched Domain adalah:
- MSC - Mobile Switching Center mengelola panggilan circuit switched.
- GMSC - Gateway MSC bertindak sebagai perantara antara jaringan eksternal dan internal.
- Packet-switched domain : Menggunakan Jaringan IP di mana IP bertanggung jawab untuk mengirim dan menerima data di antara dua perangkat atau lebih. Dua blok yang ditunjukkan dalam Packet Switched Domain adalah:
- SGSN (Melayani Node Dukungan GPRS) : Berbagai fungsi yang disediakan oleh SGSN adalah manajemen mobilitas, manajemen sesi, penagihan, komunikasi dengan area lain dari jaringan.
- GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Ini dapat dianggap sebagai router yang sangat kompleks dan menangani operasi internal antara jaringan switch paket eksternal dan jaringan switch paket UMTS.
- IMS (IP Multimedia Subsystem) : Ini adalah kerangka Arsitektur yang memasok layanan multimedia IP.
Arsitektur 4G LTE
Bagian Konstituen dari jaringan 4G LTE adalah
- Peralatan Pengguna (UE) : Ini bisa berupa perangkat apa pun yang mampu membangun fungsi komunikasi seperti ponsel, tab, komputer, dll.
- Jaringan Akses Radio Terestrial UMTS Berkembang (E-UTRAN): Ini mengontrol komunikasi radio antara peralatan pengguna dan EPC. Ponsel LTE dapat terhubung hanya dengan satu sel dan satu stasiun pangkalan sekaligus. Operasi utama dilakukan oleh EBS (Evolved Base Station)
- Fungsi pemrosesan analog dan digital dari antarmuka udara LTE digunakan untuk mengirim dan menerima transmisi radio ke semua perangkat yang mendukung LTE.
- Menangani operasi tingkat rendah dengan mengirim pesan dan perintah pensinyalan.
- Evolved Packet Core (EPC) : Ini berkomunikasi dengan jaringan data paket internal dan eksternal dan subsistem multimedia IP. Ini terdiri dari blok-blok berikut:
- HSS: Server Pelanggan Rumah menyimpan semua informasi tentang semua pelanggan operator jaringan dalam basis data pusat.
- MME: Entitas Manajemen Mobilitas menangani operasi tingkat tinggi dengan pesan pensinyalan dan HSS.
- S-GW: Signaling Gateway melakukan penahan mobil dan meneruskan data antara PDN Gateway dan Base Station.
- P-GW: Gateway Jaringan Data Paket berkomunikasi dengan antarmuka yang menggunakan PDN. Ia melakukan operasi seperti alokasi alamat IP dan penyaringan paket.
- PCRF: Kebijakan dan Fungsi Pengisian Bertanggung jawab untuk mengendalikan operasi pengisian berbasis aliran dalam Fungsi Penegakan Kontrol Kebijakan (PCEF) dan pengambilan keputusan pengendalian kebijakan.
Keuntungan 3G
- Ini menggunakan pita frekuensi 2G dengan bandwidth hingga 230MHz yang digunakan untuk mencapai roaming global dan multi-layanan.
- Saluran radio wideband untuk mendukung layanan berkecepatan tinggi - Saluran pembawa radio menggunakan bandwidth hingga 20M yang meningkatkan tingkat chip dan anti-multipath fading.
- Dalam saluran broadband, kualitas bisnis dapat dikontrol dengan menerapkan penggandaan waktu dan penggunaan kembali kode. Faktor penyebaran yang berbeda, berbagai tingkat kebutuhan QOS yang berbeda dapat dipetakan ke saluran broadband dipilih untuk mewujudkan transmisi multi-layanan dan multi-tarif .
- Untuk meningkatkan kinerja saluran transmisi downlink, teknologi kontrol daya loop tertutup cepat diterapkan.
- Untuk menyesuaikan daya secara adaptif, menurunkan gangguan sistem sendiri dan meningkatkan sensitivitas penerima dan meningkatkan kapasitas sistem, antena array adaptif diimplementasikan ke stasiun pangkalan 3G.
WCDMA, terutama terdiri dari dua aspek berikut ini yaitu pengkodean saluran dan kontrol daya. - Teknologi switching diperlukan untuk komunikasi terminal dan jaringan seluler ketika terminal tidak stabil dan mengalihkan posisinya dari jangkauan satu stasiun pangkalan ke salah satu stasiun pangkalan lainnya.
Keuntungan 4G
- Mengurangi penundaan untuk pembentukan koneksi dan latensi transmisi .
- Peningkatan Throughput Data pengguna.
- Peningkatan laju bit tepi sel .
- Biaya minimum per bit menggunakan efisiensi spektral yang ditingkatkan.
- Arsitektur jaringan yang disederhanakan.
- Mobilitas Seamless termasuk antara berbagai teknologi akses Radio .
- Konsumsi daya yang masuk akal untuk perangkat seluler.
- Meminimalkan biaya peralatan karena menghilangkan kebutuhan equalizer frekuensi yang mahal pada penerima.
- Ini menyediakan layanan keamanan terintegrasi .
Keterbatasan 3G
- Biaya infrastruktur seluler, peningkatan BTS sangat tinggi.
- Roaming dan kerja data / suara secara kolektif belum dilaksanakan.
- Pemanfaatan daya tinggi.
- Membutuhkan BTS jarak pendek dan mahal.
Keterbatasan 4G
- Koordinasi lokasi dan koordinasi sumber daya untuk menambah perangkat baru tidak memadai.
- Panggilan suara dan layanan terbatas dapat ditangani satu waktu.
- Menjadi layanan data terkonsentrasi, ia membutuhkan bandwidth yang luas.
- Itu tidak memberikan layanan yang baik di daerah pedesaan karena kebutuhan jaringan nirkabel dan jaringan 4G tidak berkembang dengan baik di daerah tersebut.
Kesimpulan
Teknologi 4G memberikan layanan yang lebih baik dibandingkan dengan teknologi 3G; dalam hal throughput data, laju bit tepi sel, biaya, mobilitas, konsumsi daya untuk perangkat seluler. Namun, ada beberapa masalah kompatibilitas dalam 4G.
