W kontekście sieci komórkowych 3G (trzeciej generacji) kluczową rolę jako element radiowej sieci dostępowej odgrywa UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network). UTRAN jest częścią większej architektury UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), definiującej interfejs radiowy pomiędzy Sprzętem Użytkownika (UE) a siecią szkieletową. Oto szczegółowe wyjaśnienie UTRAN w 3G:
1. Definicja UTRAN:
- Naziemna sieć dostępu radiowego UMTS: UTRAN odnosi się do radiowej sieci dostępowej w architekturze UMTS, zapewniającej łączność bezprzewodową pomiędzy urządzeniem mobilnym (UE) a siecią rdzeniową.
2. Rola w architekturze UMTS:
- Komponent UMTS: UTRAN jest jednym z kluczowych komponentów sieci UMTS, która jest systemem komunikacji mobilnej 3G zdefiniowanym przez 3GPP (Projekt Partnerstwa Trzeciej Generacji).
- Łączność z siecią rdzeniową: Ustanawia interfejs radiowy i ułatwia wymianę głosu i danych pomiędzy urządzeniem mobilnym a elementami sieci szkieletowej.
3. Komponenty UTRAN:
- Node B: UTRAN składa się z Node B, które są bazowymi stacjami nadawczo-odbiorczymi odpowiedzialnymi za transmisję i odbiór radiowy. Te węzły B są analogiczne do stacji bazowych lub wież komórkowych w innych generacjach sieci komórkowych.
- RNC (kontroler sieci radiowej): RNC jest centralną jednostką w sieci UTRAN, która kontroluje i zarządza wieloma węzłami B. Obsługuje takie funkcje, jak przekazywanie, zarządzanie zasobami radiowymi i konfiguracja połączenia.
4. Protokoły interfejsu radiowego:
- WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access): UTRAN wykorzystuje interfejs radiowy WCDMA do komunikacji pomiędzy UE a siecią radiową.
- Protokoły sterowania i danych: Stosowane są różne protokoły zarówno do sygnalizacji sterującej, jak i do transmisji danych użytkownika przez interfejs radiowy.
5. Funkcje i obowiązki:
- Zarządzanie zasobami radiowymi (RRM): UTRAN wykonuje funkcje zarządzania zasobami radiowymi, aby zapewnić efektywne wykorzystanie dostępnego widma i zasobów radiowych.
- Przełączenia: Ułatwia przełączenia między różnymi komórkami lub węzłami B w celu utrzymania ciągłej łączności, gdy użytkownik porusza się w sieci.
6. Zarządzanie jakością usług (QoS):
- Parametry QoS: UTRAN jest odpowiedzialny za zarządzanie parametrami Jakości Usług, zapewniając, że różne rodzaje ruchu są odpowiednio traktowane w oparciu o takie czynniki, jak opóźnienie, utrata pakietów i przepustowość.
- Zróżnicowanie usług: Zarządzanie QoS wspiera różnicowanie usług dla różnych aplikacji i usług.
7. Współpraca z siecią rdzeniową:
- Interakcja z elementami sieci rdzeniowej: UTRAN współdziała z elementami sieci szkieletowej, takimi jak MSC (centrum przełączania urządzeń mobilnych) i SGSN (węzeł obsługujący GPRS), aby umożliwić kompleksowe usługi komunikacyjne.
- Interfejs z rdzeniem UMTS: Interfejs Iu łączy UTRAN z siecią szkieletową UMTS, umożliwiając wymianę informacji o sterowaniu i płaszczyźnie użytkownika.
8. Wsparcie dla usług danych:
- Sieci z komutacją pakietów: UTRAN obsługuje sieci z komutacją pakietów, umożliwiając wydajny transport usług danych przez interfejs radiowy.
- Dostęp do Internetu: Użytkownicy mogą uzyskać dostęp do Internetu i korzystać z usług transmisji danych poprzez UTRAN, umożliwiając takie czynności, jak przeglądanie stron internetowych i poczta e-mail.
9. Migracja do LTE i dalej:
- Przejście na LTE (długoterminowa ewolucja): W miarę ewolucji sieci komórkowych sieć UTRAN zapewniła podstawę do przejścia na LTE, czyli technologię 4G.
- Współistnienie z LTE: UTRAN i LTE współistnieją w niektórych wdrożeniach sieciowych, umożliwiając bezproblemową ciągłość usług i kompatybilność wsteczną.
10. Wsparcie dla starszych wersji i likwidacja:
- Starsza obsługa UMTS: Chociaż uwaga skupiła się na technologiach LTE i 5G, UTRAN w dalszym ciągu zapewnia obsługę starszych sieci i urządzeń UMTS.
- Likwidacja w niektórych regionach: W niektórych regionach sieci UMTS są stopniowo wycofywane z eksploatacji w miarę migracji operatorów w stronę bardziej zaawansowanych technologii.
Podsumowując, UTRAN w sieciach 3G jest krytycznym elementem tworzącym radiową sieć dostępową, łączącą urządzenia mobilne z siecią szkieletową. Obejmuje węzły B i RNC, zarządza zasobami radiowymi, obsługuje usługi głosowe i dane oraz odegrało kluczową rolę w ewolucji technologii komunikacji mobilnej.