3G. UMTS - Universal Mobile Telecommunications System

Стандарты третьего поколения пришли на смену стандартам . В первую очередь их появление обусловлено возросшими потребностями абонентов в скорости . Стандарт UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Универсальная система мобильной связи) нашел наибольшее распространение среди других стандартов этого поколения на территории Европы, в том числе и России.

Разработка стандарта UMTS началась в 1992 году организацией по стандартизации IMT-2000. Впоследствии разработка этого стандарта была поручена . Первая сеть UMTS была запущена в коммерческую эксплуатацию 1 декабря 2001 года в Норвегии. К маю 2010 года число абонентов переваливает за 540 миллионов по всему миру.

Скорость передачи данных для сетей UMTS может достигать 2Мбит/сек. Благодаря технологии -High Speed Downlink Packet Access (3.5G), которая была внедрена в 2006 году максимальная скорость возрасла до 14 Мбит/сек. Эти и другие преимущества UMTS позволяют предоставлять абонентам широкий перечень услуг: , высококачественные голосовые звонки, загрузка файлов с высокой скоростью, сетевые игры, мобильная комерция и мн. др.

Рассмотрим структуру системы UMTS и ее основные отличия от стандарта второго поколения .

Подсистема коммутации

В первых релизах стандарта UMTS (R99, R4) подсистема коммутации не отличалась по своей структуре от той же подсистемы сетей второго поколения. В нее входили – Mobile Switching Centre, который выполнял функции коммутации, установления соединения, тарификации и др., а также ряд регистров , которые предназначены для хранения абонентских данных. В более поздних релизах (R5, R6, R7,R8) функции были разделены между двумя устройствами: и (Media gateway). отвечает за установление соединений, тарификацию, выполняет некоторые функции аутентификации. представляет собой коммутационное поле, подчиненное .

Подсистема базовых станций

В сети UMTS по сравнению с сетью наибольшие изменения претерпела подсистема базовых станций. Отмеченные выше преимущества достигаются в первую очередь за счет новой между базовой станцией и телефоном абонента.

Итак, рассмотрим основные элементы, входящие в подсистему базовых станций:

(Radio Network Controller) – контроллер сети радиодоступа системы UMTS. Он является центральным элементом подсистемы базовых станций и выполняет большую часть функций: контроль радиоресурсов, шифрование, установление соединений через подсистему базовых станций, распределение ресурсов между абонентами и др. В сети UMTS контроллер выполняет гораздо больше функций нежели в системах сотовой связи второго поколения.

– базовая станция системы сотовой связи стандарта UMTS. Основной функцией NodeB является преобразование сигнала, полученного от в широкополосный радиосигнал, передаваемый к телефону. Базовая станция не принимает решений о выделении ресурсов, об изменении скорости к абоненту, а лишь служит мостом между контроллером и оборудованием абонента, и она полностью подчинена

03.10.2015

Сотовые беспроводные сети стали использоваться операторами для выхода Интернет достаточно давно. Сначала скорости передачи данных не поражали воображение, иными словами "интернет был медленным ". В сетях первого поколения 1G скорость не превышала 9600 Бит/с, т.е. меньше 10 Кбит/с. Однако, рынок рос, сетевые услуги становилось всё более и более востребованными, соответственно расли и объёмы информации, требовались более высокие скорости. В сетях второго поколения 2G было реализовано несколько стандартнов, некоторые из которых используются до сих пор: GPRS (до 171,2 Кбит/с) и EDGE (до 384 Кбит/с). В современных реалиях такие скорости конечно уже не могут отвечать возросшим потребностям пользователей. Наиболее растространёнными сетями в России сейчас являются сотовые сети стандарта 3G.

Однако, 3G тоже бывает разный. Рассмотрим все популярные стандарты в сетях 3G.

UMTS

Основной несущей частотой в стандарте 3G является 2100 МГц, а точнее диапазон 2110-2200 МГц. Для UMTS характерная ширина канала 5 МГц. Скорость доступа в Интернет в режиме UMTS не превышает 2 Мбит/с.

HSDPA

Этот стандарт так же можно отнести к первому поколенияю сетей 3G, но он уже значительно быстрее UMTS. Пропускная способность в начальной версии HSDPA (High- SpeedDownlinkPacketAccess ) составила 1,8 Мбит/с, но наибольшее распространение, в том числе и в нашей стране, получила вторая версия HSDPA со скоростью до 3,6 Мбит/с. Было выпущено достаточно много 3G модемов именно с такими скоростными характеристиками. Многие из этих "динозавров" используются до сих пор. Следующим развитием стандартна HSDPA стало достижение скорости 7,2 Мбит/с, а затем 14,4 Мбит/с. Это уже вполне неплохие скорости, но следует понимать, что это теоритический пропускной канал, реальные скорости обычно значительно меньше. Апогеем эволюции HSDPA стал его двухканальный вариант, называемый также DC-HSDPA, скорость достигла 28,8 Мбит/с. Сети 3G HSDPA/DC-HSDPA активно используются и сейчас во многих регионах России, однако при модернизации уступают своё место или HSPA+, или уже сразу 4G LTE.

HSPA+

Технология базируется на предшествующем стандарте HSDPA, однако позволяет получить значительно большую скорость. Уже в стартовом варианте HSPA+ (High Speed Packet Access) даёт скорость до 21,6 Мбит/с. Именно такой вариант сейчас в основном используется в сетях 3G. Ширина канала также составлят 5 МГц, и все современные поддерживают данный режим работы. Многие относят сети HSPA+ к так называемому переходному поколению 3.5G .

DC-HSPA+

Самый быстрый из используемых стандартов сетей 3G. По сути это двухканальный HSPA+ с шириной канала 10 МГц. Соответственно и максимальная скорость в 2 раза выше - 42,2 Мбит/с. Такие сети часто называют даже 3.75G , т.е. уже почти 4G. И действительно, в сетях DC-HSPA+ реальная скорост доступа в Интернет часто сопоставима с средними показателями 4G.

Всё современное , представленное на нашем сайте, поддерживает все режимы работы в сетях 3G: UMTS, HSDPA, HSPA+, DC-HSPA+. Всё зависит от конкретной сети конкретного оператора в Вашем конкретном месте. Чтобы подобрать оптимальное решение для 3G интернета, обратитесь к нашим специалистам.

Сотовая связь в настоящее время развивается только в одном направлении - улучшения качества связи и увеличения На мировом рынке идет непрерывный процесс появления прогрессивных стандартов и технологий. В соответствии с этим появляются новые обозначения и названия. И одним из них является UMTS. Что это, следует разобраться.

Предыстория

Мировой рынок мобильной связи на данный момент является самым выгодным. В нем принимает участие почти каждый гражданин любой страны. Но тут имеется и жесткая конкуренция. Постоянно происходит совершенствование технологий мобильной связи. Ведущие производители вкладывают огромные средства в новые разработки оборудования и комплектующих для систем мобильной связи. Технология UMTS стала одной из таких разработок.

Сети мобильной связи третьего поколения 3G

В ее основу заложена пакетная Появление таких сетей связано с увеличением спроса на высокоскоростные технологии. Современные сети третьего поколения используются в таких областях:

• видеотелефонная связь;
• интерактивный обмен данными в различных мультимедийных форматах;
• передача больших объемов информации и изображений;
• работа с интрасетями и интернетом;
• трансляция мультимедийной информации в асимметричном режиме.

Вопросами, связанными со стандартизацией 3G-сетей, на данный момент занимается Международный союз электросвязи. Теперь стоит рассмотреть технологию UMTS. Что это, станет понятно, если разобраться в ее создании и использовании.

Создание

Технология UMTS была разработана европейским институтом по стандартизации в области телекоммуникаций специально для стран Европы. Под этим сокращением скрывается следующее: универсальная мобильная телекоммуникационная система. В качестве радиоинтерфейса тут используется WCDMA. И следует отметить, что два эти понятия совершенно различны, что не допускает их использования в качестве синонимов.

Стандарт UMTS часто рассматривают в качестве переходного варианта между технологиями 2G и 3G-4G. То есть при помощи него можно осуществить более легкий переход на новый уровень развития мобильной связи без какого-то значительного изменения оборудования, существующего на данный момент. В качестве сетевой базовой магистрали тут используется GSM MAP, а сетью радиодоступа служат комбинированные технологии GSM/EDGE и WCDMA. Последние надстраиваются над уже существующими сетями GSM, но работают параллельно. Переключение абонентской станции между сетями осуществляется в автоматическом режиме.

Суть технологии

В UMTS (что это и как работает, будет понятно далее) объединились две различные методики трансляции радиосигнала. Наземные передающие устройства используют интерфейсы UTRA. Благодаря спецификации 3GPP Releace 4 появились шлюзы среды, шлюз сигнализации и сервер центра коммутации. Так удалось разделить в MSC информацию сигнализации и пользовательские данные. Помимо этого, данная спецификация содержит подробное описание универсального базового блока радиодоступа к сети UMTS. Что это? Такой механизм позволяет добиться скорости передачи данных до 2 мегабит за секунду. Теперь имеется одиннадцать спецификаций 3GPP.

UTRAN предназначен для объединения базовой станции и радиоконтроллера сети, а также он несет ответственность за работу всех радиочастотных модулей и каналов в UMTS. RNC представляет собой сетевой контроллер, который может быть смонтирован прямо в оборудовании базовой станции. Совокупность этих двух элементов, а именно базовой станции и контроллера, соответствующего ей, в структурной модели сети UMTS принято называть подсистемой сети. В одном базовом блоке может использоваться несколько подобных подсистем.

Возможности для работы

3G UMTS позволяет использовать оборудование от разных производителей, так как тут используется интерфейс lu. Использование luR предоставляет возможность для реализации мягкой эстафетной передачи абонента между несколькими станциями, на которых может использоваться различное оборудование. Сотовая связь по стандарту UMTS защищена от обрывов связи в движении, ведь тут используется мягкий хэндовер. К примеру, при движении автомобиля по трассе с равномерно установленными базовыми станциями, при удалении от одной из них связь с клиентом передается к ближайшей к нему. Соединение не прерывается скачком, как бывает в сетях GSM. UMTS в этом плане работает гораздо дружелюбнее по отношению к абоненту. Конечно, это актуально лишь для зон, отличающихся хорошим покрытием сети. Интерфейс lub был разработан полностью открытым специально для того, чтобы привлекать инвестиции производителей оборудования в данной области.

Оборудование сети

Блоки опорной сети состоят из традиционного оборудования, среди которого можно выделить:

• транскодер;
• визитный регистр;
• адресный регистр;
• блок поддержки GPRS;
• шлюз для перехода на прочие сети;
• центр коммутации для подвижной связи;
• контроллер базовых станций.

Последний берет на себя задачи по распределению канального ресурса, коммутации каналов, организации эстафетной передачи, сбору и передаче телеметрии в управляющую подсистему. На транскодер возложены задачи по кодированию и раскодированию речевых сигналов, передающихся с использованием сжатия. В адресном регистре представлена база данных обо всех абонентах сотовой сети данного оператора. В гостевом регистре содержится информация об абонентах, которые находятся в зоне действия сети.

Принцип работы UMTS

Что это, уже стало понятно из предыдущего описания, а как работает такая сеть, стоит разобраться. В блоке CN выполняются наиболее важные операции, которые сводятся к подключению мобильной станции к сети, ее дальнейшему пейджингу, сотовой селекции и локализации абонента, осуществление входящих и исходящих вызовов, эстафетной передаче абонента между базовыми станциями. CN разделяется логически на два домена - CS и PS. несет ответственность за обработку радиосигналов, канальное кодирование и адаптацию скорости, а также многое другое. Помимо этого, она управляет мощностью во внутреннем контуре. Сотовая связь UMTS может реализовывать соединение с различными внешними сетями, которые условно разделяются на две группы: с и с коммутацией пакетов. Первый вариант предназначен для телефонной связи, а второй - для подключения к интернету. Так как центр коммутации согласовывает свою работу со стационарными сетями, на него возложены все функции, которые требуются для коммутации каналов, а также он несет ответственность за управление соединением. Центр коммутации выполняет процедуры, которые требуются для передачи обслуживания и регистрации местоположения.

Дополнительные характеристики

Сети нового поколения характеризуются наличием функции QoS с набором приоритетов: потоковый, разговорный, фоновый и интерактивный. Как уже было сказано, при переходе к сетям 3G используется UMTS. Что это, было описано достаточно подробно. Важно отметить, что окончательная реализация такого перехода требует замены как абонентских терминалов, так и подсистем базовых станций. Помимо этого, требуется заменить большую часть оборудования, используемого на уровне опорных сетей в настоящий момент. существенно отличается наличием разделения коммутатора на два независимых уровня - коммутации и обработки сигнализации с контролем услуг. Это все является свидетельством того, что для последующего перехода к сетям нового поколения потребуется провести модернизацию подсистем базовых станций и абонентских терминалов. Новые диапазоны UMTS и реализация всех этих целей потребуют создания электронных компонентов и привлечения огромных инвестиций.

Как это работает?

На данный момент к 3G можно отнести несколько стандартов, в мире наибольшее распространение получили CDMA2000 и UMTS. Обе технологии базируются на множественном доступе с кодовым распределением сигналов. При помощи них удается расширить узкие полосы сигналов в обычных сотовых сетях. Естественно, подобное расширение предназначено для обеспечения беспроводного широкополосного доступа к сети Интернет.

Схема работы подобных сетей очень проста: абонентское устройство связывается со станцией сотового оператора, если она поддерживает такой стандарт и находится ближе всего. Сотовая связь в данном случае действует на гораздо большем радиусе, чем Wi-Fi, поэтому абоненты не настолько сильно ограничены в пространстве, используя беспроводной интернет. Диапазоны UMTS позволяют с комфортом пользоваться всеми предоставляемыми услугами. Если абонент покидает пределы радиуса одной станции, он попадает в радиус действия другой, при этом нет потери связи. Чаще всего частота UMTS составляет 2100 мегагерц.

Для работы с такими сетями необходимо специальное абонентское оборудование, то есть смартфоны, поддерживающие 3G, USB-модемы, коммуникаторы, планшеты и портативные компьютеры, оснащенные встроенными модулями.

Оплата 3G чаще всего осуществляется одним из двух способов: оплата по трафику или подписка. Во втором случае у абонента есть доступ к интернету на определенное время, обычно на месяц. Существуют условно безлимитные тарифные планы, имеющие довольно большую квоту трафика, однако обычно ее сложно израсходовать за месяц.

DownLink – канал связи от базовой станции к абонентам
UpLink – канал связи от абонентов к базовой станции

E-GSM - это Каналы 974-1024 – это (дополнительные 10 МГц слева от GSM 900)
GSM 900 – это Каналы 1-124
GSM 1800 – это Каналы 512-886 (всего 374 канала, что в 3 раза больше чем у GSM 900)

Как видно из таблицы у Мегафона достаточно малый ресурс на частотах GSM 900 и самый большой на частотах GSM 1800. У МТС и Beeline максимальный ресурс на GSM 900. Таким образом, если в Москве в офисе используете в качестве корпоративного оператора Мегафон, то рекомендуется выбирать репитер GSM1800 диапазона, а если MTC или Beeline - GSM 900.

GSM 900:
f(Uplink)=890+0.2*n, где n - номер канала
f(DownLink)=935+0.2*n
E-GSM:
f(Uplink)=880+0.2*(n-973),
f(DownLink)=925+0.2*(n-973)
GSM 1800: f(Uplink)=1710+0.2*(n-511),
f(DownLink)=1805+0.2*(n-511)
В нашем случае эти формулы не несут практического применения

Один GSM канал обслуживает 7 одновременно разговаривающих абонентов. GSM 1800 преобладает в основном для густонаселенных пунктов, т.е. городов, т.к. может обслужить большее количество абонентов. А диапазон GSM900 используется повсеместно. Принципиальным плюсом диапазона GSM 900 – радиус действия до 35 км в прямой видимости, в то время как на 1800 частоте – всего 8 км.

Измерение уровня GSM сигнала и определение частот базовых станций сотовых операторов

Для измерения уровня сигнала нам понадобится простой телефон, а именно функция Netmonitor , которая есть абсолютно в каждом телефоне. На наш взгляд телефоны марки Samsung подходят для этих целей наилучшим образом. В частности Samsung GT-S5230,C170, X820, S5570 Galaxy Mini и еще десятка полтора телефонов. Набираем код *#9999*0# и появляется черный экран с различной технической информацией. Далее путем нажатия стрелок вверх-вниз необходимо попасть на страницу, которая показана ниже.

Информация о базовой станции:

Разберемся, что это за значения.
2-я строка - диапазон GSM 1800
3-я строка – 535 номер канала
4-я строка - уровень сигнала (для получения в -dBm -> вычесть 111) базовой станции в данном канале - 70 дБм.

Ту же самую информацию можно подчерпнуть в следующем меню «RR Information»

В меню ниже можно получить информацию о соседних базовых станциях. По номерам каналов 57,50,52,40, 45 мы определяем, что это станции работающие в диапазоне GSM900 с соответствующими уровнями сигнала, канал 533 соответствует базовой станции GSM1800 (см. таблицу выше). Уровень сигнала (для получения в -dBm -> вычесть 111)

Т.о. уровни сигналов на каналах:
57: - 60 dBm
50: - 63 dBm
52: - 74 dBm
40: - 80 dBm
535: - 81 dВm
45: - 89 dВm

Ниже представлена шкала (условная) соответствия уровней сигнала в канале качеству связи.

Исходя из нашего примера, все каналы находятся в зоне уверенного приёма. Однако использование диапазона GSM1800 в городе более предподчтительнее при прочих равных условиях т.к. может обслужить большее количество абонентов.

Так уже на этом этапе мы можем определить какого диапазона нам необходимо установить репитер GSM 900 или GSM1800. Для этого необходимо сделать замеры всех сотовых операторов, вставляя поочередно сим-карты от каждого из них.

При этом телефон показывает только частоты того сотового оператора, сим-карта которого вставлена в телефон (в данном случае Beeline Московского региона).

Как ориентировать внешнюю антенну.

Если Вам нужен всего один оператор, например, МТС. То старайтесь захватить несколько каналов. Например, лучше поймать 2-3 канала с уровнем сигнала -60, чем 1 канал -50, а остальные по -70.

Если нужно обеспечить сигнал всех сотовых операторов, то старайтесь так поставить внешнюю антенну, чтоб сигнал на вход репитера приходил приблизительно одинаковый от всех сотовых операторов, иначе радиус действия от внутренних антенн будет пропорционально входящим сигналам. Например, на вход репитера попадают сигналы МТС «– 70», Билайн «– 60», Мегафон «- 50», то на выходе внутренних антенн будем наблюдать такую ситуацию, как показано далее:

Выбор модели GSM репитера

Вариант № 1:

1. Измерить уровень сигнала телефоном в точке предварительной установки внешней антенны – 72 дБм (выбрать самый мощный канал). Коэффициент усиления антенны Радант Р-911 - 11 дБ, соответственно на выходе антенны имеем сигнал -72 + 11 = - 61 дБм. Но лучше мерить сразу сигнал с выхода антенны, через переходник к телефону.
2. Потери сигнала в кабеле считаются очень просто: у любого кабеля есть свои радиочастотные характеристики на сайте производителя. Например, на 100 метрах кабеля 5D-FB на частоте 900 МГц теряется 20 дБ. Чем выше частота сигнала, тем больше потери в кабеле. В нашем случае длина кабеля от внешней антенны до репитера составляет 10 метров, а потери считаются: на 100 метрах теряется 20 дБ, соответственно на 10 метрах потеряется 2 дБ.
3. На вход репитера приходит сигнал - 61 – 2 = - 63 дБ.
4. Смотрим коэффициент усиления репитера в его технических характеристиках (в нашем случае Ку=70). Получаем на выходе усилителя – 63+70=+7 дБм
5. На выходе антенны получаем +7(с выхода репитера) -2 (потери в кабеле) + 7 (Ку антенны) = + 12 дБм.

Таблица соответствия децибел и ватт при 50-омной нагрузке.

дБм	Вт		дБм	мВт
40	10		19	80
39	8		18	64
38	6,4		17	50
37	5		16	40
36	4		15	32
35	3,2		14	25
34	2,5		13	20
33	2		12	16
32	1,6		11	12,5
31	1,25		10	10
30	1		9	8
29	0,8		8	6,4
28	0,64		7	5
27	0,5		6	4
26	0,4		5	3,2
25	0,32		4	2,5
24	0,25		3	2
23	0,2		2	1,6
22	0,16		1	1,25
21	0,125		0	1
20	0,1		-1	0,8

Наши +12 дБм соответствуют 16 мВт. Далее для упрощения подсчета наше количество мВт помножаем на коэффициент 4 и получаем ПРИБЛИЗИТЕЛЬНУЮ площадь покрытия от нашей антенны 16 х 4 = 64 кв.м. в открытом пространстве. При наличии стен и перегородок площадь может оказаться в разы меньше.

Репитер Talent TE-9102B имеет коэффициент усиления 70 дБ и максимальную выходную мощность 200 мВт по паспорту. Но в нашем случае выходная мощность оказалась всего лишь 5 мВт из 200 возможных.

В случае систем GSM 1800 и 3G/UMTS2100 для определения ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ площади покрытия, полученную выходную мощность рекомендуется умножать на 3, т.к. при более высоких частотах происходит более высокое затухание сигнала в среде распространения.

Методика расчёта получается достаточно простой: зная изначально площадь помещений, которую нам надо покрыть, и измерив сигналы от базовых станций сотовых операторов, мы можем просчитать энергетический баланс системы и правильно выбрать модель репитера.

Вариант №2 (С использованием делителя с неравномерным распределением мощности.)

В данной системе используется две внутренних антенны. Одна покрывает площадь 25*4=100 кв.м. (которая выдаёт на выходе 14 дБм – 7 дБ), а вторая 50*4= 200 кв.м. (17 дБм на выходе). Для распределения сигнала был выбран несимметричный делитель (ответвитель) с боковым затуханием на 10 дБ, а по прямой – 1 дБ. Делается это в двух случаях:

1. Компенсировать потери на кабеле до дальней антенны при помещениях одинаковой площади.
2. Более рационально распределить мощность сигнала для покрытия помещений различной площади.

В качестве вывода:

Когда Вы выбираете репитер – старайтесь не экономить на оборудовании. Антенны выбирайте с большими коэффициентами усиления, и кабель старайтесь по возможности брать с большим сечением (минимальными параметрами затухания). Всё это позволит получить максимальный результат после установки системы.

Таким образоим, обладая этими знаниями можно самостоятельно подобрать и установить репитер GSM.

Позволяет поддерживать скорость передачи информации на теоретическом уровне до 21 Мбит/с (при использовании HSPA+). В настоящий момент самыми высокими скоростями считаются 384 Кбит/с для мобильных станций технологии R99 и 7,2 Мбит/с для станций HSDPA в режиме передачи данных от базовой станции к мобильному терминалу. Это является скачком по сравнению со значением в 9,6 Кбит/с при передаче данных по каналу GSM или использованием в соответствии с технологией HSCSD нескольких каналов 9,6 Кбит/с (при этом максимально достигаемая скорость - 14,4 Кбит/с в CDMAOne), и, наряду с другими технологиями беспроводной передачи данных (CDMA2000 , PHS , WLAN) позволяет получить доступ к Всемирной Паутине и другим сервисам посредством использования мобильных станций.

Предшествующее поколению 3G, второе поколение мобильной связи включает в себя такие технологии как GSM , IS-95 , PHS , используемый в Японии PDC и некоторые другие, принятые на вооружение в самых разных странах. Эволюционным этапом на этом пути развития телекоммуникаций является поколение «2,5G», обозначающее применение на сетях технологии GPRS .

Теоретически скорость передачи данных с GPRS может составлять максимально 172 Кбит/с, но на практике (из-за ограничений абонентских терминалов половиной полосы, т.е. 4 слота из 8) она достигает 85 Кбит/с, а в среднем примерно 30-40 Кбит/с, что, тем не менее, повышает привлекательность технологии, основанной на пакетной коммутации по сравнению с более медленными в передаче данных способах, основанных на коммутации каналов. GPRS применена на многих сотовых сетях стандарта GSM

Следующий этап в этой технологии - EDGE , использующий более сложные схемы кодирования информации (вместо гауссовской модуляции GMSK плотностью 1 бит/Герц используется разновидность QPSK , квадратурная ортогональная модуляция 8PSK до 3 бит/Герц) - позволяет поднять скорость передачи данных в три раза до 474 Кбит/с в теории и до 237 Кбит/с на практике (опять ограничение абонентских терминалов - приём 4 слота из 8), и в среднем 100-120 Кбит/с в реальности.

Сети, развёрнутые с применением EDGE , относят к поколению «2,75G». Улучшенный GPRS это и есть EDGE. GSM/EDGE составляют один из уровней доступа 3G/UMTS - GERAN.

Начиная с 2006 года, на сетях UMTS повсеместно распространяется технология высокоскоростной пакетной передачи данных от базовой станции к мобильному терминалу HSDPA , которую принято относить к сетям поколения «3,5G». К началу 2008 года HSDPA поддерживала скорость передачи данных в режиме «от базовой станции к мобильному терминалу» до 7,2 Мбит/с. Также ведутся разработки по повышению скорости передачи данных в режиме от мобильного терминала к базовой станции HSUPA . В долгосрочной перспективе, согласно проектам 3GPP , планируется эволюция UMTS в сети четвёртого поколения , позволяющие базовым станциям передавать и принимать информацию на скоростях 100 Мбит/с и 50 Мбит/с соответственно, благодаря усовершенствованному использованию воздушной среды посредством мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).

UMTS позволяет пользователям проводить сеансы видеоконференций посредством мобильного терминала, однако опыт работы операторов связи Японии и некоторых других стран показал невысокий интерес абонентов к данной услуге. Гораздо более перспективным представляется развитие сервисов, предлагающих загрузку музыкального и видео контента: высокий спрос на услуги такого рода был продемонстрирован в сетях 2,5G.

В России

По результатам конкурса на получение лицензий для предоставления услуг сотовой связи в стандарте UMTS на территории России победителями оказались три крупнейших оператора стандарта GSM в РФ: в апреле 2007 года необходимые разрешения были выданы ОАО «Мобильные ТелеСистемы» (МТС), ОАО «ВымпелКом» (торговая марка Билайн) и ОАО «МегаФон », ООО «T2 Рус холдинг» получило частоты при объединении с «Ростелекомом» (Ныне «T2 РТК Холдинг» (торговая марка Tele2).

Первым российским оператором, запустившим сеть третьего поколения в коммерческую эксплуатацию, стал «Северо-Западный филиал ОАО „МегаФон“»: в начале октября 2007 г. компания ввела в действие сеть из 30 базовых станций на территории г. Санкт-Петербурга , а к концу 2008 г. планировала построить на Северо-Западе 1000 базовых станций с поддержкой UMTS/HSDPA и полностью покрыть сетью Петербург. 28 мая 2008 г. сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в Петербурге запустила в коммерческую эксплуатацию компания МТС. 15 июля 2008 г. в Сочи компания МТС запустила в коммерческую эксплуатацию сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA . Это позволило компании «Мобильные ТелеСистемы» стать вторым оператором России, начавшим предоставление услуг связи -UMTS. 1 июня 2008 года в городе Казань компанией «МТС» была запущена сеть 3G(HSDPA) в тестовом режиме, а с 1 июля 2008 года была запущена в коммерческую эксплуатацию. С февраля 2008 года в тестовом режиме, а с 6 октября 2008 года услуги в сети 3G доступны для абонентов МТС в Новосибирске в коммерческом режиме. Чуть позднее 3G сеть была развёрнута в городе Нижнекамск, с января 2009 года в Казани также запустила 3G сеть «Билайн», с 1 сентября 2009 года планируется запуск 3G сети компанией «Мегафон», обещавшей полностью покрыть весь город. 16 июля 2009 года в Саратове компания МТС запустила в коммерческую эксплуатацию сеть 3G с поддержкой HSDPA .

1 сентября 2008 года «Вымпелком» (торговая марка «Билайн») объявила о начале предоставления услуг на основе технологий UMTS в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Самаре и Челябинске. 12 марта 2009 года в Новосибирске ОАО «Вымпел-Коммуникации» запустили сеть 3G в режиме коммерческой эксплуатации 17 ноября 2008 года компания МегаФон сообщила, что 185 базовых станций, оснащённых современным оборудованием для высокоскоростной передачи данных, обеспечивают высокое качество 3G-сигнала в крупных городах и населённых пунктах республики Дагестан: Белиджи, Магарамкенте, Кизляре, Кизилюрте, Избербаше, Каспийске, Дербенте, Дагогни, Ленинкенте, Тюбе, Буйнакске и Хасавюрте. 14 ноября 2008 года «Билайн» объявила первой о начале предоставления услуг на основе технологий UMTS в Уфе, а 17 Декабря 2008 года 3G сеть была запущена в Кургане, и в Чите. 18 декабря 2009 года «Билайн» запустила сеть 3G в Иркутске и Иркутской области. 6 мая 2010 года МТС запустила 3G сеть в городе Липецке . 17 июля 2012 в Иркутске ЗАО «Байкалвестком» запустило сеть 3G. "В ближайшее время жители крупных населенных пунктов Приангарья смогут воспользоваться всеми преимуществами сети третьего поколения стандарта UMTS" - сообщается на сайте компании . 27 марта 2013 в Пермском крае ОАО «Ростелеком» запустили сеть 3G+. В ближайшее время жители мелких населенных пунктов Пермского края смогут использовать все преимущества сетей третьего поколения стандарта "HSPA+" - сообщается на сайте

Относительно 3G покрытия другими операторами не сообщается.

В Казахстане

С 24 апреля 2011 г. в Казахстане начал работу сотовый оператор Tele2 , ранее известный под брендом Neo (ТОО «Мобайл Телеком-Сервис»), который запустил стандарт (UMTS-900) в Алматы и Астане, с весны 2012 - в г. Павлодар.

Технология

Следующая ниже информация не применима к сетям, отличным от UMTS, но использующим радио-интерфейс W-CDMA : таким, как например FOMA

UMTS развёртывается путём внедрения технологий радио-интерфейса W-CDMA , TD-CDMA, или TD-SCDMA на «ядро» GSM . В настоящий момент большинство операторов, работающих как на сетях UMTS, так и других стандартов типа FOMA, выбирают в качестве технологии воздушного интерфейса W-CDMA .

Радио-интерфейс UMTS использует в своей работе пару каналов с шириной полосы 5 МГц. Для сравнения, конкурирующий стандарт CDMA2000 использует один или несколько каналов с полосой частот 1,25 МГц для каждого соединения. Здесь же кроется и недостаток сетей связи, использующих W-CDMA : неэкономичная эксплуатация спектра и необходимость освобождения уже занятых под другие службы частот, что замедляет развёртывание сетей, как, например, в США.

Согласно спецификациям стандарта, UMTS использует следующий спектр частот: 1885 МГц - 2025 МГц для передачи данных в режиме «от мобильного терминала к базовой станции» и 2110 МГц - 2200 МГц для передачи данных в режиме «от станции к терминалу». В США по причине занятости спектра частот в 1900 МГц сетями GSM выделены диапазоны 1710 МГц - 1755 МГц и 2110 МГц - 2155 МГц соответственно. Кроме того, операторы некоторых стран (например, американский AT&T Mobility) дополнительно эксплуатируют полосы частот 850 МГц и 1900 МГц. Далее, правительство Финляндии на законодательном уровне поддерживает развитие сети стандарта UMTS900, покрывающей труднодоступные районы страны и использующей диапазон 900 МГц (в данном проекте участвуют такие компании как Nokia и Elisa).

Для операторов связи, уже оказывающих услуги в формате GSM, переход в формат UMTS представляется лёгким с технической точки зрения и значительно затратным одновременно: при создании сетей нового уровня сохраняется значительная часть прежней инфраструктуры, но вместе с тем получение лицензий и приобретение нового оборудования для базовых станций требует значительных капиталовложений.

В принципе, конкурирующий стандарт определяется исходя из конфигурации самой UMTS. Если UMTS нацелена на передачу данных, то тут конкурирующими считаются технологии WiMAX , Flash-OFDM и LTE . В настоящей статье обсуждаются аспекты систем UMTS-FDD, формы UMTS, предлагаемой к использованию в традиционных сотовых сетях. Другая форма UMTS, UMTS-TDD, построенная на отличной от W-CDMA технологии передачи данных по воздуху (TD-CDMA) предлагает осуществлять обмен данными между базовой станцией и мобильным терминалом в одном спектре, что является эффективным решениям для предоставления раздельного доступа. В данном случае мы можем говорить о более конкурентоспособном решении по отношению к сетям, аналогичным WiMAX, чем ориентированные на голосовой трафик UMTS.

И CDMA2000, и W-CDMA согласованы Международным союзом электросвязи как часть семейства IMT-2000 поколения в приложение к технологиям TD-CDMA, EDGE и собственному стандарту КНР TD-SCDMA.

Более узкая по отношению к UMTS полоса пропускания CDMA2000 позволяет гораздо легче запустить эту технологию в местах, где эксплуатируются более ранние сети. По ряду причин операторы связи могут эксплуатировать либо UMTS, либо GSM, но не обе технологии в одной полосе частот одновременно. Однако это не является большой проблемой, так как в большинстве регионов развёртывание двух сетей в одном спектре уже ограничено законодательным образом.

Большинство операторов GSM в Северной Америке, так же как и операторы в других регионах, используют оборудование EDGE как наиболее близкую к технологию. Американская AT&T Wireless предложила своим абонентам эту услугу в 2003 году, T-Mobile USA - в октябре 2005 года, канадская Rogers Wireless - в конце 2003 года. Литовский оператор Bitė Lietuva был одним из первых европейских операторов, предложивших пользователям EDGE (декабрь 2003 года), итальянская компания TIM сделала это в 2004 году. Преимущество EDGE заключается в том, что она может быть использована в полосе частот, занимаемых GSM, и лёгкости её внедрения на мобильных терминалах для производителей телефонов. Это лёгкая, удобная в эксплуатации и относительно недорогая технология, служащая временным решением для апгрейда сетей GSM: UMTS требует более значительных вложений и изменений в архитектуре провайдера. Основным конкурентом этого приложения к сетям выступает CDMA2000.

Недостатки

В некоторых странах (в том числе США и Японии) порядок распределения радиочастотного спектра не соответствует рекомендациям Международного союза электросвязи, и в результате UMTS не может быть развёрнута в спектре, назначенном разработчиками. Это требует нового подхода к оборудованию сети связи, и перед производителями ставится задача разработки новых технологических решений. Опыт эксплуатации оборудования сетей GSM позволяет сделать предположение, что в скором времени на рынке появится оборудование, которое сможет удовлетворить требованиям заказчиков во всех странах мира, но его стоимость будет значительно выше существующих на данный момент предложений. Однако такая универсальность в конечном итоге позволяет снизить затраты по отрасли в целом, и в результате абонент окажется в выгоде.

В начале эры UMTS основными недостатками технологии представляются следующие моменты:

• относительно высокий вес мобильных терминалов наряду с низкой ёмкостью аккумуляторных батарей ;
• технологические сложности корректного осуществления хэндовера между сетями UMTS и GSM;
• небольшой радиус соты (для полноценного предоставления услуг он составляет 1-1,5 км).

В настоящее время одной из основных проблем остаётся повышенное энергопотребление в режиме UMTS по сравнению с режимом GSM. Большинство производителей телефонов указывают различное время работы для своих устройств в зависимости от того, в сети GSM или сети UMTS работает телефон, при этом продолжительность работы от аккумулятора в сети UMTS значительно короче.

Вторая проблема в переходный от GSM к UMTS период - недостаточное покрытие территории сетью UMTS.