Seit der Einführung von 1G-Systemen im Jahr 1979 und Anfang bis Mitte der 1980er Jahre ist etwa alle zehn Jahre eine neue Generation von Mobilfunkstandards erschienen. Jede Generation zeichnet sich durch neue Frequenzbänder, höhere Datenraten und nicht abwärtskompatible Übertragungstechnik aus.
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1G (Technologie der ersten Generation)
1G bezieht sich auf die erste Generation der drahtlosen Mobilfunktechnologie. Dies sind die analogen Telekommunikationsstandards, die in den 1980er Jahren eingeführt und bis zu ihrer Ablösung durch die digitale 2G-Kommunikation fortgesetzt wurden. 1G ist eine analoge Technologie und Telefone hatten im Allgemeinen eine schlechte Akkulaufzeit und die Sprachqualität war ohne viel Sicherheit groß, und manchmal kam es zu unterbrochenen Anrufen. Normalerweise besteht der Hauptunterschied zwischen den beiden Mobilfunksystemen (1G und 2G) darin, dass die von 1G-Netzen verwendeten Funksignale analog sind, während 2G-Netze digital sind.
Funktionen von 1G, die Sie kennen müssen
- 1 G verwendet analoge Signale zur Kommunikation.
- Für den Zugriff ist FDMA (Frequency Division Multiple Access) das Hauptkanalisierungsprotokoll in 1G.
- 1G wurde auf den Standards von MTS, AMTS und IMTS aufgebaut.
- Der bei 1G verwendete Schalttyp ist das Schaltungsschalten.
- 1G bietet einen Sprachkommunikationsdienst, aber keine Datenkommunikation.
- 1G bietet den ersten drahtlosen Kommunikationsdienst.
- 1G kann keinen Internetdienst bereitstellen.
- Die Nachteile von 1G sind die begrenzte Kanalkapazität, die Größe der Telefone, die geringe Sprachqualität und die geringe Akkulaufzeit.
2G (Mobilfunknetz der zweiten Generation)
2G (Mobilfunknetz der zweiten Generation) wurde 1991 von Radiolinja in Finnland nach dem GSM-Standard kommerziell eingeführt. Das Hauptmotiv dieser Generation war die Bereitstellung eines sicheren und zuverlässigen Kommunikationskanals. In dieser Hinsicht implementierte die Technologie das Konzept von CDMA und GSM. 2G-Technologien ermöglichten es den verschiedenen Netzen, die Dienste wie Textnachrichten, Bildnachrichten und MMS (Multimedia Messages) bereitzustellen. Alle über 2G gesendeten Textnachrichten sind digital verschlüsselt, sodass die Daten so übertragen werden können, dass nur der vorgesehene Empfänger sie empfangen und lesen kann.
Die maximale Geschwindigkeit von 2G mit General Packet Radio Service (GPRS) beträgt 50 Kbit/s oder 1 Mbit/s mit verbesserten Datenraten für GSM Evolution (EDGE). Drei Hauptvorteile von 2G gegenüber seinen Vorgängern waren:
- Telefongespräche wurden digital verschlüsselt.
- Datendienste für Handys, beginnend mit SMS-Textnachrichten.
- Deutlich effizientere Nutzung des Funkfrequenzspektrums ermöglicht mehr Benutzer pro Frequenzband.
Funktionen von 2G, die Sie kennen müssen
- 2G verwendet das digitale Signal zur Kommunikation.
- Die Hauptfunktion der 2G-Technologie ist die Übertragung von Informationen über Sprachsignale.
- Für den Zugriff sind TDMA (Time Division Multiple Access) und CDMA (Code Division Multiple Access) die Hauptkanalisierungsprotokolle in 2G.
- 2G wurde auf den Standards von GSM aufgebaut.
- Die 2G-Technologie bietet im Vergleich zur 3G-Technologie ein geringes Sicherheitsniveau, da 3G-Netze Validierungsmaßnahmen bei der Kommunikation mit anderen Geräten ermöglichen.
- Der bei 2G verwendete Vermittlungstyp ist Leitungsvermittlung und Paketvermittlung.
- 2G bietet Sprach- und Datenkommunikationsdienste, erlaubt jedoch keine komplexe Datenkommunikation wie Video.
- 2G ist die digitalisierte Version von 1G.
- Die 2G-Technologie verwendet sowohl im oberen als auch im unteren Band einen breiten Frequenzbereich, bei dem die Übertragung von Bedingungen wie dem Wetter abhängt.
- 2G bietet Schmalband-Internet-Dienste.
- Der Nachteil von 2G ist die langsame Datenübertragungsrate und die geringen Netzreichweiten.
- Die in 2G-Technologien verfügbaren Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 236 kbps.
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Unterschied zwischen 1G und 2G in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | 1G | 2G |
| Art des Signals | 1 G verwendet analoge Signale zur Kommunikation. | 2G verwendet das digitale Signal zur Kommunikation. |
| Kanalisierungsprotokoll | Für den Zugriff ist FDMA (Frequency Division Multiple Access) das Hauptkanalisierungsprotokoll in 1G. | Für den Zugriff sind TDMA (Time Division Multiple Access) und CDMA (Code Division Multiple Access) die Hauptkanalisierungsprotokolle in 2G. |
| Normen | 1G wurde auf den Standards von MTS, AMTS und IMTS aufgebaut. | 2G wurde auf den Standards von GSM aufgebaut. |
| Art der Schaltung verwendet | Der bei 1G verwendete Schalttyp ist das Schaltungsschalten. | Der bei 1G verwendete Schalttyp ist das Schaltungsschalten. |
| Internetdienst | 1G kann keinen Internetdienst bereitstellen. | 2G bietet Schmalband-Internet-Dienste. |
| Sprach- und Datenkommunikation | 1G bietet einen Sprachkommunikationsdienst, aber keine Datenkommunikation. | 2G bietet Sprach- und Datenkommunikationsdienste, erlaubt jedoch keine komplexe Datenkommunikation wie Video. |
| Nachteile | Die Nachteile von 1G sind die begrenzte Kanalkapazität, die Größe der Telefone, die geringe Sprachqualität und die geringe Akkulaufzeit. | Der Nachteil von 2G ist die langsame Datenübertragungsrate und die geringen Netzreichweiten. |
3G (Technologie der dritten Generation)
3G ist die dritte Generation der Mobilfunknetztechnologie, die schnelle Datenübertragungsraten ermöglicht, die E-Mail-Kommunikation, Hochgeschwindigkeits-Internetzugang, Video-Streaming usw. unterstützen. Die ersten kommerziellen 3G-Netze wurden 2012 und seit ihrer Einführung eingeführt , der 3G-Standard ist vielleicht der bekannteste wegen einer massiven Expansion des Mobilfunkmarktes nach 2G und den Fortschritten des Consumer-Mobiltelefons. Eine besonders bemerkenswerte Entwicklung in dieser Zeit ist das Smartphone (zum Beispiel das iPhone und die Android-Familie), das die Fähigkeiten eines PDAs mit einem Mobiltelefon kombiniert, was zu einer weit verbreiteten Nachfrage nach mobiler Internetverbindung führt.
3G hat auch den Begriff „mobiles Breitband“ eingeführt, weil seine Geschwindigkeit und Fähigkeiten es zu einer praktikablen Alternative für das Surfen im Internet machen und USB-Modems, die sich mit 3G-Netzwerken verbinden, immer häufiger verwendet werden.
Funktionen von 3G, die Sie kennen müssen
- Die Hauptfunktion der 3G-Technologie ist die Datenübertragung über Videokonferenzen, MMS etc.
- Die ersten kommerziellen 3G-Netze wurden 2012 eingeführt.
- Funktionen wie mobiles Fernsehen, Videoübertragungen und GPS-Systeme sind die zusätzlichen Funktionen der 3G-Technologie, die bei 1G- und 2G-Technologien nicht verfügbar sind.
- Der Nachteil von 3G ist, dass es in bestimmten Regionen einfach nicht verfügbar ist.
- Die Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 21 Mbit/s bzw. 5,7 Mbit/s.
- Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zu 2G sehr hoch.
- Die 3G-Technologie bietet im Vergleich zur 2G-Technologie ein hohes Maß an Sicherheit, da 3G-Netze Validierungsmaßnahmen bei der Kommunikation mit anderen Geräten ermöglichen.
- 3G verwendet Paketvermittlung für die Datenübertragung.
- Das Handoff-Management erfolgt in 3G vertikal.
- Der Frequenzbereich der 3G-Technologie reicht von 1,8 GHz bis 2,5 GHz.
- Es gibt Turbocodes, die zur Fehlerkorrektur in der 3G-Technologie verwendet werden.
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Unterschied zwischen 2G- und 3G-Technologie in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | 2G | 3G |
| Hauptfunktion | Die Hauptfunktion der 2G-Technologie ist die Übertragung von Informationen über Sprachsignale. | Die Hauptfunktion der 3G-Technologie ist die Datenübertragung über Videokonferenzen, MMS etc. |
| Zusatzfunktionen | Funktionen wie mobiles Fernsehen, Videoübertragungen und GPS-System sind bei 1G- und 2G-Technologien nicht verfügbar. | Funktionen wie mobiles Fernsehen, Videoübertragungen und GPS-Systeme sind die zusätzlichen Funktionen der 3G-Technologie, die bei 1G- und 2G-Technologien nicht verfügbar sind. |
| Download- und Upload-Geschwindigkeiten | Die in 2G-Technologien verfügbaren Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 236 kbps. | Die Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 21 Mbit/s bzw. 5,7 Mbit/s. |
| Sicherheit | Die 2G-Technologie bietet im Vergleich zur 3G-Technologie ein geringes Sicherheitsniveau, da 3G-Netze Validierungsmaßnahmen bei der Kommunikation mit anderen Geräten ermöglichen. | Die 3G-Technologie bietet im Vergleich zur 2G-Technologie ein hohes Maß an Sicherheit, da 3G-Netze Validierungsmaßnahmen bei der Kommunikation mit anderen Geräten ermöglichen. |
| Turbo-Codes | In der 2G-Technologie gibt es keine Turbocodes, die zur Fehlerkorrektur verwendet werden. | Es gibt Turbocodes, die zur Fehlerkorrektur in der 3G-Technologie verwendet werden. |
| Schalttyp | Der bei 2G verwendete Vermittlungstyp ist Leitungsvermittlung und Paketvermittlung. | 3G verwendet Paketvermittlung für die Datenübertragung. |
| Download- und Upload-Geschwindigkeiten | Die in 2G-Technologien verfügbaren Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 236 kbps. | Die Download- und Upload-Geschwindigkeiten betragen bis zu 21 Mbit/s bzw. 5,7 Mbit/s. |
| Übertragungsgeschwindigkeit | Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zu 3G sehr gering. | Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zu 2G sehr hoch. |
| Nachteil | Der Nachteil von 2G ist die langsame Datenübertragungsrate und die geringen Netzreichweiten. | Der Nachteil von 3G ist, dass es in bestimmten Regionen einfach nicht verfügbar ist. |
4G (Technologie der vierten Generation)
4G ist der Mobilfunkstandard der vierten Generation. Es ist ein Nachfolger von 3G und bietet ultrabreitbandigen Internetzugang für mobile Geräte. Die hohen Datenübertragungsraten machen 4G-Netzwerke für den Einsatz in USB-Funkmodems für Laptops und sogar für den Internetzugang zu Hause geeignet. Potenzielle und aktuelle Anwendungen umfassen geänderte mobile Internetzugänge, IP-Telefonie, Spieledienste, hochauflösendes mobiles Fernsehen, Videokonferenzen und 3D-Fernsehen.
Der erstmals veröffentlichte Long Term Evolution (LTE)-Standard wurde 2009 in Oslo (Norwegen) und Stockholm (Schweden) kommerziell eingesetzt und wird seitdem in den meisten Teilen der Welt eingesetzt. Es wurde jedoch diskutiert, ob Erstversionen als 4G LTE angesehen werden sollten.
Funktionen von 4G, die Sie kennen müssen
- Die maximale Upload-Rate der 4G-Technologie beträgt 500 Mbit/s.
- Für den Zugriff sind OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und FDE (Frequency-Domain Equalization) die wichtigsten Kanalisierungsprotokolle in 4G.
- Die maximale Downloadrate der 4G-Technologie beträgt 1 Gbit/s.
- Bei der Datenübertragung verwendet 4G sowohl die Paketvermittlungstechnik als auch die Nachrichtenvermittlungstechnik.
- Wenn es um Datenbandbreite geht, bietet 4G eine maximale Datenbandbreite von 1 Gbit/s.
- Der Frequenzbereich der 4G-Technologie reicht von 2 GHz bis 8 GHz.
- Die 4G-Technologie verwendet verkettete Codes zur Fehlerkorrektur.
- Das Handoff-Management erfolgt sowohl vertikal als auch horizontal.
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Unterschied zwischen 3G- und 4G-Technologien in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | 3G | 4G |
| Upload-Geschwindigkeit | Die maximale Upload-Geschwindigkeit beträgt bis zu 5,7 Mbit/s. | Die maximale Upload-Rate der 4G-Technologie beträgt 500 Mbit/s. |
| Kanalisierungsprotokoll | Für den Zugriff sind OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) und FDE (Frequency-Domain Equalization) die wichtigsten Kanalisierungsprotokolle in 4G. | |
| Download-Rate | Die Download-Geschwindigkeiten von 3G betragen bis zu 21 Mbit/s. | Die maximale Downloadrate der 4G-Technologie beträgt 1 Gbit/s. |
| Fehler Korrektur | Es gibt Turbocodes, die zur Fehlerkorrektur in der 3G-Technologie verwendet werden. | Die 4G-Technologie verwendet verkettete Codes zur Fehlerkorrektur. |
| Frequenzbereich | Der Frequenzbereich der 3G-Technologie reicht von 1,8 GHz bis 2,5 GHz. | Der Frequenzbereich der 4G-Technologie reicht von 2 GHz bis 8 GHz. |
| Übergabemanagement | Das Handoff-Management erfolgt in 3G vertikal. | Das Handoff-Management erfolgt sowohl vertikal als auch horizontal. |
| Datenübertragung | 3G verwendet Paketvermittlung für die Datenübertragung. | Bei der Datenübertragung verwendet 4G sowohl die Paketvermittlungstechnik als auch die Nachrichtenvermittlungstechnik. |
| Datenbandbreite | 3G bietet eine maximale Datenbandbreite von 500 Mbit/s. | Wenn es um Datenbandbreite geht, bietet 4G eine maximale Datenbandbreite von 1 Gbit/s. |
| Übertragungsgeschwindigkeit | Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zu 4G sehr gering. | Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Vergleich zu 3G sehr hoch. |
5G (Technologie der fünften Generation)
Die 5G-Technologie ist die drahtlose Technologie der fünften Generation, die sich noch in der Entwicklungsphase befindet und voraussichtlich in den kommenden Jahren kommerzialisiert und voraussichtlich schneller sein wird als die bestehenden Technologien. 5G ist eine Verbesserung von 4G und soll unter anderem deutlich schnellere Datenraten, eine höhere Verbindungsdichte und eine viel geringere Latenz bieten. Andere 5G-Pläne umfassen die Kommunikation von Gerät zu Gerät, einen besseren Batterieverbrauch und eine verbesserte allgemeine drahtlose Abdeckung.
5G wird einen niedrigen Batterieverbrauch haben, eine Batterielebensdauer von bis zu 10 Jahren für IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch. Auch die Sicherheit von 5G wird voraussichtlich hoch sein. Die 5G-Netze werden die Sicherheitsstandards SE, HSM, OTA und KMS verwenden, um die Datensicherheit zu erhöhen. Laut Next Generation Mobile Networks Alliance soll die kommerzielle Einführung der 5G-Technologie für Geschäfts- und Verbraucheranforderungen noch vor Ende des Jahres 2020 erfolgen.
Was Sie über 5G wissen müssen
- Die 5G-Technologie ist die drahtlose Technologie der fünften Generation, die sich noch in der Entwicklungsphase befindet und voraussichtlich in den kommenden Jahren kommerzialisiert und voraussichtlich schneller sein wird als die bestehenden Technologien.
- Von 5G wird erwartet, dass es am Rand der Zelle einen besseren Abdeckungsbereich und eine hohe Datenrate hat.
- 5G wird einen niedrigen Batterieverbrauch haben, eine Batterielebensdauer von bis zu 10 Jahren für IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch.
- Verfügbarkeit mehrerer Datenübertragungsraten.
- 5G soll eine hohe Auflösung und eine 1000-fache Bandbreite pro Flächeneinheit bieten.
- Die Sicherheit von 5G wird voraussichtlich hoch sein. Die 5G-Netze werden die Sicherheitsstandards SE, HSM, OTA und KMS verwenden, um die Datensicherheit zu erhöhen.
- 5G wird voraussichtlich sehr hohe Geschwindigkeiten haben. Theoretisch können Datenraten bis zu 20 Gbit/s betragen.
- Energieeffizienz und spektrale Effizienz sind gut.
- 5G wird die Anzahl der verbundenen Geräte von 10 auf 100x erhöhen, was in durchschnittlich 50.000 Millionen Geräten gleichzeitig berechnet wird.
- Es wird erwartet, dass 5G unter idealen Umständen eine Latenz von 4 Millisekunden und eine Latenz von 1 Millisekunde für Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) hat. Latenz ist die Zeit, die benötigt wird, um Informationen vom Ursprung bis zum Ziel (Verbindung zu Netzwerken) zu erhalten. Dies führt zu einer spürbaren Verbesserung der Kommunikation.
- Es wird erwartet, dass 5G im Vergleich zur 4G-Technologie eine schnelle Reaktion hat.
- Viele der aktuellen Geräte wären für die 5G-Technologie nicht geeignet.
- Es wird erwartet, dass die 5G-Technologie weit verbreitet für Anwendungen wie intelligente Logistik, fahrerlose Autos und andere solche intelligenten Anwendungen eingesetzt wird, die Hochgeschwindigkeits-Internet erfordern.
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Unterschied zwischen 4G- und 5G-Technologie in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | 4G | 5G |
| Verbindungsdichte | Unterstützt im Vergleich zu 5G weniger Geräte pro Flächeneinheit. | Es wird erwartet, dass 5G viel mehr vernetzte Geräte unterstützt als 4G. Der Standard besagt, dass die 5G-Netzkarte in der Lage sein sollte, 1 Million verbundene Geräte pro Quadratkilometer zu unterstützen. |
| Geschwindigkeit | Hat im Vergleich zu 5G eine niedrige Geschwindigkeit. | Höhere Geschwindigkeit, genug, um in wenigen Sekunden einen HD-Film in voller Länge herunterzuladen. |
| Anwendung | Die Anwendung ist weiterhin auf den Internetzugang beschränkt. | Es wird erwartet, dass die 5G-Technologie weit verbreitet für Anwendungen wie intelligente Logistik, fahrerlose Autos und andere solche intelligenten Anwendungen eingesetzt wird, die Hochgeschwindigkeits-Internet erfordern. |
| Abdeckung | 4G hat einen begrenzten Abdeckungsbereich. | Von 5G wird erwartet, dass es am Rand der Zelle einen besseren Abdeckungsbereich und eine hohe Datenrate hat. |
| Mehrfache Datenübertragungsrate | Keine mehrfache Datenübertragungsrate. | Verfügbarkeit mehrerer Datenübertragungsraten. |