What is 3G, 4G, LTE and 5G
5G TERMS AND ACRONYMS
何謂eSIM？
所謂eSIM((Embedded-SIM)，即是嵌入式SIM卡。如果採用 eSIM 卡的設備，客戶無須自己插實體卡，只要到門市申請門號及方案後，透過OTA的方式，即可使用。如何下載eSIM？
- 門市完成門號申請及換卡作業後，會於申請書列印QR code供客戶以iPhone掃描下載，建議儘快完成eSIM下載以恢復門號通信。
- eSIM下載過一次後，QR code即失效，無法重複使用。
What Is Multi-IMSI and How Does It Work?
“Multi-IMSI” is an abbreviation for Multiple International Mobile Subscriber Identities.An IMSI is a unique number that lets Mobile Network Operators authenticate their subscribers so they can access the MNO’s network—and any networks the MNO has established roaming agreements with.
An IMSI is a key component of a Subscriber Identity Module (SIM) profile, which is stored on a SIM card.
Each one allows a device to connect to a limited number of networks. When a SIM card holds multiple IMSIs, it enables subscribers to switch carriers as needed and connect to significantly more networks.
Multi-IMSI technology is essential for cellular IoT manufacturers that plan on deploying globally or creating mobile applications.
You want your device to have service wherever your customers use it—not just wherever a particular carrier has coverage or roaming agreements with other MNOs.
Multi-IMSI SIM cards can be configured to automatically select the network with the strongest signal or lowest costs, and it can be preloaded with several subscriber identities, which lets your device switch between carriers and pause or resume contracts as needed.
The International Telecommunication Union (ITU) has standardized IMSI numbers, so it’s easy to identify what country and MNO a given subscriber should be associated with.
Those digits are divided into three sets, each of which communicates a different piece of information:
- The first set of digits is the Mobile Country Code (MCC) It defines the country a subscriber primarily operates within.
- The second set of digits is the Mobile Network Code (MNC) It represents the MNO the subscriber identify is associated with.
- The final set of digits is the Mobile Subscription Identification Number It is unique to the subscriber. (This is typically nine or ten digits.)
This is always either two or three digits.
This is between one and three digits.
- Mobile Country Code 310. United States
- Mobile Network Code 005. Verizon
- Mobile Subscription Identification Number 987654321.
3G, 4G, LTE
Reference:- http://www.ianswerguy.com/what-is-3g-4g-lte/
- https://mybroadband.co.za/news/broadband/153001-what-the-difference-is-between-4g-lte-3g-hspa-and-gprs.html
- https://www.rcrwireless.com/20140509/hetnet-news/hspa-lte
Mobile telecommunications technology
| 1G | Analogue technology, from the 1980s onwards. |
| 2G | Introduced voice, SMS, and data services. GSM/GPRS, CDMAOne, PDC, iDEN, IS-136 or D-AMPS, EDGE. |
| 3G | EDGE Evolution, CDMA2000 1X/EVDO, HSDPA (3.5G), UMTS-HSPA+ (3.75G), and LTE (3.9G). |
| 4G | LTE-Advanced. |
Wireless data standards
| GPRS | 171kbps |
| EDGE | EDGE: 384kbps / EDGE Evolution: 1.3Mbps |
| HSDPA | 13.4Mbps |
| HSPA+ | 21Mbps – 168Mbps |
| LTE | 300Mbps |
| LTE-Advanced | 3Gbps |
3G Network
第一代通訊是指類比訊號手機；第二代通訊是指數位訊號手機，如我們常見的GSM，提供低速率資料服務；2.5G是指在第二代手機上提供中等速率的資料服務，如GPRS，傳輸率一般在幾十至一百多kbps。
3G能將無線通訊與網際網路等多媒體通訊結合的新一代行動通訊系統。能夠處理圖像、音樂、視訊形式，提供網頁瀏覽、電話會議、電子商務資訊服務。無線網路必須能夠支援不同的資料傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支援至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。由於採用了更高的頻帶和更先進的無線（空中介面）接入技術，3G標準的行動通訊網路通訊品質較2G、2.5G網路有了很大提高，比如軟切換技術使得旅途中高速運動的移動用戶在駛出一個無線小區並進入另一個無線小區時不再出現掉話現象。而更高的頻帶範圍和 用戶分級規則使得單位區域內的網路容量大大提高，同時通話允許量大大增加。
第三代行動通訊技術，簡稱3G（英語：3rd-Generation），規格名稱IMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000），是指支援高速資料傳輸的蜂巢式網路行動電話技術。3G服務能夠同時傳送聲音（通話）及資訊（電子郵件、即時通訊等）。3G的代表特徵是提供高速資料業務，速率一般在幾百kbps以上。
相對於2.5G（GPRS）100kbps左右的速度，3G隨使用環境的不同約有300Kbps-2Mbps左右的水準。
另外有些3G系統服務業者會更新為3.5G系統（如HSDPA），此時可有下載14Mbps、上傳5.8Mbps的速度。
3G規格是由國際電信聯盟（ITU）所制定的IMT-2000規格的最終發展結果。原先制定的3G遠景，是能夠以此規格達到全球通訊系統的標準化。
目前3G存在四種標準：W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX。
What is HSPA?
HSPA (High Speed Packet Access) is within the GSM family of technologies, HSPA builds upon 3G UMTS/WCDMA.
The family of HSPA evolved in order:
- HSDPA (3GPP Release 5)
- HSUPA (3GPP Release 6)
- HSPA Evolved (also known as HSPA+, 3GPP Release 7 and beyond) This extends an operator’s investment in the network before the next step to 3GPP Long Term Evolution (LTE, or 3GPP Release 8 and beyond).
What is LTE?
4G and LTE
The 4G technology is the successor to the 3G technology. Cellular providers are still building out their 4G networks. Theoretically, 4G is much faster than 3G. But before we start comparing 4G speed to 3G speed, it is important to understand there are different versions of 4G.
When talking about 4G, things can get a little confusing. Basically, there is 4G(HSPA) and 4G LTE. Many people consider LTE to be true 4G technology. Generally, if a cellular provider describes a 4G network without mentioning LTE, they are probably talking about a High Speed Packet Access (HSPA) network. The HSPA network is a faster version of the 3G GSM network. While not as fast as an LTE network, it is still faster than a 3G network. Be careful when looking at the network coverage maps on the providers’ websites. Some companies claim to have broad nationwide 4G coverage. They may really be talking about HSPA coverage and not LTE coverage.
In theory, LTE can be up to ten times faster than 3G. In practice, the actual network speed will vary based on network load and signal strength. Even if LTE does not meet its theoretical speed, it is still much faster than 3G. Activities that require large amounts of data, such as streaming movies, work very well on an LTE network. If you plan to perform a lot of data-hungry activities or simply want the best performance when surfing the Internet, you should really plan on buying a smartphone that supports LTE.
5G
5G(5th Generation) system will not be a single technology but rather a combination of integrated RATs [radio access technologies], including evolved versions of LTE and HSPA [high-speed packet access], as well as specialized RATs for specific use cases.
與早期的2G、3G和4G行動網路一樣，5G網路是數位蜂巢式網路，在這種網路中，供應商覆蓋的服務區域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區域。
與現有的手機一樣，當用戶從一個蜂窩移動到另一個蜂窩時，他們的行動裝置將自動「切換」到新蜂窩中的頻道。收發器從公共頻率池分配頻道，這些頻道在地理上分離的蜂窩中可以重複使用。
5G網路的主要優勢在於，資料傳輸速率遠遠高於以前的蜂巢式網路，最高可達10 Gbit/s，比先前的4G LTE蜂巢式網路快100倍。另一個優點是較低的網路延遲（更快的回應時間），低於1毫秒，而4G為30-70毫秒。
以前的蜂巢式網路提供了適用於手機的低資料率網際網路接入，但是一個手機發射塔不能經濟地提供足夠的頻寬作為家用電腦的一般網際網路供應商。
5G網路通過在30至300 GHz的毫米波波段內或附近(極高頻, 是指波長短於超高頻(SHF)的電磁波，波長由1mm到10mm，又稱毫米波。)
以前的蜂巢式網路使用700 MHz和3 GHz之間的微波頻帶中的頻率。(微波, 是指波長介於紅外線和無線電波之間的電磁波。微波的頻率范圍大約在 300MHz至300GHz之間。所對應的波長為1公尺至1mm之間。微波頻率比無線電波頻率高，通常也稱為「超高頻電磁波」
大氣中的氣體會吸收毫米波，且毫米波比微波輻射的範圍小，因此每個分割區可達範圍會有所限制；例如以前的蜂巢式網路的分割區可能橫跨數公里，但5G分割區大約只有一個街區的大小。
電磁波也很難穿過建築物的牆壁，需要多個天線來覆蓋一個蜂窩。毫米波天線比以前的蜂巢式網路中使用的大型天線要小，只有幾英寸長，所以5G蜂窩將被安裝在電話杆和建築物上的許多天線覆蓋，而不是一個基站塔或基地台。
另一種用來提高資料傳輸速率的技術是大規模MIMO技術。
更小、更多的蜂窩使得5G網路基礎設施比以前的蜂巢式網路每平方千米覆蓋更昂貴。部署目前僅限於都市地區，那裡每個手機都有足夠的用戶來提供足夠的投資回報，而且人們對這項技術是否能夠到達偏鄉區域存在疑問。
新的5G無線裝置也具有4G LTE功能，因為新的網路使用4G與蜂窩建立連接，此外在5G無法到達的地方也會使用4G。
5G與4G相比的技術創新如下：
- 5G將採用512-QAM或1024-QAM更高的資料壓縮密度調變/解調變器，目前4G使用256-QAM或64-QAM的調變以壓縮傳輸資料，因此頻譜效率每Mbps/100MHz的利用效率更高提高更多傳輸速率。
- 5G將採用28G Hz毫米波通訊，比如目前4G使用700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等低頻段，雖然電波繞射能力比較高但是在低頻上頻譜資源就卻相當有限，在高頻的毫米波大多是軍用戰鬥機雷達或測速照相等少數裝置，頻譜寬度更高，而且更容易找到連續頻譜，使空白頻譜非常容易取得。
- 波束指向配合多輸入多輸出（Multi-input Multi-output；MIMO）相控陣列天線，MIMO多輸入多輸出利用電磁波的空間多工和路徑不同多天線系統提高傳輸速率，類似在軍用領域的技術將延伸出的商用技術版本。
- 波束自適應和波束成形，能夠提高特定方向的波瓣最佳化傳輸距離
- 新材料將使用GaN氮化鎵或是GaAs砷化鎵材料的RF射頻天線和功率放大器，此材料的RF射頻天線能在更高的頻段有更高的能源效率，裝置會比較省電。
- 為了適應工業物聯網、無人駕駛汽車、商用無人機等新技術的應用，網路延遲時間將降低到1毫秒以下。
根據5G在美國等地的實測結果來看，5G訊號在室內有穿透力與覆蓋率不佳等狀況發生，需要透過Wi-Fi 6予以補強。」
展望2020年5G演進 3GPP R16/R17標準蓄勢待發
對於5G來說，2019年是不平凡的一年。全球各地5G商業應用案例遍地開花，同時3GPP Release 16規範制定也取得巨大進展，該規範將於2020年初定案。
2019年12月上旬，3GPP在實現5G願景的路上樹立了另一個關鍵的里程碑。在西班牙海濱城市錫切斯舉行的季度3GPP RAN全體會議上，長達數月討論就是為了制定下一階段5G標準3GPP Release 17(Rel-17)，最終得出的結論是有一套24個新專案的計畫獲得批准，預計將在2021年下半年完成。
這些新計畫將如預期持續增強5G新無線電(New Radio, NR)技術的基礎，在啟用新服務、部署和頻譜方面進一步擴大5G的範圍。Rel-17的正式工作將在2020年新年後不久開始，其中部分專案概述如下。
行動寬頻技術持續演進
如同之前每個新的3GPP版本的演進，Rel-17將在基礎上強化改善整體網路容量、覆蓋範圍、延遲、裝置功率和行動性。重點領域之一是進一步推進5G新無線電大規模多重輸入輸出技術，以便5G系統可以提供更好的性能和效率(例如提高頻譜效率)。Rel-17將特別關注毫米波頻段的波束管理、多傳輸點操作、更高的行動性和其他改進之處。
另一個專案將研究改善低頻段(FR1)和毫米波頻段(FR2)覆蓋範圍的技術。與覆蓋範圍擴展相關的是接取與回程整合網路(Integrated Access and Backhaul, IAB)的演進，這是朝著更加動態的網狀網路拓撲邁出的第一步。Rel-17還將探討更多機制，以改善裝置的節能效果，以及增強新無線電+LTE和新無線電+新無線電雙重連線組合，包括另設一個獨立的專案以改善動態頻譜共享(DSS)。同時值得一提的是，3GPP將處理多SIM卡議題，這是該標準首次針對此流行趨勢做出回應。為了促成新的使用案例並進一步提高網路效率，除了目前正在完成的基於LTE的5G地面廣播(Terrestrial Broadcast)，Rel-17也將導入用於公共安全和場館廣播的群播功能。
此外，Rel-17會將支援的頻譜範圍擴展到52.6GHz以外，並優先為新擴展的60 GHz頻段定義5G新無線電，該頻段剛剛被世界無線電通信大會確定為一些地區的IMT頻段。由於5G NR具有可擴展的正交分頻多工(OFDM)參數集，第15/16版中使用的現有毫米波波形可以縮放以支援更高的頻率，但第17版專案將對此進行驗證和記錄
擴展對物聯網支援: 5G NR-Light將擴大5G在物聯網的應用範圍
高通對5G的願景是連結周遭萬物，Rel-16為許多5G物聯網服務開創新機會，其中包括高效能(例如工業物聯網)和低複雜度物聯網(即頻內eMTC/NB-IoT)，兩者都是Rel-16規範的一部分。
為了擴展和優化5G對物聯網的支援，Rel-17導入了NR-Light，這是一個新類型裝置，其功能比eMTC/NB-IoT更強大，但與5G新無線電增強型行動寬頻(eMBB)/超高可靠性與低延遲通訊(URLLC)相比，支援不同的功能和較小的頻寬。例如，NR-Light可以僅占用10或20MHz的頻寬，並提供100Mbps下行鏈路和50Mbps上行鏈路的流通量，使其成為適用於高階穿戴式裝置或工業物聯網相機和感測器等使用情境的技術
同時，3GPP將繼續發展eMTC/NB-IoT，ITU定義其為「5G巨量物聯網」。演進的一部分將是提高NB-IoT的頻譜效率和數據速率，此外，將研究如何以最小的變化來調整現有的NB-IoT和eMTC(LTE-M)平台以支援衛星傳輸。對於3GPP而言，這是一個相對較新的領域，但勢必將增加NB-IoT整體潛在市場和3GPP解決方案的物聯網使用案例案例。
滿足IIoT應用, 精準定位不可少: 增強5G定位能力和效率
準確的裝置定位是許多垂直應用的關鍵促成因素。蜂巢式定位的優點是在室外和室內效果均表現良好，讓現有全球衛星導航系統(GNSS)系統更完整。隨著市場對裝置定位功能要求日益提升，5G最初在第16版中增加了定位支援，定義了諸如往返時間(RTT)，到達/離開角度(AoA/AoD)和到達時間差(TDOA)等關鍵技術。第17版將進一步提高定位精準度、延遲、容量，並降低到公分等級。對於工業物聯網使用案例而言，這將尤其重要。
為實現工業物聯網應用，第16版已進行大量相關工作，值得一題的是，高通最近與西門子和博世力士樂等工業生態系的領導者合作展示了長足的進展。在此背景下，第17版將著眼於小部分的改進，包括評估此類使用情境的免執照頻譜使用案例
延展實境: 優化5G網路以實現無限擴展
5G可以在延展實境(Extending Reality, XR)裝置和網路之間建立高速和低延遲連接，有機會推出重新設計提供行動XR服務的方式。憑藉邊緣雲端伺服器來擴增裝置的處理能力並以更節能的方式帶來低延遲的逼真的圖形和視覺效果，XR裝置的工業設計可以不受傳統的散熱、功耗和外形因素的限制，我們稱之為無限無界限延展實境。3GPP Rel-17將開始研究描述屬於該更廣泛類別(即VR、AR等)各種使用情境的5G網路效能，為下一代XR體驗鋪路
從汽車擴展到手機側鏈功能需求日增
在Rel-16中，蜂巢式車聯網(C-V2X)是滿足高性能汽車使用案例需求的主要項目之一。不出所料，蜂巢式車聯網通訊不僅涉及汽車和卡車等傳統車輛，還涉及其他道路使用者，例如行人、單車族和微型機動車輛。為了將相同的蜂巢式車聯網範式擴展到這些使用者，側鏈(Sidelink)需要新型裝置(如智慧型手機)的支援。為了以電池供電裝置為側鏈提供更好的支援，Rel-17將致力於側鏈功率和頻譜效率的優化，還將改進第16版新無線電車聯網的效率。此外，Rel-17將研究Rel-16側鏈如何提供中繼功能。值得注意的是，這領域也是公共安全領域中關注的一塊，也是從蜂巢式網路和5G演進中受益的眾多市場區隔之一。
除上述專案外，Rel-17將在其他5G領域以Rel-15/16為基礎繼續發展，包括衛星通信、RAN切片和自組織「智慧網路」概念的發展，這些概念與RAN分解的持續趨勢特別相關。
5G時代的開端，在結束對5G別具意義的2019年之際，人們也正對5G在未來十年內開啟的所有可能性感到興奮。2020年將是行動生態系又一個具有里程碑意義的一年，隨著更多的全球商用5G網路啟用，Rel-16的完成以及Rel-17各項項目計畫的開始，將繼續改變全球的連接、運算和通訊的方式。
Mobile Hotspot
| AC797S | 782S | 771S | |
|---|---|---|---|
| Network Speed |
|
| |
| WiFi Technology |
| N600 | N300 |
| Network Coverage | Telstra | Sprint | |
| Requires Contract | Contract Required | Contract Required | |
| International Roaming | Roaming | Roaming | |
| LCD Screen | 1.77” LCD display |
|
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| Battery |
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|
|
| Number of Devices | Connect up to 10 WiFi enabled devices | Connect up to 10 WiFi enabled devices | |
| Features | Enhanced privacy with guest WiFi networks |
- NETGEAR naming convention for WiFi products
- International Roaming
N150 | N300 | N600 | N750 | N900 | |
WiFi Speed (Mbps) | 150 | 300 | 300 + 300 | 300 + 450 | 450 + 450 |
Frequency | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4 & 5GHz | 2.4 & 5GHz | 2.4 & 5 GHz |
漫遊指的是用戶於原先申請的電信公司所提供服務的網路以外，在其他電信業者甚至是國外的電信業者所提供的電信網路範圍使用語音通話、數據傳輸等電信服務，以使通訊可以保持而不中斷。 由於漫遊涉及到用戶認證及拆帳等問題，電信業者間需簽定漫遊協議才會允許雙方或多方的用戶可互相漫遊。
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