Спектр предоставляемых технологией UMTS услуг

Обзор технологии сотовой подвижной радиосвязи третьего поколения UMTS

 

Назначение сети сотовой связи третьего поколения UMTS

 

Сеть сотовой подвижной радиосвязи стандарта UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - система мобильной сотовой связи третьего поколения разрабатываемая в рамках программы IMT2000.

Назначение UMTS — это создание сетей, которые смогут обеспечивать полноценный глобальный роуминг и поддерживать широкий диапазон услуг в области передачи голоса, данных и мультимедиа. Сети радиодоступа этого поколения будут обеспечивать обмен информацией со скоростью до 144 Кбит/с для абонентов с высокой мобильностью (скорость движения до 120 км/ч), 384 Кбит/с для абонентов с низкой мобильностью (скорость до 3 км/ч) и 2,048 Мбит/с. Сеть UMTS создается на основе успехов стандарта GSM и инвестиций в инфраструктуру, производимых существующими операторами GSM. Большая часть исходных задач UMTS, таких, как глобальный роуминг и персонализация обслуживания, достигнута в ходе развития стандарта GSM. Основное отличие UMTS состоит в использовании широкополосных сигналов в диапазоне 2 ГГц, позволяющее добиться более высокого по сравнению с GSM качества обслуживания благодаря повышению скорости передачи данных и ёмкости каналов, а также благодаря внедрению пакетной архитектуры сети, поддерживающей функции передачи голоса и данных. В России уже выделен необходимый радиочастотный ресурс в 35мГц: в каждой из полос частот 1935-1980 МГц и 2125-2170 МГц три непрерывных участков шириной по 15 МГц, и в полосе 2010-2025 МГц - три непрерывных участков шириной по 5 МГц.

Основные этапы внедрения технологии третьего поколения UMTS

 

История создания мобильных систем третьего поколения берет свое начало с 1985 г., когда МСЭ объявил о программе FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications Systems). Изначально эта программа была направлена на голосовую связь, однако позднее МСЭ определил в качестве основных требования к беспроводной передаче данных. В 1992 г. на Всемирной конференции по радио (WARC-92 – World Administrative Radio Conference) на мировом уровне было принято решение о выделении ресурсов радиочастотного спектра для нового поколения мобильных систем.

· Сентябрь 1995 года. Первый коммерческий запуск cdmaOne;

· Июнь 1998 года. В МСЭ представлена спецификация CDMA2000 для подготовки стандарта на цифровую телефонную связь IMT-2000;

· Май 1999 года. Сделан первый в Северной Америке телефонный звонок по мобильной связи с помощью опытной сети CDMA в реальных условиях. Этому способствовали усилия ассоциации GSM Alliance и Nortel Networks;

· Март 2000 года. Правительство Испании выдало четыре первые в Европе лицензии UMTS;

· Апрель 2001 года. Впервые проведено открытое тестирование системы TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA) в Пекине;

· Май 2001 года. Компания NTT DoCoMo начинает первое в мире открытое тестирование сотовых служб третьего поколения на основе технологии W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access);

· Октябрь 2001 года. NTT DoCoMo запустила первую мобильную сеть 3G (на основе WCDMA) для коммерческого использования;

· Ноябрь 2001 года. Nokia и AT&T Wireless совершен первый живой звонок по сети 3G EDGE;

· Декабрь 2001 года. Компаниями Nortel Networks и Vodafone в Испании совершены первые роуминговые живые звонки между Мадридом (сеть Vodafone) и Токио (сеть J-Phone), в международном стандарте UMTS 3GPP. Звонки были сделаны при помощи телефона на основе чипсета QUALCOMM MSM5200 и SIM технологии J-Phone;

· Февраль 2003 года. Компания LG представила первый в мире двухполосный, двухрежимный телефон для CDMA и WCDMA;

· Февраль 2003 года. CDMA2000 достиг отметки в 30 миллионов абонентов.

 

Взаимодействие GSM и UMTS

 

Согласно документам ETSI и 3GPP создание и развитие системы UMTS предполагается осуществлять поэтапно и на базе существующих сетевых подсистем стандарта GSM. В настоящее время во всем мире наблюдается миграция мобильных сетей второго поколения от GSM поддерживающей технологию коммутации каналов при передаче речи и данных, к мультисервисной UMTS системе, базирующейся на IP - технологии. Данному процессу характерны следующие этапы:

· Оснащение сетевой подсистемы GSM c коммутацией каналов ресурсами, как программными так и аппаратными, которые будут поддерживать услуги с пакетной передачей информации пользователей через радиоинтерфейс, используя сеть GPRS;

· Развертывание новых подсистем радиодоступа UMTS, при этом структура сетевой подсистемы GSM не будет претерпевать значительных изменений;

· Создание единой сетевой подсистемы на базе IP-технологии и расширение спектра услуг, предоставляемых пользователю, в частности, поддержка услуг на базе технологии мобильной мультимедиа;

Отметим основные особенности этапов создания и развития сети UMTS как системы 3G:

· Длительное, около 10-15 лет сосуществование с системами второго поколения (в отличие от активного вытеснения системами 2G систем первого поколения);

· Дальнейшее развитие и усовершенствование GSM и на дальнейших этапах создания системы UMTS;

· тесное взаимодействие и дополнение функциональных возможностей GSM и UMTS друг друга;

· дальнейшее поэтапное развитие систем UMTS в соответствии с создаваемыми блоками международных стандартов этой же системы UMTS, в ходе которого эта система сможет поддерживать мультимедийные услуги.

Таким образом, с началом развертывания оборудования системы UMTS на базе существующей системы GSM создается, фактически, система GSM-UMTS. Данный подход создания систем мобильной связи поколения 3G обеспечивает существенную экономию ресурсов (как технических, так и экономических) в сравнении с вариантом, когда система создавалась бы с «нуля».

Базовые сети для UMTS строятся на основе сети GPRS в GSM. Узлы GPRS GSM представляют собой платформу для пакетной и широкополосной передачи данных в сетях 3-го поколения.

Стоит заметить, что в основе решения GPRS лежит возможность повторного его использования в сетях UMTS. Обобщенные услуги пакетной радиопередачи позволяют обеспечить повышенные скорости подвижной передачи пользовательских данных за счет более эффективного использования полосы пропускания. Для введения этой новой услуги требуются три новых сетевых узла:

· межсетевой узел поддержки обобщенных услуг пакетной радиопередачи (GGSN), сопоставимый с межсетевым коммутатором (MSC);

· обслуживающий узел GPRS (SGSN), сопоставимый с визитным регистром коммутатора MSC;

· расширение системы базовых станций BSS, при котором создается блок управления пакетами (PCU);

Сеть UMTS станет следующим эволюционным шагом на пути обогащения мира пользовательских услуг подвижной связи. Потребности рынка будут определяться:

1) готовностью рынка подвижной связи общего пользования;

2) объединением информационных технологий и технологий связи;

3) персонализированными службами связи и/или управления информацией.

Помимо усовершенствований в отношении воз­можностей передачи больших массивов данных и организации взаимодействия технология 3-го поко­ления приведет к расширению частотного спектра для операторов.

Спектр предоставляемых технологией UMTS услуг

 

Сеть подвижной связи UMTS будет предоставлять услуги, подобные тем, которые известны сегодня из Интернета, например, потоковое видео, передачи речи по протоколу IP (VoIP), видеоконференция и интерактивные службы. Часть сети, осуществляющая коммутацию каналов, будет заменена технологией пакетной передачи для поддержания более высоких скоростей передачи данных и повышения гибкости сети. Часть сети, осуществляющая коммутацию пакетов, останется без изменения, но будет добавлен новый пакетный домен: подсистема IP-мультимедиа (IMS).

В таблице 1.1 представлены возможные наборы услуг в зависимости от доступной скорости передачи данных.

Таблица 1.1 - Возможные наборы услуг

Скорости поддреживаемые услугами, Кбит/с	Набор услуг
12,2	· Голосовые услуги · Голосовые услуги с расширенными возможностями, RichVoice- это решение, которое позволяет одновременно с разговором по телефону передавать изображение (фото с места событий)
	· Мобильный доступ к сетям пердачи данных · Информационные услуги
	· Мобильный Интернет · сервисы на основе прямых соединений мобильных терминалов через сеть передачи данных. Передача файлов, обмен программами – все это сделает мобильный терминал похожим на ставший уже привычным компьютер и позволит перенести опыт работы с персональным компьютером на мобильную связь
	· Передача видео и фото файлов с места событий · Мобильное телевидение

 

Основной отличительной особенностью мобильных систем третьего поколения является возможность передачи мультимедийной информации с высоким качеством. Тенденции развития подвижной связи позволяют прогнозировать существенное увеличение числа пользователей мультимедийных услуг связи.

С внедрением систем третьего поколения абонентам будет обеспечен сервис, сравнимый по уровню с фиксированными сетями связи. При этом он будет предоставляться в любом месте. Владельцы мобильных терминалов смогут пользоваться высокоскоростным доступом к Интернет, услугами видеотелефонии и видеоконференц-связи. Становится возможным прием самых разнообразных широковещательных программ, включая даже телевизионные программы.