UMTS ( English Universal Mobile Telecommunications System - Universal Mobile Telecommunication System ) este o tehnologie de comunicații celulare dezvoltată de Institutul European de Standarde de Telecomunicații (ETSI) pentru introducerea 3G în Europa. Tehnologia W-CDMA standardizată în conformitate cu proiectul 3GPP , răspunsul oamenilor de știință și producătorilor europeni la cerințele IMT-2000 , publicat de Uniunea Internațională de Telecomunicații ca un set de criterii minime pentru o rețea celulară de a treia generație , este utilizată ca un metoda de transmitere a datelor prin spatiul aerian .
Pentru a-l deosebi de soluțiile concurente, UMTS este adesea denumit și 3GSM pentru a sublinia apartenența tehnologiei la rețelele 3G și continuitatea acesteia în dezvoltare cu rețelele GSM .
UMTS, folosind evoluțiile W-CDMA , vă permite să mențineți o rată de transfer de informații la un nivel teoretic de până la 42 Mbit / s (când utilizați HSPA + ). În prezent, cele mai mari viteze sunt considerate a fi 384 Kbps pentru stațiile mobile cu tehnologie R99 și 7,2 Mbps pentru stațiile HSDPA în modul de transmitere a datelor de la stația de bază la terminalul mobil. Acesta este un salt de la 9,6 kbps atunci când se transmit date pe un canal GSM sau se utilizează mai multe canale de 9,6 kbps în conformitate cu tehnologia HSCSD (în timp ce viteza maximă realizabilă este de 14,4 kbps în CDMAOne ) și, împreună cu alte tehnologii de transmisie de date fără fir ( CDMA2000 , PHS , WLAN ) vă permite să accesați World Wide Web și alte servicii prin utilizarea stațiilor mobile.
Precedând generația 3G, a doua generație de comunicații mobile include tehnologii precum GSM , IS-95 , PHS , PDC utilizate în Japonia și unele altele adoptate în diferite țări. Etapa evolutivă pe această cale de dezvoltare a telecomunicațiilor este generația 2.5G, care denotă utilizarea tehnologiei GPRS în rețele .
Teoretic, rata de transfer de date cu GPRS poate fi de maximum 172 Kbps, dar în practică (din cauza limitărilor terminalelor de utilizator cu jumătate de bandă, adică 4 sloturi din 8), ajunge la 85 Kbps, iar în medie aproximativ 30-40 Kbps. c, ceea ce crește totuși atractivitatea tehnologiei bazate pe comutarea de pachete în comparație cu metodele mai lente de transfer de date bazate pe comutarea circuitelor. GPRS este utilizat în multe rețele celulare GSM
Următoarea etapă a acestei tehnologii este EDGE , care utilizează scheme de codare a informațiilor mai complexe (în loc de modulația Gaussian GMSK cu o densitate de 1 bit / Hertz, este utilizată o variație a QPSK , modulație ortogonală în cuadratura 8PSK până la 3 biți / Hertz) - vă permite să creșteți rata de transfer de date de trei ori la 474 Kbps / s în teorie și până la 237 Kbps în practică (din nou, limitarea terminalelor de abonat - primirea a 4 sloturi din 8) și o medie de 100-120 Kbps în realitate.
Rețelele implementate folosind EDGE sunt denumite generația „2.75G”. GPRS îmbunătățit este EDGE. GSM/EDGE constituie unul dintre nivelurile de acces 3G/UMTS - GERAN.
Din 2006, tehnologia transmisiei de date sub formă de pachete de mare viteză de la stația de bază la terminalul mobil HSDPA , care este denumită în mod obișnuit rețele din generația „3.5G”, a fost omniprezentă în rețelele UMTS . Până la începutul lui 2008, HSDPA a acceptat rate de date de la stația de bază la mobil de până la 7,2 Mbps. De asemenea, sunt în curs de dezvoltare pentru a crește rata de date în modul HSUPA de la terminalul mobil la stația de bază . Pe termen lung, conform proiectelor 3GPP , este planificată evoluția UMTS în rețeaua 4G de generația a patra , permițând stațiilor de bază să transmită și să primească informații la viteze de 100 Mbps, respectiv 50 Mbps, datorită utilizării îmbunătățite a mediului aerian. prin multiplexarea prin diviziune de frecvență ortogonală ( OFDM ).
UMTS permite utilizatorilor să desfășoare sesiuni de videoconferință printr-un terminal mobil, cu toate acestea, experiența operatorilor de telecomunicații din Japonia și din alte țări a arătat un interes scăzut al abonaților pentru acest serviciu. Mult mai promițătoare este dezvoltarea serviciilor care oferă descărcare de conținut muzical și video: cererea mare pentru servicii de acest fel a fost demonstrată în rețelele 2.5G.
Conform rezultatelor concursului pentru obținerea de licențe pentru furnizarea de servicii de comunicații celulare în standardul UMTS în Rusia, cei mai mari trei operatori GSM din Federația Rusă au devenit câștigători: în aprilie 2007, permisele necesare au fost eliberate de Mobile TeleSystems OJSC ( MTS ), VimpelCom OJSC (marcă comercială Beeline ) și MegaFon OJSC, T2 Rus Holding LLC au primit frecvențe atunci când au fuzionat cu Rostelecom (acum T2 RTK Holding ( marca comercială Tele2 ).
Primul operator rus care a lansat o rețea de a treia generație în exploatare comercială a fost Sucursala de Nord-Vest a OJSC MegaFon: la începutul lunii octombrie 2007, compania a lansat o rețea de 30 de stații de bază pe teritoriul Sankt Petersburgului și prin sfârșitul În 2008, a planificat să construiască 1.000 de stații de bază cu suport UMTS/ HSDPA în nord-vest și să acopere complet Sankt-Petersburg cu o rețea 3G . [1] Pe 28 mai 2008, o rețea 3G cu suport pentru tehnologia HSDPA din Sankt Petersburg a fost lansată în exploatare comercială de către MTS. [1] Pe 15 iulie 2008, la Soci , MTS a lansat o rețea 3G cu suport pentru tehnologia HSDPA [2] . Acest lucru a permis Mobile TeleSystems să devină al doilea operator din Rusia care a început să furnizeze servicii de comunicații 3G -UMTS. La 1 iunie 2008, în orașul Kazan, MTS a lansat o rețea 3G (HSDPA) în regim de testare, iar de la 1 iulie 2008 a fost pusă în funcțiune comercială. Din februarie 2008, în modul de testare și din 6 octombrie 2008, serviciile din rețeaua 3G sunt disponibile pentru abonații MTS din Novosibirsk în modul comercial. Puțin mai târziu, o rețea 3G a fost implementată în orașul Nijnekamsk, din ianuarie 2009, Beeline a lansat și o rețea 3G la Kazan, de la 1 septembrie 2009, este planificată lansarea unei rețele 3G de către Megafon, care a promis că va acoperi complet intregul oras. Pe 16 iulie 2009, la Saratov, MTS a lansat o rețea 3G cu suport HSDPA în exploatare comercială .
La 1 septembrie 2008, VimpelCom (marca comercială Beeline) a anunțat începerea furnizării de servicii bazate pe tehnologii UMTS în Sankt Petersburg, Nijni Novgorod, Samara și Chelyabinsk. La 12 martie 2009, la Novosibirsk, OJSC Vympel-Communications a lansat o rețea 3G în mod de funcționare comercială localități din Republica Daghestan: Belidzhi, Magaramkent, Kizlyar, Kizilyurt, Izberbash, Kaspiysk, Derbent, Dagogni, Leninkent, Tyynkent și Khankent. [3] Pe 14 noiembrie 2008, Beeline a anunțat prima lansare a serviciilor bazate pe tehnologii UMTS în Ufa, iar pe 17 decembrie 2008 a fost lansată o rețea 3G în Kurgan și Chita. Pe 18 decembrie 2009, Beeline a lansat o rețea 3G în Irkutsk și regiunea Irkutsk. Pe 6 mai 2010, MTS a lansat o rețea 3G în orașul Lipetsk [4] . La 17 iulie 2012, Baikalwestcom CJSC a lansat o rețea 3G în Irkutsk. „În viitorul apropiat, locuitorii așezărilor mari din regiunea Angara vor putea profita de toate beneficiile rețelei de a treia generație a standardului UMTS”, se arată pe site-ul companiei [5] . Pe 27 martie 2013, OJSC Rostelecom a lansat o rețea 3G+ în Teritoriul Perm. În viitorul apropiat, locuitorii așezărilor mici din Teritoriul Perm vor putea folosi toate beneficiile rețelelor de a treia generație ale standardului HSPA +, conform site-ului web al orașului Ochre — Teritoriul Perm.
În ceea ce privește acoperirea 3G de către alți operatori, nu este raportată .
În Kazahstan , tehnologia 3G a fost introdusă în rețeaua Kcell / activ - mărci comerciale ale Kcell JSC, Beeline (marca comercială a KaR-Tel LLP) - la 1 decembrie 2010 în orașele Almaty și Astana în banda de 2,1 MHz [6] [ 7] .
Treptat, în cursul anului 2011, orașele Aktau , Aktobe , Atyrau , Karaganda , Kokshetau , Kostanay , Kyzylorda , Petropavlovsk , Semey , Taldykorgan , Taraz , Ust-Kamenogorsk , Shymkent au fost conectate la 3G .
Pe 24 aprilie 2011, operatorul celular Tele2 , cunoscut anterior sub marca Neo (Mobile Telecom-Service LLP), a început să opereze în Kazahstan, care a lansat standardul 3G (UMTS-900) în orașul Aktobe și regiunea Aktobe . În 2011, pe 27 iulie, a primit o licență 3G la o frecvență de UMTS 2100 pentru a crește capacitatea.
Următoarele informații nu se aplică rețelelor non-UMTS care utilizează interfața radio W-CDMA : cum ar fi FOMA
UMTS este implementat prin introducerea tehnologiilor de interfață radio W-CDMA , TD-CDMA sau TD-SCDMA în nucleul GSM . În acest moment, majoritatea operatorilor care operează atât pe rețele UMTS, cât și pe alte standarde precum FOMA aleg W-CDMA ca tehnologie de interfață aeriană .
Interfața radio UMTS utilizează o pereche de canale cu o lățime de bandă de 5 MHz. Prin comparație, standardul concurent CDMA2000 utilizează unul sau mai multe canale de 1,25 MHz per conexiune. Aici constă dezavantajul rețelelor de comunicații care folosesc W-CDMA : funcționarea neeconomică a spectrului și nevoia de a elibera frecvențele deja ocupate de alte servicii, ceea ce încetinește desfășurarea rețelelor, ca, de exemplu, în Statele Unite.
Conform specificațiilor standardului, UMTS utilizează următorul spectru de frecvență: 1885 MHz - 2025 MHz pentru transmisia de date în modul „de la terminal mobil la stația de bază” și 2110 MHz - 2200 MHz pentru transmisia de date în „de la stație la terminal” modul. În Statele Unite, din cauza ocupării spectrului de frecvență de 1900 MHz, rețelele GSM au alocate benzile de 1710 MHz - 1755 MHz și, respectiv, 2110 MHz - 2155 MHz. În plus, operatorii din unele țări (de exemplu, americanul AT&T Mobility ) operează suplimentar benzile de frecvență de 850 MHz și 1900 MHz. Mai mult, Guvernul Finlandei la nivel legislativ sprijină dezvoltarea unei rețele a standardului UMTS900, care acoperă zonele greu accesibile ale țării și utilizând banda de 900 MHz (cum ar fi companii precum Nokia și Elisa participă la acest proiect ).
Pentru operatorii de telecomunicații care prestează deja servicii în format GSM, trecerea la formatul UMTS pare a fi ușoară din punct de vedere tehnic și în același timp semnificativ costisitoare: la crearea rețelelor de un nou nivel, o parte semnificativă din vechiul infrastructura este păstrată, dar în același timp obținerea de licențe și achiziționarea de noi echipamente pentru stațiile de bază necesită investiții de capital semnificative.
Principala diferență dintre UMTS și GSM este construcția mediului de transmisie a datelor aeriene bazat pe principiile Rețelei Publice de Acces Radio GeRAN. Acest lucru permite interfețe UMTS către rețele digitale ISDN de servicii integrate , internet , rețele GSM sau alte rețele UMTS. Rețeaua publică de acces radio GeRAN include trei straturi inferioare ale modelului OSI (Open Systems Interconnection Model - Open Systems Interconnection Model) , al căror nivel superior (al treilea, stratul de rețea) este format din protocoale care formează stratul de sistem de management al resurselor radio (RRM). protocol). Acest nivel este responsabil pentru gestionarea canalelor între terminalele mobile și rețeaua stației de bază (inclusiv transferul terminalelor între stațiile de bază).
Accesul utilizatorului la serviciul de transmisie a datelor din rețeaua UMTS poate fi asigurat indiferent de tipul de computer utilizat, prin utilizarea unui gateway de acces la rețea (router celular) folosind interfața PCMCIA sau USB. O parte din software este instalată automat atunci când modemul este detectat de sistemul de operare și nu necesită cunoștințe suplimentare privind configurarea unei conexiuni la rețea.
Utilizarea unui terminal mobil cu acces la rețele 3G ca router (modem) vă permite să vă conectați la Internet prin Bluetooth sau USB la laptopuri de diferite mărci și producători.
UMTS și GSM utilizează mecanisme diferite la nivelul interfeței aeriene și, prin urmare, nu sunt interoperabile. Cu toate acestea, evoluțiile recente ale terminalelor mobile UMTS și cardurilor de acces vândute în Europa, Statele Unite, Africa de Nord și o mare parte din Asia fac posibilă funcționarea în rețele de ambele standarde. Dacă un abonat UMTS părăsește zona de acoperire UMTS, terminalul său trece automat la recepția și trimiterea semnalelor în format GSM (chiar dacă rețelele sunt deservite de diferiți operatori de telecomunicații). Cu toate acestea, terminalele mobile GSM nu pot fi utilizate în rețelele UMTS.
Până în decembrie 2004, peste 120 de licențe pentru furnizarea de servicii de comunicații au fost eliberate la nivel mondial operatorilor care implementau tehnologia de acces radio W-CDMA pe echipamente standard GSM . În Europa, procesul de eliberare a licențelor a venit într-un moment al cererii crescute de acțiuni ale companiilor de tehnologie , iar în țări precum Marea Britanie și Germania , costul licențelor a fost, potrivit multor experți, nerezonabil de mare. În Germania, cumpărătorii au plătit peste 50 de miliarde de euro în total pentru șase licențe, dintre care două au fost ulterior anulate fără rambursare (de la Mobilcom și un consorțiu de Sonera finlandeză și Telefonica spaniolă ). Pe lângă plata costului licenței, operatorii și-au asumat povara unor taxe destul de mari în următorii zece ani, care, potrivit finanțatorilor, nu ar putea recupera costurile participanților și ar duce la faliment (KPN olandez). a fost printre cei mai riscanti jucatori). Câțiva ani mai târziu, unii operatori au ales să renunțe parțial sau total la licențe.
Spectrul de frecvențe alocat pentru utilizarea UMTS în Europa este deja ocupat de furnizarea altor servicii în Statele Unite: frecvența de 1900 MHz este rezervată Serviciului de comunicații personale (PCS) al standardului 2G, frecvența de 2100 MHz. este folosit pentru comunicații prin satelit. Cu toate acestea, prin decizia guvernului SUA, o parte din banda de 2100 MHz este eliberată pentru serviciile 3G, precum și o parte din banda de 1700 MHz (pentru transmisia de date în modul „de la terminalul mobil la stația de bază”).
AT&T Wireless a lansat o rețea UMTS în Statele Unite la sfârșitul anului 2004 pe banda de 1900 MHz. Compania de comunicații celulare Cingular, achiziționată de AT&T în același 2004, a reușit să aplice această tehnologie în rețeaua sa într-un număr de orașe americane. În Canada, învecinată, lansarea UMTS este anunțată și pe 1900 MHz. O altă companie, T-Mobile, intenționează să implementeze o rețea în banda de 2100/1700 MHz.
Pentru a-și extinde baza de abonați, AT&T lansează, de asemenea, banda de 850 MHz în anumite părți ale statelor SUA. Operatorul australian Telstra intenţionează să treacă de la CDMA pe 850 MHz la UMTS pe 2100 MHz până în februarie 2008 . Este de remarcat faptul că banda de 850 MHz vă permite să acoperiți o zonă mare de acoperire în cadrul unei stații de bază în raport cu rețelele de 1700/1900/2100 MHz.
În ciuda faptului că UMTS implementează cele mai recente evoluții în utilizarea interfeței aeriene, rețelele FOMA , CDMA2000 și TD-SCDMA sunt considerate competitive în ceea ce privește această tehnologie . Dintre cele enumerate, numai FOMA presupune utilizarea W-CDMA .
În principiu, standardul concurent este determinat de configurația UMTS în sine. Dacă UMTS vizează transmisia de date, atunci tehnologiile WiMAX , Flash-OFDM și LTE sunt considerate concurente aici . Acest articol discută aspecte ale sistemelor UMTS-FDD, forma de UMTS propusă pentru utilizare în rețelele celulare tradiționale. O altă formă de UMTS, UMTS-TDD, bazată pe o tehnologie non-W-CDMA over-the-air (TD-CDMA), oferă schimb de date între o stație de bază și un terminal mobil din același spectru, ceea ce este o soluție eficientă pentru asigurarea accesului separat. În acest caz, putem vorbi despre o soluție mai competitivă în ceea ce privește rețelele similare WiMAX decât UMTS, axată pe traficul de voce.
Atât CDMA2000, cât și W-CDMA au fost convenite de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor ca parte a familiei IMT-2000 de generație 3G , în plus față de TD-CDMA , EDGE și standardul TD-SCDMA al RPC .
Lățimea de bandă mai îngustă a CDMA2000 în comparație cu UMTS face mult mai ușoară implementarea tehnologiei în locații în care sunt utilizate rețele mai vechi. Din mai multe motive, operatorii de telecomunicații pot folosi fie UMTS, fie GSM, dar nu ambele tehnologii în aceeași bandă de frecvență în același timp. Cu toate acestea, aceasta nu este o problemă mare, deoarece în majoritatea regiunilor desfășurarea a două rețele în același spectru este deja limitată prin lege.
Majoritatea operatorilor GSM din America de Nord, precum și operatorii din alte regiuni, folosesc echipamente EDGE ca cea mai apropiată tehnologie de 3G . American AT&T Wireless a oferit acest serviciu abonaților săi în 2003, T-Mobile USA - în octombrie 2005, Canadian Rogers Wireless - la sfârșitul anului 2003. Operatorul lituanian Bitė Lietuva a fost unul dintre primii operatori europeni care a oferit EDGE utilizatorilor (decembrie 2003), compania italiană TIM a făcut acest lucru în 2004. Avantajul EDGE este că poate fi folosit în banda de frecvență ocupată de GSM și că este ușor de implementat pe terminalele mobile pentru producătorii de telefoane. Este o tehnologie ușoară, ușor de utilizat și relativ ieftină, care servește ca o soluție temporară pentru îmbunătățirea rețelelor GSM: UMTS necesită mai multe investiții și schimbări în arhitectura furnizorului. Principalul concurent al acestei aplicații de rețea este CDMA2000.
În unele țări (inclusiv Statele Unite și Japonia), alocarea spectrului radio nu respectă recomandările Uniunii Internaționale de Telecomunicații și, ca urmare, UMTS nu poate fi implementat în spectrul atribuit de dezvoltatori. Acest lucru necesită o nouă abordare a echipamentelor de rețea de comunicații, iar producătorii se confruntă cu sarcina de a dezvolta noi soluții tehnologice. Experiența utilizării echipamentelor de rețea GSM ne permite să presupunem că în curând vor apărea pe piață echipamente care vor putea satisface cerințele clienților din toate țările lumii, dar costul acestuia va fi mult mai mare decât propunerile actuale. Cu toate acestea, această versatilitate reduce în cele din urmă costurile în întreaga industrie și, ca rezultat, abonatul va beneficia.
La începutul erei UMTS, principalele dezavantaje ale tehnologiei sunt următoarele puncte:
În prezent, una dintre principalele probleme rămâne consumul crescut de energie în modul UMTS comparativ cu modul GSM. Majoritatea producătorilor de telefoane indică o durată de viață diferită a bateriei pentru dispozitivele lor, în funcție de faptul dacă telefonul se află într-o rețea GSM sau într-o rețea UMTS, iar durata de viață a bateriei este mult mai scurtă într-o rețea UMTS.
A doua problemă în perioada de tranziție de la GSM la UMTS este acoperirea insuficientă a teritoriului de către rețeaua UMTS.
| Standarde de rețea celulară | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0G ( telefoane radio ) |
| ||||||||
| 1G |
| ||||||||
| 2G |
| ||||||||
| Intermediar după 2G (2.5G, 2.75G) |
| ||||||||
| 3G (IMT-2000) |
| ||||||||
| Intermediar după 3G ( 3.5G , 3.75G , 3.9G ) |
| ||||||||
| 4G ( IMT-avansat ) |
| ||||||||
| 5G |
| ||||||||
| Vezi si |
| ||||||||