3G - 3G

Modem PC 3G

3G este a treia generație de tehnologie de telecomunicații mobile fără fir . Este actualizarea pentru rețelele 2.5G GPRS și 2.75G EDGE , pentru un transfer mai rapid de date. Aceasta se bazează pe un set de standarde utilizate pentru dispozitive mobile și rețele și servicii de telecomunicații mobile care sunt conforme cu specificațiile internaționale de telecomunicații mobile-2000 (IMT-2000) de către Uniunea internațională de telecomunicații . 3G găsește aplicații în telefonia vocală fără fir, acces la internet mobil , acces fix la internet wireless, apeluri video și TV mobil.

Rețelele de telecomunicații 3G suportă servicii care oferă o rată de transfer de informații de cel puțin 144 kbit / s . Versiunile 3G ulterioare, denotate adesea 3.5G și 3.75G , oferă, de asemenea, acces în bandă largă mobilă de mai mulți Mbit / s la smartphone-uri și modemuri mobile de pe computerele laptop. Acest lucru asigură că poate fi aplicat la telefonia fără fir de voce, acces la internet mobil, acces fix la internet wireless, apeluri video și tehnologii TV mobile.

O nouă generație de standarde celulare a apărut aproximativ la fiecare al zecelea an de când sistemele 1G au fost introduse în 1979 și la începutul până la mijlocul anilor 1980. Fiecare generație este caracterizată de noi benzi de frecvență, rate mai mari de date și tehnologie de transmisie care nu este compatibilă cu versiunile înapoi. Primele rețele 3G comerciale au fost introduse la mijlocul anului 2001.

Prezentare generală

Mai multe companii de telecomunicații comercializează servicii de internet mobil fără fir ca 3G , indicând faptul că serviciul promovat este furnizat printr-o rețea wireless 3G. Serviciile promovate ca 3G trebuie să îndeplinească standardele tehnice IMT-2000, inclusiv standardele de fiabilitate și viteză (rate de transfer de date). Pentru a îndeplini standardele IMT-2000, un sistem trebuie să furnizeze rate de date de vârf de cel puțin 144 kbit / s. Cu toate acestea, multe servicii promovate ca 3G oferă o viteză mai mare decât cerințele tehnice minime pentru un serviciu 3G. Lansările recente 3G, desemnate adesea 3.5G și 3.75G , oferă, de asemenea, acces în bandă largă mobilă de mai mulți Mbit / s la smartphone-uri și modemuri mobile de pe computerele laptop.

Următoarele standarde sunt de obicei marca 3G:

  • Sistemul UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), oferit pentru prima dată în 2001, standardizat de 3GPP, utilizat în principal în Europa, Japonia, China (totuși cu o interfață radio diferită) și alte regiuni predominate de infrastructura de sistem GSM (Global Systems for Mobile) 2G . Telefoanele mobile sunt de obicei hibrizi UMTS și GSM. Sunt oferite mai multe interfețe radio, care împart aceeași infrastructură:
    • Interfața radio originală și cea mai răspândită se numește W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access).
    • TD-SCDMA interfața radio a fost comercializat în 2009 și este oferit doar în China.
    • Cea mai recentă versiune UMTS, HSPA + , poate oferi rate de date de vârf de până la 56 Mbit / s în legătura descendentă în teorie (28 Mbit / s în serviciile existente) și 22 Mbit / s în legătura în sus.
  • Sistemul CDMA2000 , oferit pentru prima dată în 2002, standardizat de 3GPP2 , utilizat în special în America de Nord și Coreea de Sud, partajând infrastructura cu standardul IS-95 2G. Telefoanele mobile sunt de obicei hibrizi CDMA2000 și IS-95. Cea mai recentă versiune EVDO Rev. B oferă rate de vârf de 14,7 Mbit / s în aval.

Sistemele și interfețele radio de mai sus se bazează pe tehnologia de transmisie radio cu spectru larg . În timp ce standardul GSM EDGE („2.9G”), telefoanele fără fir DECT și standardele Mobile WiMAX îndeplinesc formal cerințele IMT-2000 și sunt aprobate ca standarde 3G de ITU, acestea nu sunt de obicei marcate ca 3G și se bazează pe tehnologii complet diferite .

Următoarele standarde comune sunt conforme cu standardul IMT2000 / 3G:

  • EDGE , o revizuire de către organizația 3GPP la metodele mai vechi de transmisie bazate pe GSM 2G , care utilizează aceleași noduri de comutare, site-uri de stații de bază și frecvențe ca GPRS, dar include o nouă stație de bază și circuite RF pentru telefoane mobile. Se bazează pe schema de modulație 8PSK de trei ori mai eficientă ca un supliment la schema de modulație GMSK originală . EDGE este încă utilizat pe scară largă datorită ușurinței sale de upgrade de la infrastructura GSM 2G existentă și telefoanele mobile.
    • EDGE combinat cu tehnologia GPRS 2.5G se numește EGPRS și permite rate de vârf de date în ordinea a 200 kbit / s, la fel ca versiunile originale UMTS WCDMA și astfel îndeplinesc formal cerințele IMT2000 pe sistemele 3G. Cu toate acestea, în practică, EDGE este rareori comercializat ca sistem 3G, ci ca sistem 2.9G . EDGE arată o eficiență spectrală a sistemului ușor mai bună decât sistemele UMTS și CDMA2000 originale , dar este dificil să se atingă rate de date de vârf mult mai mari datorită lățimii de bandă spectrale GSM limitate de 200 kHz și, prin urmare, este o fundătură.
    • EDGE a fost, de asemenea, un mod în sistemul IS-136 TDMA, astăzi a încetat.
    • EDGE Evolved , cea mai recentă versiune, are vârfuri de 1 Mbit / s în aval și 400 kbit / s în amonte, dar nu este utilizat comercial.
  • Sistemul universal de telecomunicații mobile, creat și revizuit de 3GPP . Familia este o revizuire completă de la GSM în ceea ce privește metodele de codare și hardware, deși unele site-uri GSM pot fi adaptate pentru a fi difuzate în format UMTS / W-CDMA .
    • W-CDMA este cea mai comună implementare, operată în mod obișnuit pe banda de 2.100 MHz. Câțiva alții folosesc benzile de 850, 900 și 1.900 MHz.
      • HSPA este o fuziune a mai multor upgrade-uri la standardul original W-CDMA și oferă viteze de 14,4 Mbit / s în jos și 5,76 Mbit / s în sus. HSPA este compatibil cu versiunile anterioare și folosește aceleași frecvențe ca și W-CDMA.
      • HSPA + , o nouă revizuire și actualizare a HSPA, poate oferi rate de date de vârf teoretice de până la 168 Mbit / s în legătura descendentă și 22 Mbit / s în legătura în sus, utilizând o combinație de îmbunătățiri ale interfeței aeriene, precum și HSPA și MIMO multi-purtător . Din punct de vedere tehnic, MIMO și DC-HSPA pot fi utilizate fără îmbunătățirile „+” ale HSPA +.
  • Sistemul CDMA2000 sau IS-2000, inclusiv CDMA2000 1x și CDMA2000 High Rate Packet Data (sau EVDO), standardizat de 3GPP2 ( diferă de 3GPP), care evoluează de la sistemul original IS-95 CDMA, este utilizat în special în America de Nord, China, India, Pakistan, Japonia, Coreea de Sud, Asia de Sud-Est, Europa și Africa.
    • CDMA2000 1x Rev. E are o capacitate vocală crescută (de trei ori cantitatea inițială) comparativ cu Rev. 0 EVDO Rev. B oferă rate de vârf în aval de 14,7 Mbit / s, în timp ce Rev. C a îmbunătățit experiența utilizatorului terminalului existent și nou.

În timp ce telefoanele fără fir DECT și standardele Mobile WiMAX îndeplinesc formal cerințele IMT-2000, ele nu sunt de obicei luate în considerare datorită rarității și inadecvării lor pentru utilizarea cu telefoanele mobile.

Separarea sistemelor 3G

Proiectele de cercetare și dezvoltare 3G (UMTS și CDMA2000) au început în 1992. În 1999, ITU a aprobat cinci interfețe radio pentru IMT-2000 ca parte a Recomandării ITU-R M.1457; WiMAX a fost adăugat în 2007.

Există standarde evolutive (EDGE și CDMA) care sunt extensii compatibile cu versiunile anterioare ale rețelelor 2G preexistente , precum și standarde revoluționare care necesită alocări noi de hardware și frecvență de rețea. Telefoanele mobile folosesc UMTS în combinație cu standardele 2G GSM și lățimile de bandă, dar nu acceptă EDGE . Ultimul grup este familia UMTS , care constă din standarde dezvoltate pentru IMT-2000, precum și din standardele dezvoltate independent DECT și WiMAX, care au fost incluse deoarece se potrivesc definiției IMT-2000.

În timp ce EDGE îndeplinește specificațiile 3G, majoritatea telefoanelor GSM / UMTS raportează funcționalitatea EDGE ("2.75G") și UMTS ("3G").

Istorie

Tehnologia 3G a fost rezultatul muncii de cercetare și dezvoltare desfășurate de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (UIT) la începutul anilor 1980. Specificațiile și standardele 3G au fost dezvoltate în cincisprezece ani. Specificațiile tehnice au fost puse la dispoziția publicului sub numele IMT-2000. Spectrul de comunicare între 400 MHz și 3 GHz a fost alocat pentru 3G. Atât guvernul, cât și companiile de comunicații au aprobat standardul 3G. Prima rețea 3G precomercială a fost lansată de NTT DoCoMo în Japonia în 1998, denumită FOMA . A fost disponibil pentru prima dată în mai 2001 ca pre-lansare (test) a tehnologiei W-CDMA . Prima lansare comercială a 3G a fost, de asemenea, de către NTT DoCoMo în Japonia la 1 octombrie 2001, deși inițial era oarecum limitată; disponibilitatea mai largă a sistemului a fost amânată de îngrijorările aparente cu privire la fiabilitatea sa.

Prima rețea precomercială europeană a fost o rețea UMTS pe Insula Man de către Manx Telecom , operatorul deținut atunci de British Telecom , iar prima rețea comercială (de asemenea, bazată pe UMTS W-CDMA) din Europa a fost deschisă pentru afaceri de către Telenor în Decembrie 2001 fără telefoane comerciale și, prin urmare, fără clienți plătitori.

Prima rețea care a intrat în direct comercial a fost realizată de SK Telecom din Coreea de Sud pe baza tehnologiei 1xEV-DO bazate pe CDMA în ianuarie 2002. Până în mai 2002, a doua rețea 3G sud-coreeană era de KT pe EV-DO și astfel sud-coreenii erau primul care a văzut concurența între operatorii 3G.

Prima rețea 3G comercială din Statele Unite a fost realizată de Monet Mobile Networks, pe tehnologia CDMA2000 1x EV-DO, dar furnizorul de rețea a oprit ulterior operațiunile. Al doilea operator de rețea 3G din SUA a fost Verizon Wireless în iulie 2002, tot pe CDMA2000 1x EV-DO. AT&T Mobility a fost, de asemenea, o adevărată rețea 3G UMTS , după ce a finalizat actualizarea rețelei 3G la HSUPA .

Prima rețea 3G comercială din Regatul Unit a fost lansată de Hutchison Telecom, care se afla inițial în spatele Orange SA . În 2003, a anunțat prima rețea comercială de telefoane mobile de a treia generație sau 3G în Marea Britanie.

Prima rețea demonstrativă precomercială din emisfera sudică a fost construită în Adelaide , Australia de Sud, de m.Net Corporation în februarie 2002 folosind UMTS pe 2100 MHz. Aceasta a fost o rețea demonstrativă pentru Congresul Mondial IT din 2002. Prima rețea 3G comercială a fost lansată de Hutchison Telecommunications, denumită Three sau "3", în iunie 2003.

În India, la 11 decembrie 2008, primele servicii de telefonie mobilă și internet 3G au fost lansate de o companie de stat, Mahanagar Telecom Nigam Limited (MTNL), în orașele metropolitane Delhi și Mumbai. După MTNL, o altă companie de stat, Bharat Sanchar Nigam Limited (BSNL), a început să implementeze rețelele 3G la nivel național.

Emtel a lansat prima rețea 3G din Africa.

Adopţie

Japonia a fost una dintre primele țări care a adoptat 3G, motivul fiind procesul de alocare a spectrului 3G, care în Japonia a fost acordat fără costuri inițiale mari. Spectrul de frecvență a fost alocat în SUA și Europa pe baza licitației, necesitând astfel o investiție inițială imensă pentru orice companie care dorește să furnizeze servicii 3G. Companiile europene au plătit colectiv peste 100 de miliarde de dolari în licitațiile lor de spectru.

Nepal Telecom a adoptat serviciul 3G pentru prima dată în Asia de Sud . Cu toate acestea, 3G-ul său a fost relativ lent pentru a fi adoptat în Nepal . În unele cazuri, rețelele 3G nu folosesc aceleași frecvențe radio ca 2G , astfel încât operatorii de telefonie mobilă trebuie să construiască rețele complet noi și să licențieze frecvențe complet noi, în special pentru a obține rate de transmisie de date ridicate. Întârzierile altor țări s-au datorat cheltuielilor de modernizare a hardware-ului de transmisie, în special pentru UMTS , a căror desfășurare a necesitat înlocuirea majorității turnurilor de difuzare. Datorită acestor probleme și dificultăților legate de implementare, mulți transportatori nu au putut sau au întârziat achiziționarea acestor capabilități actualizate.

În decembrie 2007, 190 de rețele 3G funcționau în 40 de țări și 154 de rețele HSDPA operau în 71 de țări, potrivit Asociației Globale a Furnizorilor de Mobil (GSA). În Asia, Europa, Canada și SUA, companiile de telecomunicații utilizează tehnologia W-CDMA cu sprijinul a aproximativ 100 de proiecte de terminale pentru a opera rețele mobile 3G.

Lansarea rețelelor 3G a fost întârziată de costurile enorme ale taxelor suplimentare de licențiere a spectrului în unele țări. Taxele de licență din unele țări europene au fost deosebit de mari, susținute de licitațiile guvernamentale pentru un număr limitat de licențe și licitații sigilate , și de entuziasmul inițial asupra potențialului 3G. Acest lucru a dus la un accident de telecomunicații care a funcționat concomitent cu blocări similare în câmpurile de fibră optică și dot.com .

Standardul 3G este probabil bine cunoscut datorită extinderii masive a pieței comunicațiilor mobile post-2G și a progreselor înregistrate de telefonul mobil de consum. O evoluție deosebit de notabilă în acest timp este smartphone-ul (de exemplu, iPhone și familia Android ), combinând abilitățile unui PDA cu un telefon mobil, ducând la o cerere largă de conectivitate la internet mobil. 3G a introdus, de asemenea, termenul de „ bandă largă mobilă ”, deoarece viteza și capacitatea sa îl fac o alternativă viabilă pentru navigarea pe internet, iar modemurile USB care se conectează la rețelele 3G devin din ce în ce mai frecvente.

Pătrunderea pe piață

Până în iunie 2007, a fost conectat cel de-al 200-lea milion de abonați 3G, din care 10 milioane erau în Nepal și 8,2 milioane în India . Această 200 de milioane este doar 6,7% din cele 3 miliarde de abonamente de telefonie mobilă din întreaga lume. (La numărarea CDMA2000 1x clienți RTT - rata de biți maximă 72% din 200kbit / s care definește 3G - dimensiunea totală a bazei de abonați aproape 3G era de 475 milioane din iunie 2007, ceea ce reprezenta 15,8% din toți abonații din întreaga lume.) țările în care 3G a fost lansat primul - Japonia și Coreea de Sud - penetrarea 3G este de peste 70%. În Europa, țara principală pentru penetrarea 3G este Italia, cu o treime din abonații săi migrați la 3G. Alte țări de frunte pentru utilizarea 3G includ Nepal , Marea Britanie , Austria , Australia și Singapore la nivelul migrației de 32%.

Conform estimărilor UIT, începând cu trimestrul IV 2012, în întreaga lume erau 2096 milioane de abonați activi în bandă largă mobilă dintr-un total de 6835 milioane de abonați - aceasta este puțin peste 30%. Aproximativ jumătate din abonamentele în bandă largă mobilă sunt destinate abonaților din țările dezvoltate, 934 milioane dintr-un total de 1600 milioane, cu mult peste 50%. Rețineți totuși că există o distincție între un telefon cu conectivitate mobilă în bandă largă și un telefon inteligent cu un ecran mare și așa mai departe - deși potrivit ITU și informatandm.com SUA are 321 milioane de abonamente mobile, inclusiv 256 milioane care sunt 3G sau 4G, care reprezintă atât 80% din baza de abonați, cât și 80% din populația SUA, potrivit ComScore cu doar un an mai devreme în trimestrul IV 2011, doar aproximativ 42% dintre persoanele chestionate din SUA au raportat că dețin un telefon inteligent. În Japonia, penetrarea 3G a fost similară cu aproximativ 81%, dar deținerea de telefoane inteligente a fost mai mică, cu aproximativ 17%. În China , în iunie 2014 existau 486,5 milioane de abonați 3G, la o populație de 1.385.566.537 ( estimare ONU 2013 ).

Declin și dezafectări

De la adoptarea crescândă a 4G , utilizarea 3G a scăzut. Mai mulți operatori din întreaga lume au deja sau sunt în curs de închidere a rețelelor 3G. În mai multe locuri, 3G este oprit în timp ce vechiul său predecesor 2G este menținut în funcțiune - Vodafone Europe face acest lucru, invocând că 2G este o soluție utilă de rezervă. EE are, de asemenea, un altul, care 3g va fi eliminat treptat în 2023, spectrul fiind utilizat pentru a spori capacitatea 5G. În SUA, Verizon plănuia să își închidă serviciile 3G la sfârșitul anului 2020 (ulterior amânat până la sfârșitul anului 2022), în timp ce T-Mobile intenționează să facă acest lucru în ianuarie 2021, iar AT&T intenționează să o facă până în 2022 .

Brevete

S-a estimat că există aproape 8.000 de brevete declarate esențiale ( FRAND ) legate de specificațiile tehnice 483 care formează standardele 3GPP și 3GPP2 . Douăsprezece companii au reprezentat în 2004 90% din brevete ( Qualcomm , Ericsson , Nokia , Motorola , Philips , NTT DoCoMo , Siemens , Mitsubishi , Fujitsu , Hitachi , InterDigital și Matsushita ).

Chiar și atunci, unele brevete esențiale pentru 3G ar putea să nu fi fost declarate de deținătorii lor de brevete. Se crede că Nortel și Lucent dețin brevete nedezvăluite esențiale pentru aceste standarde.

Mai mult, platforma existentă de parteneri ai platformei de brevete 3G are un impact redus asupra protecției FRAND , deoarece exclude cei mai mari patru proprietari de brevete pentru 3G.

Caracteristici

Rate de date

UIT nu a furnizat o definiție clară a ratei de date la care utilizatorii se pot aștepta de la echipamente 3G sau furnizori. Astfel, utilizatorii au vândut serviciul 3G s-ar putea să nu poată indica un standard și să spună că tarifele pe care le specifică nu sunt respectate. Deși afirmă în comentariu că „este de așteptat ca IMT-2000 să ofere rate de transmisie mai mari: o rată de date minimă de 2 Mbit / s pentru utilizatorii staționari sau care circulă pe jos și 348 kbit / s într-un vehicul în mișcare”, specificați în mod clar ratele minime necesare, nici ratele medii solicitate și nici ce moduri de interfețe se califică drept 3G, astfel încât diferite rate de date sunt vândute ca „3G” pe piață.

Într-o implementare a pieței, viteza de date a legăturii descendente 3G definită de furnizorii de servicii de telecomunicații variază în funcție de tehnologia de bază implementată; până la 384kbit / s pentru WCDMA, până la 7,2Mbit / sec pentru HSPA și un maxim teoretic de 21,6 Mbit / s pentru HSPA + (din punct de vedere tehnic 3,5G, dar, de obicei, sub numele comercial 3G).

Comparați viteza datelor cu 3.5G și 4G .

Securitate

Rețelele 3G oferă o securitate mai mare decât predecesorii lor 2G. Permițând UE (Echipament utilizator) să autentifice rețeaua la care se atașează, utilizatorul poate fi sigur că rețeaua este cea intenționată și nu un imitator. Rețelele 3G folosesc cifrul bloc KASUMI în locul celui mai vechi flux de cifrare A5 / 1 . Cu toate acestea, au fost identificate o serie de deficiențe grave în cifrul KASUMI.

În plus față de securitatea infrastructurii de rețea 3G, securitatea de la capăt la capăt este oferită la accesarea cadrelor de aplicații precum IMS, deși aceasta nu este strict o proprietate 3G.

Aplicații 3G

Lățimea de bandă și informațiile de localizare disponibile pentru dispozitivele 3G dau naștere la aplicații care nu erau disponibile anterior utilizatorilor de telefoane mobile.

Evoluţie

Atât 3GPP, cât și 3GPP2 lucrează la extensiile la standardele 3G care se bazează pe o infrastructură de rețea IP și utilizează tehnologii wireless avansate, cum ar fi MIMO . Aceste specificații afișează deja caracteristici caracteristice pentru IMT-Advanced (4G), succesorul 3G. Cu toate acestea, în lipsa cerințelor de lățime de bandă pentru 4G (care este de 1 Gbit / s pentru staționare și 100 Mbit / s pentru funcționarea mobilă), aceste standarde sunt clasificate ca 3.9G sau Pre-4G.

3GPP intenționează să îndeplinească obiectivele 4G cu LTE Advanced , în timp ce Qualcomm a oprit dezvoltarea UMB în favoarea familiei LTE.

La 14 decembrie 2009, Telia Sonera a anunțat într-un comunicat de presă oficial că „Suntem foarte mândri că suntem primul operator din lume care oferă clienților noștri servicii 4G”. Odată cu lansarea rețelei lor LTE, inițial oferă servicii pre-4G (sau dincolo de 3G ) în Stockholm, Suedia și Oslo, Norvegia.

Rețelele 3G din trecut

Țară Reţea Data închiderii Standard Note
 Australia Telstra 2024-06- ?? UMTS
 Canada clopot 2025-12-31 UMTS
Rogers 2025-12-31 UMTS
Telus 2025-12-31 UMTS
 Republica Cehă O 2 2021-11-30 UMTS
Vodafone 2021-03-31 UMTS
 China mobil chinezesc 29.01.2019 TD-SCDMA [1]
China Telecom 01.06.2020 CDMA2000 1xEV-DO [2]
 Germania Deutsche Telekom 2021-06-30 UMTS
O 2 2021-12-31 UMTS
Închiderea regională 3G a început la 1 iulie 2021.
Vodafone 2021-06-30 UMTS
 Grecia Vânt Hellas 2022-12-31 UMTS
Regiunea 3G a fost închisă pentru a începe în iunie 2022.
Cosmot 2022 UMTS
3G se închide pentru a începe în septembrie 2021.
 India Airtel 31.03.2020 UMTS
Ideea Vodafone 2021 UMTS
 Italia TIM 2022 UMTS
Vodafone 2021-02-28 UMTS
 Japonia KDDI 2022-03-31 CDMA2000 1xEV-DO
NTT docomo 2026-03-31 UMTS
Softbank 2024-01-31 UMTS
 Malaezia Celcom 2021-12-31 UMTS
 Olanda KPN 2021-12-31 UMTS
Vodafone 2020-02-04 UMTS
 Coreea de Sud KT 19.03.2012 CDMA2000 1xEV-DO
CDMA2000 1xEV-DO a fost, de asemenea, denumit „2G”
în Coreea de Sud, pe lângă cdmaOne (IS-95).
KT operează, de asemenea, o rețea UMTS „3G”.
LG U + 2021-06-30 CDMA2000 1xEV-DO
SK Telecom 27.07.2020 CDMA2000 1xEV-DO
CDMA2000 1xEV-DO a fost, de asemenea, denumit „2G”
în Coreea de Sud, pe lângă cdmaOne (IS-95).
SKT operează, de asemenea, o rețea UMTS „3G”.
 Taiwan Asia Pacific Telecom 31.12.2017 CDMA2000 1xEV-DO
Chunghwa Telecom 31.12.2018 UMTS
Far EasTone 31.12.2018 UMTS
Taiwan Mobile 31.12.2018 UMTS
Taiwan Star 31.12.2018 UMTS
 Statele Unite AT&T 2022-02-22 UMTS
T-Mobile 2022-07-01 UMTS
T-Mobile (Sprint) 2022-01-01 CDMA2000 1xEV-DO
Verizon 2022-12-31 CDMA2000 1xEV-DO

Vezi si

Referințe

linkuri externe

Precedat de
Generații de telefonie mobilă urmat de