Универсальная система мобильной связи UMTS – ЧАСТЬ 1

Введение. Проект UTRA ETSI: общая характеристика

Концепция UMTS начала формироваться в начале 90-х годов на волне успе­хов европейской экономической интеграции, в области телекоммуникаций по­зволившей в кратчайшие сроки реализовать масштабный международный про­ект GSM. В плане политическом UMTS стала весомым ответом европейских государств на попытки лоббирования в ITU других моделей будущей системы FPLMTS/IMT-2000, в целом ориентированных на учет интересов промышлен­ных групп других регионов.

Для общей координации работ и объединения усилий по реализации про­екта был образован UMTS Forum – международный орган для выработки со­гласованных решений в области регулирования радиочастотных ресурсов, стан­дартизации и взаимодействия с существующими и разрабатываемыми сетями мобильной связи путем объединения технических достижений и учета промыш­ленных интересов стран-участниц.

Внедрение UMTS в Европе происходит в условиях, когда сети фиксирован­ной связи трансформируются в широкополосные сети с коммутацией пакетов на базе технологии ATM, что позволяет в полной мере использовать возможности UMTS на основе существующей системы коммутаций. Поэтому развертывание UMTS должно привести к устранению зависимости инфраструктуры сотовых сетей от наличия специализированных центров коммутации и обеспечить вне­дрение приложений, одинаково хорошо функционирующих в любой сети [4]. Сложности переходного периода предполагается преодолеть за счет использо­вания единой транспортной среды для всех видов трафика на базе коммутатора U-MSC (UMTS Mobile Services Switching Center), обеспечивающего коммута­цию трафика GSM, пакетный режим GPRS и два новых режима – WCDMA FDD и UTRA TDD.

Основные пакеты решений по стандартизации сетей UMTS за последние годы приняты в рамках 3GPP под названиями Release’99, Release’04 – Release’07 и др. В них определены режимы и виды услуг связи, функциональные характе­ристики, протоколы сетевого управления и др.

Концепция архитектуры UMTS предполагает объединение ее структурных подсистем (доменов), взаимодействующих друг с другом посредством «опор­ных точек» (точек доступа, «reference points») или интерфейсов, увязывающих все домены в единую систему по совокупности стандартизованных информаци­онных, технических и сетевых параметров. Разделение сети UMTS на домены – результат выполнения требований по обеспечению эволюционного развития су­ществующей сетевой инфраструктуры GSM, ISDN, B-ISDN и др. [4].

С физической точки зрения архитектуру сети UMTS можно представить в виде схемы, показанной на рис. 6.1. Это абстрактная модель, применимая к лю­бой сети UMTS независимо от спецификации и релиза [2].

На рис. 6.1 обозначены следующие функциональные (суб)модули.

 

Рис. 6.1. Базовая архитектура UMTS [3]

Основными интерфейсами сети UMTS (показаны на рис. 6.1) явля­ются [2]:

Си – интерфейс между доменом модуля идентификации абонента и доменом оборудования мобильного терминала;

Iu – интерфейс между доменом сети доступа и доменом сети обслуживания; Uu – радиоинтерфейс UMTS (интерфейс между доменом абонентского обору­дования и доменом сетевой инфраструктуры);

Yu – интерфейс между доменом сети обслуживания и доменом транзитной сети; Zu – интерфейс между доменом сети обслуживания и доменом домашней сети.

Двумя основными доменами являются домен оборудования пользовате­ля (User Equipment domain), физически реализованный в абонентской станции (АС) пользователя услуг UMTS, и домен сетевой инфраструктуры (Infrastructure domain), состоящий из нескольких физических узлов, принадлежащих сети опе­ратора. Между собой перечисленные домены взаимодействуют посредством Uu-интерфейса (радиоинтерфейса).

6.1.2.Домен оборудования пользователя (домен абонент- ского оборудования)

Домен оборудования пользователя физически состоит из абонентских тер­миналов (абонентских станций – АС), позволяющих взаимодействовать с ба­зовыми станциями сети, осуществляя доступ к услугам посредством радио­интерфейса Uu. Основное отличие AC UMTS от абонентских терминалов 2G состоит в расширенной функциональности, обеспечиваемой высокими скоро­стями передачи информации. С точки зрения архитектуры, домен оборудования пользователя подразделяется на 2 (суб)домена, связанные между собой т.н. Си- интерфейсом (рис. 6.1): домен оборудования мобильного терминала (состоит из приемопередатчика и собственно терминального оборудования, реализующего предусмотренные услугой приложения) и домен модуля идентификации або­нента. Приемопередатчик и терминальное оборудование могут объединяться в одном устройстве (например, телефонной трубке для речевых услуг) или быть разделены (при обеспечении Web-услуг с помощью носимого ПК).

Домен модуля идентификации абонента (USIM) в системе UMTS физически чаще всего представляет собой смарт-карту. USIM-модуль отвечает за выполне­ние алгоритмов опознавания, хранения и идентификации абонента. Он содер­жит все идентификационные данные абонента, профиль пользователя, список услуг, к которым тот имеет доступ в силу контрактных отношений с оператором сети и другую информацию. USIM-модуль специфичен для каждого пользова­теля и позволяет последнему получать конфиденциальный доступ к заказанной услуге, обеспечиваемый с помощью процедур аутентификации и шифрования.

6.1.3.            Домен сетевой инфраструктуры UMTS

Архитектуру UMTS представляют как совокупность двух областей – обла­сти, зависимой от используемой радиотехнологии, и области, независимой от нее. Это, соответственно, домен сети доступа и домен базовой сети (рис. 6.1), разделенные Iu-интерфейсом. Архитектура UMTS преемственна по отношению к архитектуре сети GSM/GPRS и обеспечивает максимальную с ней унифика­цию. Разница, в основном, заключается в специфике реализации сети доступа и базовой сети.

В зависимости от того, каким образом пользователь может взаимодейство­вать с другими сетями связи (мобильными, фиксированными, Internet), выделя­ют 3 домена базовой сети (рис. 6.1).

Домен «домашней» сети. Он соответствует сети, на услуги которой под­писан пользователь. В сущности, это сеть, с которой пользователь связан кон- тракггными взаимоотношениями. Здесь сохраняются параметры идентификации пользователя, согласованные с параметрами, хранимыми в USIM.

Домен сети обслуживания представляет собой сеть, содержащую сеть досту­па, к которой пользователь подключен в данный момент. Эта сеть ответственна за транспортировку пользовательских данных от источника сообщения к адре­сату. Физически это может быть все та же домашняя сеть или другая (напри­мер, в случае, если пользователь связывается с сетью другого оператора). При этом сеть обслуживания взаимодействует с сетью доступа через Iu-интерфейс и с домашней сетью – посредством Zu-интерфейса. Последнее необходимо для осуществления биллинга и для того, чтобы иметь постоянный доступ к инфор­мации об услугах, на которые «подписан» пользователь.

Домен транзитной сети представляет собой часть базовой сети, отвечаю­щую за передачу сообщений между сетью обслуживания и адресатом. Домен транзитной сети соединен с сетью обслуживания Yu-интерфейсом. Заметим, что если упомянутый адресат принадлежит к той же сети, что и пользователь, то сеть обслуживания и транзитная сеть тождественны. Следует также заметить, что транзитная сеть может не быть сетью UMTS, например, в случае соедине­ния АС с сетью фиксированного доступа или же доступа в Internet.

Таким образом, имеется по меньшей мере несколько сценариев, по которым пользователь может связываться с удаленным корреспондентом. В принципе возможны даже варианты, когда домашняя сеть (Home Network), сеть обслужи­вания (Serving Network) и сеть доступа (Access Network) физически представля­ют собой одну и ту же сеть [2].

По существу, сеть UMTS как таковая – это совокупность сетей доступа UTRA (Universal Terrestrial Radio Access Network) и базовой (Core Network), на основе которых строится сеть сухопутной подвижной связи общего пользования.

Опишем специфику архитектуры сети UTRAN и базовой сети, которые мо­гут выступать в роли домашней, сетей обслуживания и транзитной, соответ­ственно.

Архитектура универсальной наземной сети радиодоступа (UTRAN) пока­зана на рис. 6.2. Она представляет собой совокупность нескольких (несколь­ких десятков) подсистем радиодоступа (Network Subsystems – RNS). Все RNS соединены с базовой сетью посредством Iu-интерфейсов (Iu-референсных точек доступа UMTS).

Каждый субдомен RNS отвечает за прием и за передачу информации в не­которой группе сот сети UMTS. Соединение между RNS и АС осуществляется через посредство радиоинтерфейса Uu. Каждый RNS содержит совокупность элементов двух типов, обозначаемых в UMTS Node В и контроллеров радиосе­тей RNC (Radio Network Controller), объединенных между собой с помощью ин­терфейсов Iub. При этом RNC, входящие в состав различных RNS, связаны меж­ду собой по интерфейсу Iur. Сразу заметим, что хотя такой функциональный узел RNS как node В на рис. 6.2 помечен как базовая станция (БС), следует иметь ввиду, что в действительности спецификацией он определяется как терминаль­ная точка между радиоинтерфейсом и сетью и может состоять из одной или не­скольких сот или секторов1. Таким образом, контроллеры RNC могут управлять несколькими (вплоть до нескольких десятков) БС и вместе с подключенными к ним БС образуют подсистемы радиодоступа RNS, совокупность которых в свою очередь образует сеть радиодоступа UTRAN.

Рис. 6.2. Сетевая архитектура UTRA [4]

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100