Uniwersalny system telekomunikacji mobilnej (UMTS) to technologia komunikacji mobilnej trzeciej generacji (3G), która zapewnia szybkie usługi transmisji danych i głosu. Architektura sieci UMTS składa się z kilku kluczowych elementów, z których każdy odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu wydajnego działania systemu. Przyjrzyjmy się głównym elementom UMTS:
1. Sprzęt użytkownika (UE):
- Urządzenia mobilne:
- Sprzęt użytkownika (UE) oznacza urządzenia mobilne używane przez użytkowników końcowych, w tym smartfony, tablety i inne urządzenia obsługujące technologię UMTS. UE komunikują się z siecią UMTS, aby uzyskać dostęp do usług głosowych i danych.
2. UMTS Sieć naziemnego dostępu radiowego (UTRAN):
- Węzeł B (stacja bazowa):
- Węzeł B, czyli stacja bazowa, jest kluczowym elementem naziemnej sieci dostępu radiowego UMTS (UTRAN). Odpowiada za transmisję i odbiór radiowy, zarządzając interfejsem radiowym ze Sprzętem Użytkownika (UE). Węzeł B łączy się z kontrolerem sieci radiowej (RNC) i ułatwia komunikację między urządzeniami UE a siecią szkieletową.
- Kontroler sieci radiowej (RNC):
- Kontroler sieci radiowej (RNC) to kolejny istotny element UTRAN. Zarządza wieloma węzłami B, kontrolując ich działanie i ułatwiając przekazywanie. RNC zajmuje się także zarządzaniem zasobami radiowymi, kontrolą dostępu i koordynacją kontroli mocy pomiędzy węzłami B.
3. Sieć rdzeniowa (CN):
- Mobilne centrum przełączające (MSC):
- Centrum przełączania mobilnego (MSC) jest centralnym elementem sieci szkieletowej UMTS (CN). Zapewnia usługi z komutacją łączy, w tym połączenia głosowe i zarządzanie połączeniami. MSC łączy się także z innymi sieciami, takimi jak publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN) i Internet.
- Węzeł obsługi GPRS bramy (GGSN):
- Węzeł obsługi GPRS bramy (GGSN) służy jako brama pomiędzy siecią UMTS a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, takimi jak Internet. Odpowiada za przydzielanie adresów IP oraz wspiera przesyłanie danych użytkowników pomiędzy siecią UMTS a sieciami zewnętrznymi.
- Węzeł obsługujący GPRS (SGSN):
- Węzeł obsługujący GPRS (SGSN) zarządza usługami z komutacją pakietów w sieci UMTS. Obsługuje takie zadania, jak uwierzytelnianie użytkowników, zarządzanie mobilnością i routing danych pakietowych pomiędzy siecią UMTS a zewnętrznymi sieciami pakietowej transmisji danych.
- Rejestr lokalizacji domowej (HLR):
- Rejestr lokalizacji domowej (HLR) przechowuje informacje o subskrybentach, w tym profile użytkowników, dane uwierzytelniające i szczegóły subskrypcji. Odgrywa kluczową rolę w kierowaniu połączeń, zarządzaniu abonentami i świadczeniu usług.
- Rejestr lokalizacji gości (VLR):
- Rejestr lokalizacji gości (VLR) to tymczasowa baza danych przechowująca informacje o UE aktualnie zlokalizowanych na określonym obszarze geograficznym. Ułatwia kierowanie połączeń i wspiera funkcje zarządzania abonentami.
- Centrum uwierzytelniania (AUC):
- Centrum Uwierzytelniania (AUC) jest odpowiedzialne za weryfikację autentyczności UE podczas procesu rejestracji. Generuje parametry uwierzytelniające i pomaga zapobiegać nieautoryzowanemu dostępowi do sieci.
- Rejestr identyfikacyjny sprzętu (EIR):
- Rejestr tożsamości sprzętu (EIR) prowadzi bazę danych identyfikującą urządzenia mobilne, zawierającą informacje o urządzeniach skradzionych lub nieautoryzowanych. Obsługuje identyfikację i zarządzanie urządzeniami w oparciu o ich numery International Mobile Equipment Identity (IMEI).
4. Interfejsy:
- Uu Interfejs:
- Interfejs Uu reprezentuje interfejs radiowy pomiędzy sprzętem użytkownika (UE) a siecią naziemnego dostępu radiowego UMTS (UTRAN). Ma kluczowe znaczenie dla transmisji i odbioru sygnałów radiowych.
- Interfejs Iu:
- Interfejs Iu łączy UTRAN z siecią rdzeniową UMTS (CN). Ułatwia wymianę danych sygnalizacyjnych i użytkowych pomiędzy radiową siecią dostępową a siecią szkieletową.
- Iur interfejs:
- Interfejs Iur łączy różne węzły B w sieci UTRAN. Umożliwia komunikację i koordynację pomiędzy sąsiednimi stacjami bazowymi, wspierając funkcje takie jak przekazywanie.
- Interfejs Iub:
- Interfejs Iub łączy węzeł B (stację bazową) z kontrolerem sieci radiowej (RNC) w sieci UTRAN. Ułatwia wymianę informacji sterujących i danych użytkownika pomiędzy stacją bazową a RNC.
- Interfejs Ic:
- Interfejs Ic łączy sieć rdzeniową UMTS (CN) z sieciami zewnętrznymi, umożliwiając współpracę z innymi systemami komunikacyjnymi, takimi jak publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN) lub Internet.
- Interfejsy Iu-CS i Iu-PS:
- Interfejsy Iu-CS i Iu-PS łączą UTRAN z siecią rdzeniową UMTS (CN) i obsługują transmisję zarówno usług z komutacją łączy, jak i usług z komutacją pakietów.
5. Płaszczyzny kontroli i użytkownika:
- Sterowanie samolotem:
- Płaszczyzna sterowania zarządza informacjami sygnalizacyjnymi i sterującymi. Zawiera protokoły i procedury obsługujące sygnalizację, zarządzanie mobilnością i ustanawianie połączeń.
- Płaszczyzna użytkownika:
- Płaszczyzna użytkownika jest przeznaczona do przesyłania danych użytkownika. Obsługuje transport danych użytkowych pomiędzy urządzeniem mobilnym a siecią, zapewniając sprawną realizację usług użytkownika.
Podsumowując, główne elementy UMTS obejmują sprzęt użytkownika (UE), naziemną sieć dostępu radiowego UMTS (UTRAN), sieć rdzeniową (CN) i różne interfejsy. Każdy element odgrywa określoną rolę w umożliwieniu świadczenia szybkich usług transmisji danych i głosu w sieci UMTS.