Стандарт 3G UMTS

Стандарт 3G UMTS

Сотовая связь третьего поколения 3G (UMTS)

Возникновению сотовых сетей поколения 3G способствовала потребность абонентов в возможности еще быстрее передавать данные. Разработкой стандарта UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) с самого начала, в 1992 году, стала заниматься организация IMT-2000, основной деятельностью которой являлась стандартизация, но позже эта работа перешла в полномочия компании 3GPP, которую создали для стандартизации сетей именно поколения 3G. 3GPP в дальнейшем объединила и другие компании (такие как ARIB, ATIS, ETSI,TTA, CCSA, TTC). Стандарт UMTS получил большое распространение по странам Европы, а коммерческая сеть впервые была введена в Норвегии уже в декабре 2001 года.

Передача данных на то время достигла скорости 2 Мбит/сек. Но работа над развитием технологий на этом не прекратилась, а, наоборот, продолжалась, и спустя пять лет, в 2006 году, стали внедрять новую технологию HSPA (High Speed Packet Access), которая относится к 3.5G. Новая технология включала в себя такие стандарты, как HSDPA и HSUPA. Передача информации к мобильному телефону от станции (downlink), обеспечиваемая технологией HSDPA, достигала скорости 14 Мбит/сек, в обратном направлении (uplink), за процессом которой отвечал стандарт HSUPA, – до 5,7 Мбит/сек. Благодаря достигшим успехам, новая технология позволила абонентам не просто загружать видео, а смотреть его в высоком качестве, в игры играть высокого разрешения, а файлы загружать намного больших размеров, чем это было раньше.

Высокого качества сетевые игры и голосовые звонки, мобильная коммерция и видеоконференция, а также быстрая загрузка файлов и др. возможности – это качественно новые услуги, появившиеся благодаря тем преимуществам UMTS, которыми этот стандарт обладает за счет использования совершенно новой технологии и возможности передачи информации между телефоном пользователя и станцией.

Мобильные сети UMTS имеют свою структуру, состоящую из двух подсистем. Первая подсистема носит название подсистемы коммутации. Изначально структура этой подсистемы была такой же, как в сетях второго поколения и включала в себя центр коммутации сотовой связи Mobile Switching Centre, обеспечивающий тарификацию, коммутацию и другое; и HLR-, VLR-, AUC-регистры, направленные на хранение данных. Позднее структура изменилась и в новых версиях UMTS, таких как R5, R6, R7, R8, MSC-Server (обеспечивает установку соединений, идентификацию и тарификацию) и MGW (Media gateway – коммутационное поле, подчиняющееся серверу MSC) взяли на себя функции MSC.

Вторая подсистема UMTS, ПС базовых станций, с самого начала подверглась существенным изменениям. Она стала включать в себя базовую станцию NodeB, направленную на преобразование сигнала от контролера RNC в радиосигнал широкополосного характера, который передается к мобильному аппарату, и служащему коммуникатором между контролером и аппаратом абонента. Базовая станция подчиняется полностью RNC и не может принимать самостоятельных решений, например, изменять саму скорость соединения с абонентом или решать о выделении ресурсов. Также в ее структуру входит оборудование пользователя UE (User Equipment) и контроллер сети радиодоступа (RNC).

Стоит отметить, что контролер RNC является важным элементом базовой станции. По сравнению с мобильной связью второго поколения, контролер стал выполнять намного больше функций и включает шифрование, установку соединений и распределяет ресурсы между пользователями и др.

Большим отличием стандартов 3G от предыдущего поколения и его новым преимуществом по сравнению с предлагаемыми услугами 2G стало появление возможности использовать стандарт UMTS не только для телефона – он применим для ноутбуков, смартфонов и стационарных компьютеров. К элементу SGSN пакетные данные приходят от MGW, далее они идут к внешним сетям, например, в интернет. Элементы SGSN и GGSN отличаются между собой программным обеспечением, которое используют, поэтому первый является маршрутизатором, имеющим расширенные функции, а второй – шлюзом сети. Несмотря на это, оба элемента имеют одинаковое назначение в сетях UMTS и GSM.