3G और 4G टेक्नोलॉजी में अंतर

• 2019

3 जी और 4 जी को प्रौद्योगिकी अनुपालन, डेटा ट्रांसफर दर, क्षमता, आईपी आर्किटेक्चर और कनेक्शन की संख्या आदि के विषय में विभेदित किया जा सकता है, 3 जी 3 जी पीढ़ी के लिए है जिसमें बेहतर कनेक्टिविटी के साथ डेटा और ब्रॉडबैंड सेवाओं को सक्षम करने के लिए अनुकूलित मोबाइल विकसित किए गए हैं। 4 जी एलटीई 4 वीं पीढ़ी के लिए है जो तेज और तात्कालिक मोबाइल ब्रॉडबैंड अनुभवों के लिए अधिक क्षमता प्रदान करता है और अधिक कनेक्शन की अनुमति देता है।

3 जी और 4 जी तकनीक मोबाइल संचार मानकों से जुड़ी हैं। मोबाइल संचार तेजी से और बेहतर मोबाइल ब्रॉडबैंड अनुभव देने के लिए लगातार विकसित क्षेत्रों में से एक है। प्रत्येक नई तकनीक अपने पूर्ववर्ती की तुलना में प्रदर्शन और क्षमताओं में महत्वपूर्ण उन्नति प्रदान करती है। यह टैब, लैपटॉप, डेस्कटॉप और मोबाइल फोन जैसे विभिन्न उपकरणों पर इंटरनेट का उपयोग करने की क्षमता प्रदान करता है।

तुलना चार्ट

तुलना के लिए आधार	3 जी तकनीक	4 जी तकनीक
डेटा बैंडविड्थ	2 एमबीपीएस - 21 एमबीपीएस	2 एमबीपीएस - 1 जीबीपीएस
पीक अपलोड दर	5 एमबीपीएस	500 एमबीपीएस
पीक डाउनलोड दर	21 एमबीपीएस	1 जीबीपीएस
स्विचिंग तकनीक	पैकेट बदली	पैकेट बदली, संदेश स्विचिंग
मानक	आईएमटी 2000 3.5G HSDPA 3.75G HSUPA	एकल एकीकृत मानक विमाक्स और एलटीई
प्रौद्योगिकी ढेर	डिजिटल ब्रॉडबैंड पैकेट डेटा सीडीएमए 2000, यूएमटीएस, एज आदि।	डिजिटल ब्रॉडबैंड पैकेट डेटा Wimax2 और LTE एडवांस।
आवर्त्त पट्टी	१. 2.5 - २.५ गीगाहर्ट्ज़	2 - 8 गीगाहर्ट्ज़
नेटवर्क आर्किटेक्चर	वाइड एरिया सेल आधारित	वायरलेस लैन और वाइड एरिया का एकीकरण
आगे त्रुटि सुधार	3 जी त्रुटि सुधार के लिए टर्बो कोड का उपयोग करता है।	4 जी में त्रुटि सुधार के लिए कॉनटैनेटेड कोड का उपयोग किया जाता है।
सौंपना	क्षैतिज	क्षैतिज और लंबवत

3 जी तकनीक की परिभाषा

3 जी मोबाइल दूरसंचार सेवाओं के लिए मानकों की एक पीढ़ी है जो अंतर्राष्ट्रीय मोबाइल दूरसंचार -2000 (IMT-2000) को संतुष्ट करती है, एक ही नेटवर्क पर आवाज और डेटा (संगीत डाउनलोड, ईमेल और त्वरित संदेश) को स्थानांतरित करने की क्षमता प्रदान करती है।

यह ब्रॉडबैंड क्षमता प्रदान करता है, अपने पूर्ववर्ती 2 जी की तुलना में बड़ी संख्या में आवाज और कम वृद्धिशील लागत के डेटा ग्राहकों का समर्थन करता है। 3 जी वॉयस कम्युनिकेशन के लिए सर्किट स्विचिंग, और डेटा कम्युनिकेशन के लिए पैकेट स्विचिंग का उपयोग करता है।

3 जी द्वारा समर्थित अधिकतम डेटा अंतरण दर:

• 2.05 स्थिर उपकरणों के लिए / सेकंड।
• धीमी गति से चलने वाले उपकरणों के लिए 384 Kbits / सेकंड।
• 128 Kbits / उच्च गति पर चलने वाले उपकरणों के लिए दूसरा।

3 जीपीपी का प्रारूप

3GPP (3rd Generation Partnership Project) का गठन शासी निकायों के गठन के दौरान किया गया था जिसमें GSM और UMTS दोनों का सहयोग शामिल था। 3GPP ITU-R (इंटरनेशनल टेलीकम्यूनिकेशन यूनियन-रेडियोकौम्यूनिकेशन सेक्टर) ITU के सेक्टरों में से एक के तहत काम कर रहा था।

यह अंतरराष्ट्रीय रेडियो आवृत्ति स्पेक्ट्रम के प्रबंधन के लिए जिम्मेदार है, स्पेक्ट्रम के कुशल उपयोग को सुनिश्चित करने और प्रौद्योगिकी परिवारों को परिभाषित करने के लिए, स्पेक्ट्रम के विशिष्ट भागों को परिवारों के साथ जोड़ता है।

ITU ने आखिरकार पाँच 3G मानकों के एक परिवार की पुष्टि की, जो कि IMT-2000 के रूप में ज्ञात 3G फ्रेमवर्क का एक हिस्सा है, जो एक एकल 3G मानक बनाने की कोशिश के बाद:

• सीडीएमए (कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) पर आधारित तीन मानक, अर्थात्:
  1. CDMA2000
  2. WCDMA (वाइडबैंड कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) / HSPA + (हाई-स्पीड पैकेट एक्सेस)
  3. TDSCDMA।
• TDMA (टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) के आधार पर दो मानक, अर्थात्:
  1. FDMA / टीडीएमए
  2. TDMA-अनुसूचित जाति (EDGE)।

4 जी तकनीक की परिभाषा

4G का मतलब 4th जनरेशन टेक्नोलॉजी है, और यह वर्तमान 2G (2nd Generation), 3G (3rd Generation), WLAN (वायरलेस लोकल एरिया नेटवर्क), शॉर्ट-रेंज, सिंगल और ब्रॉडकास्ट में फिक्स्ड वायर सिस्टम को शामिल करने का उपक्रम है, पूरी तरह कार्यात्मक, सुसंगत और सुसंगत इंटरनेटवर्क।

यह 3 जी तकनीक का विस्तार है जो IMT (अंतर्राष्ट्रीय मोबाइल दूरसंचार) में ITU (इंटरनेशनल टेलीकॉम यूनियन) द्वारा परिभाषित क्षमताओं को प्रदान करता है जिसमें विभिन्न प्रकार के नेटवर्क के साथ इंटरफेसिंग का समर्थन करने के लिए स्केलेबिलिटी, लचीलापन, दक्षता, स्व-शासन, सुरक्षा जैसी विशेषताएं शामिल हैं और एक भीड़ नई और मौजूदा सेवाओं की।

यह पूरी तरह से अनुकूलित सेवाओं (आवाज, डेटा और मल्टीमीडिया) को 100 एमबीपीएस तक डेटा दरों और व्यापक मोबाइल एक्सेस के लिए प्रदान करता है:

• उच्च संकल्प मोबाइल टेलीविजन
• आईपी ​​टेलीफोनी
• गेमिंग सेवाएं
• वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग
• 3 डी टेलीविजन

वर्तमान प्रौद्योगिकियों के वर्धित संस्करण GSM, GPRS, CDMA, IMT-2000, W-CDMA, CDMAone, वायरलेस LAN और ब्लूटूथ 4 जी में एकीकृत हैं। हाई-एंड ऑडियो / वीडियो स्ट्रीमिंग एंड-टू-एंड इंटरनेट प्रोटोकॉल की उम्मीद है।

मोबाइल LTE (लॉन्ग टर्म इवोल्यूशन) और वाईमैक्स (माइक्रोफ़ोन एक्सेस के लिए वर्ल्डवाइड इंटरऑपरेबिलिटी ) के संस्करण, जो कि 1 Gbit / s पीक बिट रेट से बहुत कम समर्थन में हैं, सर्विस प्रोवाइडरों द्वारा ब्रांडेड 4G हैं, लेकिन IMT- एडवांस्ड कम्प्लायंस नहीं है।

4 जी एलटीई का मुख्य लक्ष्य उच्च गतिशीलता और वैश्विक कनेक्टिविटी हासिल करना था।

IP कोर नेटवर्क को उच्च डेटा दरों, उन्नत एप्लिकेशन सेवाओं और IP और रेडियो नेटवर्क के प्रबंधन को और अधिक कुशलता से समर्थन देने के लिए आगे विकसित किया गया है और इसकी अधिक सटीक आवश्यकताएं हैं।

स्प्रेड स्पेक्ट्रम रेडियो तकनीक जो 3 जी में इस्तेमाल की गई थी, को इसके द्वारा बदल दिया गया है

• OFDMA (ऑर्थोगोनल फ्रिक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) मल्टी-कैरियर ट्रांसमिशन।
• FDE (फ़्रिक्वेंसी-डोमेन इक्वीलाइज़ेशन) स्ट्रैटेगम।

नतीजतन, यह बहुत अधिक बिट दरों को स्थानांतरित करता है बिना अपार मल्टीप्थ रेडियो प्रसार से प्रभावित होता है।

MIMO (मल्टीपल-इनपुट मल्टीपल-आउटपुट) संचार के लिए, स्मार्ट ऐन्टेना सरणियों का उपयोग करके पीक बिट दर को और बढ़ाया जाता है। प्रसारण के लिए 64 QAM और MBMS (मल्टीमीडिया ब्रॉडकास्ट मल्टिकास्ट सर्विसेज) तक के उच्च ऑर्डर मॉड्यूलेशन का उपयोग किया जाता है।

3 जी और 4 जी प्रौद्योगिकी के बीच महत्वपूर्ण अंतर

नीचे दिए गए बिंदु 3 जी और 4 जी तकनीक के बीच अंतर को प्रस्तुत करते हैं:

1. जब डेटा बैंडविड्थ की बात आती है तो 3 जी 21 एमबीपीएस प्रदान करता है और 4 जी 1 जीबीपीएस अधिकतम डेटा बैंडविड्थ प्रदान करता है।
2. 3 जी की अधिकतम अपलोडिंग दर 5 एमबीपीएस है जबकि 500 ​​एमबीपीएस 4 जी की उच्चतम अपलोडिंग दर है।
3. 3 जी का उच्चतम डाउनलोड दर 21 एमबीपीएस है। 4 जी ऑफर के मुकाबले 1 जीबीपीएस पीक डाउनलोड रेट।
4. 3 जी डेटा ट्रांसमिशन के लिए पैकेट स्विचिंग का उपयोग करता है। दूसरी ओर, 4 जी में पैकेट और संदेश स्विचिंग दोनों का उपयोग किया जाता है।
5. 4 जी में, हाइब्रिड नेटवर्क आर्किटेक्चर का उपयोग किया जाता है। इसके विपरीत, 3 जी विस्तृत क्षेत्र सेल आधारित नेटवर्क का उपयोग करता है।
6. सीडीएमए 3 जी में कार्यरत है। के रूप में, 4 जी OFDMA (ऑर्थोगोनल फ्रिक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस) का उपयोग करता है।
7. हैंडऑफ प्रबंधन 3 जी में लंबवत रूप से किया जाता है, लेकिन 4 जी में यह लंबवत और क्षैतिज रूप से किया जाता है।
8. पूर्ण आईपी आधारित नेटवर्क 4 जी में समर्थित है। हालांकि, 3 जी के मामले में, यह सर्किट और पैकेट आधारित है।

3G / UMTS आर्किटेक्चर

3 जी यूएमटीएस नेटवर्क के संविधान भाग हैं

• मोबाइल स्टेशन: यह डेटा और वॉयस-सक्षम मोबाइल फोन, टैब या कंप्यूटर की तरह कुछ भी हो सकता है, जिसका उपयोग अंतिम उपयोगकर्ता के रूप में किया जा सकता है।

• RAN (रेडियो एक्सेस नेटवर्क) : इसमें बेस स्टेशन और रेडियो एक्सेस कंट्रोलर होते हैं जो मोबाइल स्टेशन और कोर नेटवर्क के बीच की खाई को पाट देते हैं। यह पूरे नेटवर्क के लिए एयर इंटरफेस को नियंत्रित और प्रबंधित भी करता है।

• CN (कोर नेटवर्क) : यह सबसिस्टम का मुख्य प्रसंस्करण और प्रबंधन प्रदान करता है। 3 जी यूएमटीएस नेटवर्क आर्किटेक्चर कोर नेटवर्क तत्वों में कुछ वृद्धि के साथ जीएसएम से माइग्रेट किया गया है।

कोर नेटवर्क को दो भागों में वर्गीकृत किया जाता है अर्थात सर्किट स्विच्ड डोमेन और पैकेट-स्विच्ड डोमेन।

1. सर्किट स्विच्ड डोमेन : यह सर्किट स्विच्ड नेटवर्क का उपयोग करता है जिसमें उपयोगकर्ताओं के सेट के लिए एक विशेष टाइम स्लॉट के लिए समर्पित लिंक या चैनल प्रदान किया जाता है। सर्किट स्विच्ड डोमेन में दिखाए गए दो ब्लॉक हैं:
   • MSC - मोबाइल स्विचिंग सेंटर सर्किट स्विच्ड कॉल्स का प्रबंधन करता है।
   • जीएमएससी - गेटवे एमएससी बाहरी और आंतरिक नेटवर्क के बीच एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है।
2. पैकेट-स्विचड डोमेन : यह आईपी नेटवर्क का उपयोग करता है जहां आईपी दो या अधिक उपकरणों के बीच डेटा संचारित करने और प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार होते हैं। पैकेट स्विच्ड डोमेन में दिखाए गए दो ब्लॉक हैं:
   • एसजीएसएन (सर्विंग जीपीआरएस सपोर्ट नोड) : एसजीएसएन द्वारा प्रदान किए गए विभिन्न कार्य गतिशीलता प्रबंधन, सत्र प्रबंधन, बिलिंग, नेटवर्क के अन्य क्षेत्रों के साथ संचार हैं।
   • जीजीएसएन (गेटवे जीपीआरएस सपोर्ट नोड) : यह एक बहुत ही जटिल राउटर माना जा सकता है और बाहरी पैकेट स्विच किए गए नेटवर्क और यूएमटीएस पैकेट स्विच किए गए नेटवर्क के बीच आंतरिक संचालन को संभालता है।

• IMS (IP मल्टीमीडिया सबसिस्टम) : यह एक आर्किटेक्चरल फ्रेमवर्क है जो IP मल्टीमीडिया सेवाओं की आपूर्ति करता है।

4 जी एलटीई आर्किटेक्चर

4 जी एलटीई नेटवर्क के संविधान भाग हैं

• उपयोगकर्ता उपकरण (UE) : यह कोई भी उपकरण हो सकता है जो मोबाइल फोन, टैब, कंप्यूटर आदि जैसे संचार कार्यों को स्थापित करने में सक्षम हो।
• विकसित UMTS टेरेस्ट्रियल रेडियो एक्सेस नेटवर्क (E-UTRAN): यह उपयोगकर्ता उपकरण और EPC के बीच रेडियो संचार को नियंत्रित करता है। LTE मोबाइल एक समय में सिर्फ एक सेल और एक बेस स्टेशन से जुड़ सकता है। ईबीएस द्वारा विकसित मुख्य कार्य (विकसित बेस स्टेशन)
  • एलटीई एयर इंटरफेस के एनालॉग और डिजिटल प्रसंस्करण कार्यों का उपयोग सभी एलटीई-सक्षम उपकरणों को रेडियो ट्रांसमिशन प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
  • सिग्नलिंग संदेश और कमांड भेजकर निम्न-स्तरीय ऑपरेशन को संभालता है।
• विकसित पैकेट कोर (ईपीसी) : यह आंतरिक और बाहरी पैकेट डेटा नेटवर्क और आईपी मल्टीमीडिया सबसिस्टम के साथ संचार करता है। इसमें निम्नलिखित ब्लॉक होते हैं:
  • HSS: होम सब्सक्राइबर सर्वर एक केंद्रीय डेटाबेस में सभी नेटवर्क ऑपरेटर के ग्राहकों के बारे में सारी जानकारी रखता है।
  • एमएमई: मोबिलिटी मैनेजमेंट एंटिटी सिग्नलिंग संदेशों और एचएसएस द्वारा उच्च-स्तरीय ऑपरेशन को संभालती है।
  • एस-जीडब्ल्यू: सिग्नलिंग गेटवे पीडीएन गेटवे और बेस स्टेशन के बीच गतिशीलता एंकरिंग और फॉरवर्ड डेटा करता है।
  • P-GW: पैकेट डेटा नेटवर्क गेटवे PDN के नियोजन इंटरफेस के साथ संचार करता है। यह आईपी एड्रेस आवंटन और पैकेट फ़िल्टरिंग जैसे ऑपरेशन करता है।
  • PCRF: पॉलिसी एंड चार्ज रूल फंक्शन पॉलिसी कंट्रोल एन्फोर्समेंट फंक्शन (PCEF) और पॉलिसी कंट्रोल डिसीजन मेकिंग में फ्लो-आधारित चार्जिंग ऑपरेशंस को नियंत्रित करने के लिए जवाबदेह है।

3 जी के फायदे

• यह 2G फ्रिक्वेंसी बैंड को रोजगार देता है, 230MHz तक के बैंडविंड का इस्तेमाल ग्लोबल रोमिंग और मल्टी-सर्विसेज को प्राप्त करने के लिए किया जाता है ।
• वाइडबैंड रेडियो चैनल उच्च गति वाली सेवाओं का समर्थन करने के लिए- रेडियो वाहक चैनल 20M तक बैंडविड्थ का उपयोग करता है जो चिप दर और एंटी-मल्टीपाथ हेडिंग में सुधार करता है ।
• ब्रॉडबैंड चैनल में, समय की बहुसंकेतन और कोड पुन: उपयोग करके व्यवसाय की गुणवत्ता को नियंत्रित किया जा सकता है। अलग-अलग फैलने वाले कारक, मल्टी-सर्विस और मल्टी-रेट ट्रांसमिशन का एहसास करने के लिए अलग-अलग क्यूओएस की जरूरत की विभिन्न दरों को ब्रॉडबैंड चैनल में मैप किया जा सकता है।
• डाउनलिंक ट्रांसमिशन चैनल के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए तेजी से बंद लूप पावर कंट्रोल तकनीक लागू की जाती है।
• अनुकूल रूप से बिजली को समायोजित करने के लिए, सिस्टम आत्म-हस्तक्षेप को कम करें और रिसीवर की संवेदनशीलता को बढ़ाएं और सिस्टम की क्षमता को बढ़ाएं, 3 जी बेस स्टेशन पर एडेप्टिव ऐन्टेना सरणियों को लागू किया जाता है।
  डब्ल्यूसीडीएमए, मुख्य रूप से निम्नलिखित दो पहलुओं अर्थात् चैनल कोडिंग और पावर कंट्रोल से युक्त है।
• टर्मिनल और मोबाइल नेटवर्क के संचार के लिए स्विचिंग तकनीक की आवश्यकता होती है, जब टर्मिनल स्थिर नहीं होते हैं और एक बेस स्टेशन के कवरेज से दूसरे बेस स्टेशन में अपनी स्थिति बदल रहे होते हैं।

4 जी के फायदे

• कनेक्शन स्थापना और प्रसारण विलंबता दोनों के लिए कम देरी।
• उपयोगकर्ता डेटा थ्रूपुट में वृद्धि।
• बढ़ी हुई सेल बढ़त बिट दर ।
• बढ़ी हुई वर्णक्रमीय दक्षता को कम करके प्रति बिट न्यूनतम लागत।
• सरलीकृत नेटवर्क वास्तुकला ।
• विभिन्न रेडियो एक्सेस तकनीक के बीच निर्बाध गतिशीलता ।
• मोबाइल डिवाइस के लिए उचित बिजली की खपत ।
• उपकरण की लागत को कम करता है क्योंकि यह रिसीवर पर महंगा आवृत्ति तुल्यकारक की आवश्यकता को समाप्त करता है।
• यह एकीकृत सुरक्षा सेवाएं प्रदान करता है।

3 जी की सीमा

• सेल्युलर इन्फ्रास्ट्रक्चर की लागत, बेस स्टेशनों को अपग्रेड करना बहुत अधिक है।
• रोमिंग और डेटा / वॉयस कार्य सामूहिक रूप से अभी तक लागू नहीं किए गए हैं।
• शक्ति का उपयोग अधिक है।
• कम दूरी के बेस स्टेशन चाहिए और महंगे हैं।

4 जी की सीमा

• नए उपकरणों को जोड़ने के लिए स्थान समन्वय और संसाधन समन्वय पर्याप्त नहीं है।
• सीमित वॉयस कॉल और सेवाओं को एक समय के लिए संभाला जा सकता है।
• एक केंद्रित डेटा सेवा होने के नाते, इसे व्यापक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है।
• यह वायरलेस नेटवर्क की आवश्यकता के कारण ग्रामीण क्षेत्रों में अच्छी सेवाएं प्रदान नहीं करता है और उन क्षेत्रों में 4 जी नेटवर्क का अच्छी तरह से विस्तार नहीं हुआ है।

निष्कर्ष

3 जी प्रौद्योगिकियों की तुलना में 4 जी प्रौद्योगिकियां बेहतर सेवाएं प्रदान करती हैं; मोबाइल उपकरणों के लिए डेटा थ्रूपुट, सेल एज बिट दर, लागत, गतिशीलता, बिजली की खपत के संदर्भ में। हालांकि, 4 जी में कुछ संगतता मुद्दे हैं।