2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)區(qū)別與聯(lián)系

1、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別與聯(lián)系隨著中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信三大運(yùn)營商均獲得4G運(yùn)營牌照，標(biāo)志著我國4G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的正式到來。目前幾乎所有的城市均已開通三大運(yùn)營商的手機(jī)4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。也就 是說，如今的手機(jī)已經(jīng)可以享受到包括2G、3G和最新的4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)了。那么2G、3G、 4G網(wǎng)絡(luò)有什么區(qū)別？這是很多用戶疑惑的一個(gè)問題，下面簡單介紹一下三者的基本概念。1基本概念G指的是Generation，是“代”的意思，所以2G就是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的意思，3G、 4G分別指第三、四代移動(dòng)通信系統(tǒng)。2G：相對(duì)于前一代直接以模擬信號(hào)的方式進(jìn)行語音傳輸，2G移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)語音 系以數(shù)字化方式傳輸，除具有通話

2、功能外，某些系統(tǒng)并引入了簡訊（SMS，Short message service）功能，即我們通常所說的短信功能。在某些2G系統(tǒng)中也支持資料傳輸與傳真，但 因?yàn)樗俣染徛?，只適合傳輸量低的電子郵件、軟件等信息。3G：規(guī)范名稱為IMT-2000,是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服 務(wù)能夠同時(shí)發(fā)送聲音（通話）及信息（電子郵件、即時(shí)通信等）。3G的代表特征是提供高 速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百kbps以上。4G：是3G技術(shù)的延伸，與3G相比較為明顯優(yōu)勢(shì)為傳輸速度的大幅提升，可以從 圖1形象看到兩代技術(shù)之間速度的差別。按照ITU的定義，靜態(tài)傳輸速率達(dá)到1Gbps，用 戶在高速移動(dòng)狀態(tài)下可以達(dá)到

3、100Mbps； 4G有更高的數(shù)據(jù)吞吐量、更低時(shí)延、更低的建設(shè) 和運(yùn)行維護(hù)成本、更高的鑒權(quán)能力和安全能力、支持多種QoS等級(jí)；并且4G能為用戶提 供更快的速度并滿足用戶更多的需求。圖1 3G、4G速度對(duì)比在此，以國內(nèi)三大運(yùn)營商所采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同簡述一下2G、3G、4G之間的區(qū)別。2網(wǎng)絡(luò)制式（類型）的區(qū)別表1中列出了不同運(yùn)營商采用網(wǎng)絡(luò)制式之間的差別:表1 2/3/4G網(wǎng)絡(luò)制式的區(qū)別運(yùn)營商2G3G4G中國移動(dòng)GSMTD-SCDMATD-LTE中國聯(lián)通GSMW-CDMALTE-FDD中國電信CDMA 1xCDMA-2000LTE-FDDGSM：即全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)(Global System for

4、 Mobile Communications)。圖 2 GSM log是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。全球超過200個(gè)國家和地區(qū)超過10億人正在使用 GSM電話。GSM標(biāo)準(zhǔn)的廣泛使用使得在移動(dòng)電話運(yùn)營商之間簽署“漫游協(xié)定”后用戶的 國際漫游變得很平常。GSM較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是他的信令和語音信道都是數(shù)字 的，因此GSM被看作是第二代（2G）移動(dòng)電話系統(tǒng)。GSM標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前由3GPP組織負(fù)責(zé)制 定和維護(hù)。圖3 GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，GSM的主要優(yōu)勢(shì)在于提供更高的數(shù)字語音質(zhì)量和替代調(diào)用的低成本 的新選擇（比如短信）。從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商角度看來，其優(yōu)勢(shì)是能夠部署來自不同廠商的設(shè)備， 因?yàn)镚S

5、M作為開放標(biāo)準(zhǔn)提供了更容易的互操作性。而且，標(biāo)準(zhǔn)就允許網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供漫游 服務(wù)，用戶就可以在全球使用他們的移動(dòng)電話了。CDMA 1x：即碼分多址（Code Division Multiple Access），是一種多址接入的無線通 信技術(shù)。CDMA最早用于軍用通信，但時(shí)至今日，已廣泛應(yīng)用到全球不同的民用通信中。 在CDMA移動(dòng)通信中，將話音頻號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，給每組數(shù)據(jù)話音分組增加一個(gè)地址， 進(jìn)行擾碼處理，并且將它發(fā)射到空中。CDMA最大的優(yōu)點(diǎn)就是相同的帶寬下可以容納更多 的呼叫，而且它還可以隨話音傳送數(shù)據(jù)信息。TD-SCDMA:即時(shí)分-同步碼分多址(Time Division-Synchro

6、nous Code Division Multiple Access)，為中國大陸提出的3G標(biāo)準(zhǔn)。1998年6月29日，中國大陸地區(qū)原郵電 部電信科學(xué)技術(shù)研究院(現(xiàn)大唐電信科技股份有限公司)以信威通信的SCDMA技術(shù)為基 礎(chǔ)，向ITU提出了該標(biāo)準(zhǔn)，并且順利通過成為IMT2000 3G系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在3GPP R99 之后的版本，TD-SCDMA實(shí)現(xiàn)了與原西門子所研究的TD-CDMA的高層融合，結(jié)合SCDMA 的智能天線、上行同步、和軟件無線電(SDR, Software Defined Radio)等技術(shù)，成功克 服了 TD-CDMA技術(shù)不能用于宏蜂窩組網(wǎng)的缺陷，原因是通過GPS同步和特殊時(shí)

7、隙，實(shí)現(xiàn) 了全網(wǎng)同步解決了切換的問題，雖較TD-CDMA系統(tǒng)的特殊時(shí)隙配置固定化，卻獲得了宏 網(wǎng)組網(wǎng)能力。TD-SCDMA在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方 面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前國內(nèi)僅中國移動(dòng)將其采納為3G網(wǎng)絡(luò)的制式。W-CDMA：即寬頻碼分多址 Wideband Code Division Multiple Access)，是一種 3G 蜂 窩網(wǎng)絡(luò)空中接口，使用的部分協(xié)議與2G GSM標(biāo)準(zhǔn)一致，與CDMA類似，兩者都是基于碼 分多址技術(shù)。具體一點(diǎn)來說，W-CDMA是一種利用碼分多址復(fù)用(或者CDMA通用復(fù)用技 術(shù)，不是指CDMA標(biāo)準(zhǔn))方法的寬帶擴(kuò)頻3G移動(dòng)通信空中接口。C

8、DMA-2000：是一個(gè)3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的 無線電接口，也是2G CDMAOne標(biāo)準(zhǔn)的延伸，不需要新的頻段分配，可以穩(wěn)定運(yùn)行在現(xiàn)有 PCS頻段。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000O CDMA2000與另一個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA不兼容。CDMA圖4 CDMA升級(jí)路徑之間的關(guān)系由于超行動(dòng)寬帶(UMB)的研發(fā)被取消，CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)延伸演進(jìn)的4G標(biāo)準(zhǔn)是LTE。 CDMA2000是美國通訊行業(yè)協(xié)會(huì)(TIA-USA)的注冊(cè)商標(biāo)，并不是一個(gè)像CDMA 一樣的通 用術(shù)語。TIA也注冊(cè)了他們的2G CDMAOne標(biāo)準(zhǔn)(AKA IS-95)對(duì)應(yīng)CDMA1X。CDMA

9、2000是TIA標(biāo)準(zhǔn)組織用于指代第三代CDMA的名稱。適用于3G CDMA的TIA 規(guī)范為IS-2000,該技術(shù)本身被稱為CDMA2000。LTE-TDD：分時(shí)長期演進(jìn)(Long Term Evolution, Time-Division Duplex)是基于 3GPP 長期演進(jìn)技術(shù)(LTE)的一種通訊技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，屬于LTE的一個(gè)分支。該技術(shù)由上海貝爾、 諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術(shù)、中興通訊、中國移動(dòng)、高通、ST-Ericsson等業(yè) 者共同開發(fā)。TD-LTE是LTE-TDD的商業(yè)名稱，它是由中國移動(dòng)等主導(dǎo)創(chuàng)立TD-LTE全球發(fā)展倡議 組織(GTI, Global TD-LTE In

10、itiative)推動(dòng)支持LTE-TDD標(biāo)準(zhǔn)化與商業(yè)化的項(xiàng)目。TDD即指時(shí)分雙工(Time-division duplex)，LTE更加普遍使用的是FDD即頻分雙工 (Frequency-division duplex)。值得注意的是，中國媒體普遍將TD-LTE宣傳為中國國產(chǎn)標(biāo) 準(zhǔn)，事實(shí)上其技術(shù)屬于LTE。正因?yàn)槎际荓TE的分支，LTE-TDD與LTE-FDD標(biāo)準(zhǔn)的重合 度很高，差別不大，也各有優(yōu)缺點(diǎn)。兩者分別跟3G的WCDMA和TD-SCDMA的繼承性不 大，LTE-FDD跟WCDMA的繼承性甚至更小。中國政府和企業(yè)是TD-LTE的主要推動(dòng)者。 LTE-TDD技術(shù)主要吸引了三類運(yùn)營商，分別是

11、：PHS運(yùn)營商、WiMAX運(yùn)營商、以及大量 持有持零散頻譜的非對(duì)稱頻段的小規(guī)模運(yùn)營商。LTE和其衍生的LTE-TDD在商業(yè)上一般被宣傳為4G (第四代流動(dòng)通訊技術(shù))，不過 3GPP家族中唯一受國際電信聯(lián)盟認(rèn)可的4G為LTE的升級(jí)版即LTE-Advanced (另一 4G 標(biāo)準(zhǔn)是IEEE家族的WirelessMAN-Advanced)。相應(yīng)的，LTE-TDD的升級(jí)版叫做LTE-TDD Advanced。FDD-LTE：分頻長期演進(jìn)(Frequency-Division Duplex，Long Term Evolution)是基 于正交頻分多址 Orthogonal Frequency Divis

12、ion Multiple Access(OFDMA)技術(shù)、由 3GPP 組織制定的全球通用標(biāo)準(zhǔn)，包括FDD和TDD兩種模式用于成對(duì)頻譜和非成對(duì)頻譜。LTE 標(biāo)準(zhǔn)中的FDD和TD兩個(gè)模式間只存在較小的差異，相似度達(dá)90%。FDD (頻分雙工)是該技術(shù)支持的兩種雙工模式之一，應(yīng)用FDD (頻分雙工)式的LTE 即為FDD-LTEo作為LTE的需求，TD系統(tǒng)的演進(jìn)與FDD系統(tǒng)的演進(jìn)是同步進(jìn)行的。絕大 多數(shù)企業(yè)對(duì)LTE標(biāo)準(zhǔn)的貢獻(xiàn)可等同用于FDD和TD模式。由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個(gè)廠家的利益等因素，F(xiàn)DD-LTE的標(biāo)準(zhǔn) 化與產(chǎn)都領(lǐng)先于TD-LTEo FDD-LTE已成為當(dāng)前世界上采用的

13、國家及地區(qū)最廣泛的，終端 種類最豐富的一種4G標(biāo)準(zhǔn)。3選用頻段的區(qū)別表2三大運(yùn)營商頻段分配表運(yùn)營商2G3G4G中國移動(dòng)制式頻段（MHz）制式頻段（MHz）制式頻段（MHz）GSM900上行890909TD-SCDMA1880190020102025TD-LTE1880-19002320-23702575-2635下行935954GSM1800上行17101725下行18201825中國聯(lián)通GSM900上行909915W-CDMA上行19401955TD-LTE2300232025552575下行954960GSM1800上行17451755下行21302145LTE-FDD上行18501860

14、上行18401850下行17551765中國電信CDMA800上行825840CDMA2000上行19201935TD-LTE2370239026352655下行870885下行21102125LTE-FDD上行18601875下行176517804不同網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率表3不同網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率對(duì)比速率2G3G4GGSMCDMA 1xTD-SCDMAW-CDMACDMA2000TD-LTELTE-FDD上行118kbps153kbps5.76Mbps2.2Mbps1.8Mbps50Mbps40Mbps下行384kbps153kbps14.4Mbps2.8Mbps3.1Mbps100Mbps150Mb

15、ps從上表可以看出,4G下行最大的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到150Mbit/s,這個(gè)速率是目前GSM 移動(dòng)電話下行數(shù)據(jù)傳輸速率的400倍，也是3G移動(dòng)電話速率的50倍，4G網(wǎng)絡(luò)將為移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間4GJS什么？疽四代移幼通值及拜技術(shù)CDMA2W0BSH蝴皿 lOONbg TD LTE FDD LTE圖4不同網(wǎng)絡(luò)速度對(duì)比另外可以通過一個(gè)例子來形象地對(duì)比2G、3G、4G之間速率的差別。2G.txt3G.jpg4G.mp4圖5不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)比從上圖可以看出，在2G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，我們的手機(jī)只能在線瀏覽小說，文檔等純文本的東 西，而到了 3G時(shí)代，我們不僅可以通過手機(jī)看小說，發(fā)郵件，還可

16、以看更加豐富的圖片內(nèi) 容，極大地豐富了人們的生活，作為手機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛躍性跨越的一步，4G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，在手機(jī) 端就可以同步收看電視劇，電影等視頻資源。5不同網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成eNodeB圖6 2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成從上圖可以看出，4G網(wǎng)絡(luò)相對(duì)2G、3G網(wǎng)絡(luò)所需的設(shè)備更少，其中在4G中將無線網(wǎng) 絡(luò)控制器（RNC）整合進(jìn)eNodeB中。4G中采用了扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 從而在實(shí)際設(shè)備需求上相對(duì)前兩代更少，可以有效減少設(shè)備之間的傳輸時(shí)延，提高系統(tǒng)的實(shí) 時(shí)性，而且在設(shè)備維護(hù)上更加方便。又由于4G網(wǎng)絡(luò)所需設(shè)備的減少，可以盡可能地減少網(wǎng) 絡(luò)部署的費(fèi)用。由于3G網(wǎng)絡(luò)中3個(gè)網(wǎng)絡(luò)制式中CDMA2000與W-

17、CDMA是不兼容的，導(dǎo)致兩種網(wǎng)絡(luò) 之間不能實(shí)現(xiàn)互操作，而4G網(wǎng)絡(luò)中雖有TD-LTE和LTE-FDD兩種制式，但兩者之間90% 是相似的，并且兩種網(wǎng)絡(luò)之間的接口都為標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口，可以實(shí)現(xiàn)不用設(shè)備廠商之間的 互聯(lián)互通，系統(tǒng)維護(hù)、管理和配置都會(huì)盡可能的簡便。此外，4G在系統(tǒng)容量，性能指標(biāo)，傳輸時(shí)延等方面提出了更好的要求，對(duì)相關(guān)方面進(jìn) 行了重新設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)的整體性能。并且，4G網(wǎng)絡(luò)作為長期演進(jìn)型系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行 著不斷的優(yōu)化、更新?lián)Q代，使網(wǎng)絡(luò)具備更多更優(yōu)的應(yīng)用場(chǎng)景，如目前正在推進(jìn)的VoLTE功 能匕。6不同網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)存在著較大的差別，但三者之間存在著一定的聯(lián)系，在升級(jí)換代上， 三大運(yùn)營商的演進(jìn)路線如下： TOC o 1-5 h z ； -r1_1中國移動(dòng) GSM TD-SCDMAH TD-LTE IIIIIII中國聯(lián)通 IGSM % W-CDMA % LTE-FDD |中