رای به سایت :
767
محبوب
ناحیه مقاومت بسیج ولی عصر (عج)
شنبه 28 مهر 1397 -
نسل چهارم موبایل ((LTE  4G
نسل چهارم موبایل ((LTE 4G

تحقیق دانشجوی بسیجی در باره LTE4G
calendar
تاریخ : 1394/03/18 - 11:59
3
محبوب  
رای به خبر :

 

دانشگاه علمی کاربردی رهیافت فناوری واحد 10

موضوع:LTE  4G

رشته تحصیلی:  مهندسی شبکه های کامپیوتری

استاد راهنما: مهندس مهران علمداری

نام و نام خانوادکی دانشجو : یوسف سلطانی

سال تحصیلی :1394

 

چکیده

Ø     مهمترین مزیت این شبکه نسبت به نسل قبل سرعتی بالغ بر 200 کیلوبیت بر ثانیه به هنگام برقراری ارتباط همزمان صدا و دیتا ( داده ) و چند مگابیت بر ثانیه به هنگام برقراری ارتباطات صدا است.

Ø     اولین مزیت شبکه های 4G نرخ داده یا data rate با سرعت بسیار می باشد. در ارتباطات موبایلی در حال حرکت، شبکه نسل چهارم با سرعتی بالغ بر 100 مگابیت بر ثانیه فعالیت دارد.

Ø     بسیاری از کارشناسان از این شبکه به عنوان جدیدترین فناوری موبایلی یاد می کنند.

Ø     نسل چهارم، کیفیت متمایزی از خدمات دیتا را در اختیار کاربران قرار می دهد بطوری که در این شبکه سرعت دانلود بین 10 تا 40 مگابیت بر ثانیه، سرعت آپلود یک تا 15 مگابیت بر ثانیه و مدت زمان پاسخگویی 50 تا 150 میلی ثانیه است و دامنه کاربرد گسترده تری را در اختیار کاربران قرار می دهد که از جمله آنها حوزه های آموزش، حمل و نقل، خدمات مبتنی بر مکان، سرگرمی و سلامت هستند.

Ø     درحال حاضر 331 شبکه LTE در 112 کشور جهان و 603 شبکه نسل سوم در 216 کشور جهان به صورت تجاری راه اندازی شده است.

Ø     4G بیشتر برای کسانی که موبایل‌های هوشمند، تبلت و لپ‌تاپ دارند مناسب است. کسانی که اغلب وقتی که خارج از محدوده پوشش وای-فای هستند، نیازمند سرعت بالا برای مرور وب،‌ استفاده از اپلیکیشن‌ها و کار با ایمیل می‌باشند. مثلاً وقتی در تاکسی هستید، 4G می‌تواند سرعتی یکسان یا حتی بالاتر نسبت به وای-فای منزل یا دفتر کار به شما بدهد. در هتل‌ها و فرودگاه‌ها نیز 4G اغلب سریع‌تر از وای-فای همگانی مستقر در این مکان‌ها است.

 

مقدمه

        از بین تمام اصطلاحات گیج‌کننده‌ای که این روزها در بازار مصرف شنیده می‌شود، احتمالاً گنگ‌ترین مورد، 4Gاست که برای توصیف یک نسل جدید و بسیار پرسرعت تبادل اطلاعات موبایل (cellular data) با استفاده از تلفن‌های هوشمند،‌ تبلت‌ها و سایر دستگاه‌ها به کار می‌رود.

        4G چهارمین و جدیدترین نسل از تکنولوژی‌های مخابراتی برای ارسال و دریافت اطلاعات از طریق شبکه‌های موبایل است. سریع‌تر از نسل قبلی است و به شبکه‌ها ظرفیتی بالاتر از نسل 3G (نسلی که هم اکنون بر روی اکثر تلفن‌های همراه اروپا و آمریکا مورد استفاده است) را می‌دهد. تعریف فنی 4G توسط یکی از آژانس‌های اروپایی سازمان ملل متحد ارائه شده. تعریف بازاریابی آن هم هست، که البته خیلی سست ولی برای اکثر مردم مناسب است. 

       4G بیشتر برای کسانی که موبایل‌های هوشمند، تبلت و لپ‌تاپ دارند مناسب است. کسانی که اغلب وقتی که خارج از محدوده پوشش وای-فای هستند، نیازمند سرعت بالا برای مرور وب،‌ استفاده از اپلیکیشن‌ها و کار با ایمیل می‌باشند. مثلاً وقتی در تاکسی هستید، 4G می‌تواند سرعتی یکسان یا حتی بالاتر نسبت به وای-فای منزل یا دفتر کار به شما بدهد. در هتل‌ها و فرودگاه‌ها نیز 4G اغلب سریع‌تر از وای-فای همگانی مستقر در این مکان‌ها است.

 

 

نسل چهارم موبایل

((LTE  4G

     

بررسی نسل سوم موبایل نسبت به نسل جدید:

نسل سوم تلفن همراه

v    همگام با این روند، متخصصان با تشکیل گروه کاری تدوین استاندارد نسل سوم (3GPP ) در سال 1998، کار استانداردسازی سیستمی جامع برای مخابرات سیار را آغاز کردند. این سیستم که نسل سوم سیستم‌های مخابرات سیار نام گرفته است، می‌تواند سرویس‌های چندرسانه‌ای (صدا، دیتا و تصویر) را با سرعت مناسب در اختیار مشترکان قرار دهد.

v     استانداردهای آن نیز تحت عناوین Release4،Release5 و Release99 منتشر گردیده است.

v     سیستم نسل سوم در اتحادیه جهانی مخابرات (ITU ) به نام IMT- 2000 شناخته می‌شود که شامل دو سیستم مطرح اروپایی (UMTS ) و آمریکایی (CDMA2000) است.

v    با توجه به نرخ بسیار سریع‌تر «بیت» این فناوری، «جی3» به اپراتورها و طراحان نرم‌افزار امکان می‌دهد تا به عرضه و تولید کاربردهایی با ارزش افزوده بالا و طول باند فشرده بپردازند. نتیجه این دستاورد، دسترسی به دستگاه‌های موبایل با باند وسیع در هر نقطه یا حوزه تحت پوشش شبکه است. بدین نحو، شما نه تنها در اداره خود یا در محوطه دانشگاه به اینترنت یا پست‌‌الکترونیکی دسترسی خواهید داشت، بلکه می‌توانید در همه مناطق کشور بدون هیچ وقفه‌ای از این امکانات برخوردار شوید. این کار در بحرین میسر است، چون سراسر این کشور از فناوری «جی3» بهره‌مند است .

 مشخصات مهم نسل سوم تلفن‌های همراه 

Ø      فن آوری نسل سوم، قابلیت استفاده از انتقال داده‌ها با سرعت 144 کیلو بیت در ثانیه را هنگام جابجایی سرعت بالا (برای مثال در وسایل نقلیه)، 384 کیلو بیت در ثانیه به صورت متحرک (برای مثال در شهرک دانشگاهی)، و 2 مگابیت در ثانیه برای حالت ایستاده و ساکن (برای مثال در داخل یک ساختمان)، را فراهم کرده‌است. برای مثال دانلود یک فایل یک مگابایتی با استفاده از یک مودم، 3 دقیقه، با گوشی‏های نسل 2٫5، 5-15 دقیقه و برای گوشی‏های نسل۳، بسته به موقعیت 4 تا ۲۱ ثانیه به طول می‏انجامد.

Ø      سرویس‌های چندرسانه‌ای را به صورت همزمان در اختیار مشترک قرار می‌دهد.

Ø      باندهای فرکانسی درنظر گرفته شده برای نسل سوم تلفن‌های همراه به صورت زیر است:
1900تا 1980مگاهرتز، 2110 تا 2170 مگاهرتز، 1710 تا 1885 مگاهرتز، 806 تا 960 مگاهرتز و 2500 تا 2630 مگاهرتز. 

Ø      معماری ساختار شبکه  UMTS

 


کاربرد های نسل سوم تلفن های همراه

Ø     انتقال صدا

Ø     انتقال پیام

Ø     تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس

Ø     دسترسی کامل به اینترنت و انتقال داده با نرخ بالا

Ø      پخش برنامه های تلویزیونی از طریق گوشی های موبایل

Ø       

مشکلات نسل سوم تلفن های همراه

Ø     قیمت بالای سرویس هاس نسل سوم و گوشی های پشتیبـانی کننده از این سـرویس ها

Ø      عدم نیاز مشتـرکین به این سرویس می باشد

 فناوری 4G یا نسل چهارم شبکه های تلفن همراه ( Fourth Generation Networks )
    اولین مزیت شبکه های 4G نرخ داده یا data rate با سرعت بسیار می باشد. در ارتباطات موبایلی در حال حرکت، شبکه نسل چهارم با سرعتی بالغ بر 100 مگابیت بر ثانیه فعالیت دارد
بسیاری از کارشناسان از این شبکه به عنوان جدیدترین فناوری موبایلی یاد می کنند. شبکه های4G

می توانند تمامی ارتباطات اینترنتی را با سرعت خیلی زیادی برای گوشی های هوشمند ، تبلت ها و سایر فناوری های هوشمند متحرک فراهم سازند. درحال حاضر بیشترین کابران شبکه 4G در آمریکا و اروپا هستند.
شهرهای تحت پوشش این فناوری درایران 
   براساس اطلاعات ارائه شده روابط عمومی اپراتور دوم شهر ارومیه، بابل، تبریز، تهران، قزوین، قم، کرج، مشهد مقدس و همدان با 50 درصد پوشش جمعیتی تحت پوشش شبکه نسل چهارم تلفن همراه اپراتور دورم قرار گرفتند
روند تکامل فناوری نسل 4 
    در سال 2004 شرکت NTT DOCOMO ژاپن، LTE را به عنوان یک استاندارد بین المللی در حوزه ارتباطات رادیویی پیشنهاد داد و در سال 2007 شرکت اریکسون سوئد و شرکت NTT DOCOMO ژاپن، به ترتیب سرعت های 144 مگابیت بر ثانیه و 200 مگابیت بر ثانیه با استفاده از LTE را مورد آزمایش قرار دادند.
در سال 2008 بخش ارتباطات رادیویی اتحادیه بین المللی مخابرات ITU، ملزومات استاندارد سیستم های نسل4 را تعریف کرد و در سال 2009 شرکت های نوکیا زیمنس و LG با مشارکت یکدیگر اولین تست کامل عملکرد LTE را با موفقیت انجام دادند.
به گفته وی، نخستین شبکه LTE در دسترس عموم در جهان، در سال 2009 توسط Teliasonera به عنوان اپراتور پیشرو در شهرهای استکهلم و اسلو راه اندازی شد و نخستین سرویس GPRS نیز به صورت تجاری، پیش از این در سال 2000 توسط همین اپراتور ارایه شده بود.
در سال 2010 خدمات LTE توسط Verizon Wireless برای اولین بار در 38 شهر آمریکا و با سرعت دانلود 5 تا 12 مگابیت برثانیه، در سال 2011، اولین شبکه LTE در کره جنوبی توسط LG U+ و SK Telecom در شهر سئول، در سال 2012 اولین شبکه LTE در خاورمیانه توسط Etisalat در امارات متحده عربی، در سال 2013، اولین شبکه نسل چهارم (LTE)در فرانسه توسط Orange و در سال2014 اولین شبکه نسل چهارم (LTE) در ایران توسط اپراتوردوم راه اندازی شدند.
LTE
نسل چهارم فناوری شبکه های موبایل است. برخی از مهم ترین مزایای این فناوری شامل موارد ذیل است :
پهنای باند بیشتر که امکان انتقال فابل های حجیم تر و پرمحتواتر را در مدت زمان کمتری میسر می سازد، بهبود مدت زمان پاسخگویی شبکه که اجازه ارتباطات در لحظه را می دهد و بهبود عملکرد شبکه که امکان برقراری و حفظ ارتباط در حین حرکت سریع را فراهم می سازد.
نسل چهارم، کیفیت متمایزی از خدمات دیتا را در اختیار کاربران قرار می دهد بطوریکه در این شبکه سرعت دانلود بین 10 تا 40 مگابیت بر ثانیه، سرعت آپلود یک تا 15 مگابیت بر ثانیه و مدت زمان پاسخگویی 50 تا 150 میلی ثانیه است و دامنه کاربرد گسترده تری را در اختیار کاربران قرار می دهد که از جمله آنها حوزه های آموزش، حمل و نقل، خدمات مبتنی بر مکان، سرگرمی و سلامت هستند.
درحال حاضر 331 شبکه LTE در 112 کشور جهان و 603 شبکه نسل سوم در 216 کشور جهان به صورت تجاری راه اندازی شده است.

روند جهانی دیتای همراه در جهان
در سال 2018 میزان ترافیک ماهانه دیتای همراه 15 اگزابایت برآورد شده است که از سال 2013 تا2018 افزایش 11 برابری ترافیک پیش بینی شده است.
تعداد وسایل الکترونیکی که تا سال 2018 با استفاده از فناوری های همراه با یکدیگر در ارتباطات هستند شامل دستگاه های متصل به هم یا M2M به 10 میلیارد دستگاه می رسد و رشد تجمعی مصرف دیتای همراه در منطقه خاورمیانه و آفریقا تا سال 2018، 70 درصد افزایش خواهد یافت.

 ملزومات توسعه پهن باند
طبق این گزارش با توجه به تغییرات رفتاری کاربران و تقاضای روزافزون برای استفاده از خدمات مبتنی بر داده، نیاز به سرعت و کیفیت بیشتر در انتقال داده ها، نیاز به دسترسی دائمی به خدمات دیتا، از رده خارج شدن فناوری های نسل دوم و وایمکس و توقف تولید تجهیزات و ارایه پشتیبانی از سوی تامین کنندگان تجهیزات و رشد، توسعه شبکه ملی اطلاعات و تکامل فناوری های پهن باند همراه (نسل 3 و 4) به عنوان راهکار پایدار دسترسی یکپارچه به خدمات دیتا از ملزومات توسعه اینترنت پهن باند است.
سرعت انتقال داده در نسل چهارم اینترنت پهن باند درحال حاضر به طور متوسط 15 برابر نسل قبلی است .

 

 

سایر گونه‌های 4G چه هستند؟

Sprint از یک تکنولوژی به نام WiMax استفاده می‌کند. T-Mobile و AT&T از تکنولوژی HSPA+ که ورژنی از 3G با سرعت بالاتر از ورژن‌های قبلی است، استفاده می‌کنند و آن را به عنوان 4G جا زده‌اند که بسیاری از کارشناسان فنی از آن با نام «4G تقلبی» یاد می‌کنند. شبکه‌ Sprint در سال جاری به LTE تغییر خواهد یافت و T-Mobile نیز در سال 2013 به این جرگه خواهد پیوست.

سرعت 4G چقدر است؟

ادعاها و البته تست‌های عملکرد، بستگی به نوع دستگاه، موقعیت مکانی، و زمان دارند. در بسیاری از تست‌ها، تلفن‌های 4G، تبلت‌ها، و مودم‌های لپ‌تاپ‌ها، به طور کلی سرعتی از 3 تا 20 برابر سرعت دانلود دستگاه‌های 3G را رقم زده‌اند. LTE پادشاه سرعت در بین تکنولوژی‌های 4G است. دستگاه‌های LTE که تست شده اند، به طور میانگین سرعت‌ دانلودی بین 10 تا 20 مگابیت بر ثانیه را داشته‌اند، که به کرات به بالای 30 مگابیت بر ثانیه هم رسیده است. سایر گونه‌های 4G عموماً سرعت‌های دانلودی زیر 10 مگابیت بر ثانیه را در تست‌ها رقم زده‌اند.‌ ولی تمام آنها از 3G بهتر بوده‌اند. سرعت دانلود با استفاده از 3G، در تست‌ها بر روی تمام شبکه‌ها و تعداد زیادی از دستگاه‌ها، به طور میانگین زیر 2 مگابیت بر ثانیه بوده است.

سرعت LTE در قیاس با سرعت سرویس‌های کابلی اینترنت خانگی چطور است؟

با وجود اینکه LTE یک تکنولوژی بی‌سیم است، ولی در بیشتر موارد، از اکثر سرویس‌های کابلی اینترنت خانگی در امریکا سریع‌تر است. بر اساس آمار Akamai که یک شرکت بزرگ ارائه‌کننده اینترنت است، میانگین سرعت پهنای باند در امریکا در فصل سوم سال 2011 نزدیک به 6.1 مگابیت بر ثانیه بوده است.

LTE  در قیاس با WI-FI چطور عمل می‌کند؟

وای-فای گونه ای از اینترنت بی‌سیم وابسته به یک سرویس اینترنت کابلی است. بنابراین اگر میانگین سرعت اینترنت کابلی امریکا معادل 6.1 مگابیت بر ثانیه باشد، وای-فای هم در همین حدود خواهد بود. ولی در مکان‌های عمومی، وای-فای اشتراکی اغلب بسیار کندتر از LTE است. در تست‌هایی که در فرودگاه دالز (Dulles) در نزدیکی واشینگتون، و همین‌طور در هتلی خارج از بوستون با استفاده از iPad جدید انجام شده، سرعت وای-فای اشتراکی زیر 1 مگابیت بر ثانیه بوده. ولی در هر دو محل، با iPad جدید و با استفاده از LTE شبکه Verizon، به سرعت میانگین 32 مگابیت بر ثانیه دست یافته اند.

آیا هر چه استفاده عمومی مردم از LTE بالاتر برود، سرعت‌های دانلود و آپلود پایین‌تر خواهد آمد؟

احتمالاً چنین خواهد بود. ولی سخت است که بخواهیم بگوییم تا چه میزان. چرا که تکنولوژی LTE علاوه بر سرعت بیشتر، ظرفیت بیشتری را هم برای شبکه فراهم می‌کند. Verizon معتقد است که چیزی کمتر از 10 درصدِ مشترکینش از LTE استفاده خواهند کرد.

هزینه استفاده از LTE چقدر است؟

قیمت‌ها بر اساس دستگاه مورد استفاده و شرکت طرف قرارداد فرق می‌کند. Verizon و AT&T از قیمت‌گذاری پلکانی استفاده می‌کنند، که بر اساس آن شما برای استفاده از حجم‌های بالاتر و بالاتر، باید به طور تصاعدی مبالغ بیشتری را هم بپردازید. اما با وجود اینکه در LTE مردم دیتای بیشتری مصرف خواهند کرد و در نتیجه به بسته‌های حجمی بزرگتری نیاز خواهند داشت، کمپانی‌ها تا کنون قیمت‌ها را برای LTE افزایش نداده‌اند. به عنوان مثال: اگر iPad جدید را تحت شبکه Verizon خریداری کنید، قیمت‌های LTE از 20 دلار در ماه برای 1 گیگابایت دیتا، تا 80 دلار در ماه برای 10 گیگابایت تعیین شده است.

اگر یک تلفن یا تبلت مجهز به LTE داشته باشم، در قیاس با 3G، با این سرعت بالاتر، حجم دیتای بیشتری را مصرف خواهم کرد؟

به احتمال زیاد چنین خواهد بود. در مقایسه با 3G، دریافت مقدار مشخصی از اطلاعات با همان کیفیت سابق ولی با استفاده از LTE، حجم بیشتری از پهنای باند را مصرف نخواهد کرد. ولی از آنجایی که LTE بسیار سریع‌تر است، ممکن است کاربران به دانلود یا مبادله حجم بیشتری از اطلاعات و محتوا (مثلاً ویدیو) بپردازند. و ممکن است ویدیوهای با کیفیت‌تری را برای تماشا انتخاب کنند که در نتیجه حجم بیشتری از دیتا را مصرف خواهند کرد. در عین حال، برخی از اپلیکیشن‌ها و سایت‌ها هم با استفاده از سرعت بالاتر LTE، فایل‌های بزرگتر و محتواهای باکیفیت‌تری را به خصوص در قالب ویدیو ارائه خواهند کرد.

تأثیر LTE بر روی مکالمات تلفنی چگونه است؟

هیچ تأثیری نخواهد داشت. تا اینجا که تأثیر LTE محدود به دیتا بوده است. مکالمات صوتی، توسط شبکه‌های موازی دیگری پشتیبانی می‌شوند. ولی کمپانی‌های مخابراتی امیدوارند که بشود ترافیک مکالمات را نیز به LTE منتقل کرد.

 

بزرگترین شبکه 4G ایالات متحده در اختیار کدام شرکت است؟

حتی اگر تمام تعابیر و گونه‌های 4G را هم در نظر بگیریم، گفتن این مطلب سخت است. شرکت‌ها اندازه‌‌ شبکه تحت پوشش خود را به طرق مختلف تخمین می‌زنند، گاهی بر اساس تعداد افرادی که به صورت تئوری تحت پوشش هستند، و گاهی بر اساس تعداد شهرها و بازارها، که اینها می‌تواند برداشت‌های مختلفی را به دست دهد. Verizon بزرگترین شبکه LTE را در اختیار دارد. هر دوی AT&T و T-Mobile ادعای داشتن بزرگترین شبکه 4G را می‌کنند، ولی اولی فقط گستره محدودی از پوشش LTE را دارد و دومی اساساً هنوز پوشش LTE ندارد.

 

مزایای نسل چهارم موبایل نسبت به نسل سوم

Ø     سرعت بالا: سیستم‌های ‏G‏4 باید سرعت پیک بیش از ‏ ‏100 مگابیت بر ثانیه را در حالت ساکن، و میانگین ‏20 مگابیت بر ثانیه درحال ‏حرکت

Ø     ظرفیت بالای شبکه: ظرفیت شبکه باید حداقل 10 ‏برابر بیشتر از سیستم‌های ‏G3

Ø     فراگشت سریع و بیسیم بین شبکه‌های مختلف

Ø     ‏پشتیبانی ازچند رسانه‌های نسل جدید

 

 

 

 

 

 

نتیجه گیری

  

نیاز امروزه ایجاب می کند که خدمات ارتباطی به گونه ای باشد که امکان انتقال فایل های حجیم تر و پرمحتواتر در زمان کوتاهتر و بهبود مدت زمان پاسخگویی شبکه که اجازه ارتباطات در لحظه را می دهد و بهبود عملکرد شبکه که امکان برقراری و حفظ ارتباط در حین حرکت سریع را فراهم سازد .

در حال حاضر G4 در زمینه ی ارتباطات پیشتاز و پیشگام است و پاسخ مناسبی برای نیاز بشر محسوب می شود چرا که این فناوری امتیازات برجسته ای نسبت به فناوری های نسل ها ی پیش از خود دارد از جمله مهمترین این امتیازات می توان نرخ داده با سرعت بسیار بالا ، اینترنتی با سرعت خیلی زیاد برای گوشی های هوشمند وتبلت و غیره می باشد .

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان مقاله.......................................................................

چکیده............................................................................

مقدمه..........................................................................

متن اصلی....................................................................

نتیجه گیری..................................................................

فهرست......................................................................

منابع..........................................................................

قدردانی ......................................................................

 

 

 

 

 

 

 

  منابع

http://irna.ir/fa/News/81414021

http://viona.rzb.ir/post/25

ایسنا

http://81.28.32.54/learning/6611

http://tabanmehr.blogfa.com/post/132/4G

http://fa.wikipedia.org/wiki

http://www.fardanews.com/fa/news/130367/4g

 

 

 

با تشکر و قدر دانی از زحمات بی دریغ  استاد گرانقدر


انتهای پیام /
کدخبرنگار: 675


tags
                                                   ناحیه ولیعصر        الهی        نسل G4 موبایل        مقاله        دانشگاه علمی کاربردی            




مطالب مرتبط