Umts tdd standartas
5 (100%) 1 vote

Umts tdd standartas

[pic]

KAUNO TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETAS

KOMPIUTERIŲ TINKLŲ KATEDRA

T120B310 Kompiuterių tinklai

Referatas

UMTS TDD standartas

Atliko:

Vadovas:

Kaunas 2005

Įvadas

Rytdienos mobiliojo ryšio tinklai teiks ne tik telefono ryšio ar žinučių

siuntimo paslaugas. Žinovai pranašauja, kad mūsų kasdienį gyvenimą užplūs

mobiliojo ryšio teikiama multimedijos informacija. Naująją erą sutiksime

turėdami naujų standartų ryšius, o tinklai bus papildyti dar neregėtomis

skaitmeninio radijo ryšio paslaugomisPer pastaruosius keletą metų ženklai pastebima evoliucija

telekomunikacijos srityje pradedant nuo klasikinių architektūrų, kurios

pagrinde remiasi statinėmis ir vielinėmis struktūromis, iki naujų mobiliūjų

bevielių technologijų. Taip kaip per pastaruosius keletą metų pastebimai

evoliucionavo telekomunikacinės technologijos, taip globaliniai tinklai

kurie leidžia žmonėms prisijungti prie jų bet kurioje vietoje ir bet kuriou

metu. Iš vienos pusės ši kryptis išugdė trečios kartos mobiliųjų

telekomunikacijų sistemas, ir iš kitos pusės paskatino vietinių tinklų

augimą. Naudojantis „Universal Mobile Telecommunication System“ (UMTS)

standartu bus toliau vystomos šios sritys ir užims lyderiaujančias

pozicijas.

Perėjimas į trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartą

  Prieš dešimt metų įsigaliojo skaitmeninis GSM standartas, kuris mums

suteikė galimybę naudotis antros kartos (2G) mobiliuoju ryšiu. Nuo to laiko

ekspertai, galima sakyti, tik apie trečiosios kartos mobilųjį ryšį ir

tešneka. Dar prieš dešimt metų buvo aišku, kad duomenų perdavimo greitis,

kurį garantavo GSM (žr. 1 pav.), tinkamas tik balso ryšiui, o daugialypei

terpei yra per mažas. Kaip padidinti duomenų perdavimo greitį? Viena

galimybė yra taikyti HSCSD ar EDGE technologijas (žr. išpl. paaiškinimą).

Šios technologijos ryšio pralaidą padidina keliais lygiagrečiais GSM

kanalais. Kita galimybė – taikyti GPRS mobiliojo radijo ryšio duomenų

perdavimo technologiją. Deja, nė viena iš jų šio uždavinio iki galo

neišsprendžia.

[pic]

1 pav. Įvairių taikomųjų užduočių, atliekamų skirtingomis technologijomis,

duomenų perdavimo trukmės.

   

Pasirodo, jį galima išspręsti gana paprastai, bet radikaliai: pagal

galimybę naudoti platesnę radijo ryšio bangų juostą ir ją eksploatuoti kuo

efektyviau. Šis ryšio spartinimo principas paaiškina, kodėl UMTS standartui

priskiriamos naujos dažnių juostos ir kodėl, norint gauti atitinkamas

licencijas, rengiami tokie brangūs aukcionai. UMTS standarto bangų spektras

(nešlių bangų juostos plotis) yra 25 kartus platesnis nei GSM standarto.

Maža to, šios technologijos spektrinis efektyvumas (duomenų perdavimo

sparta, tenkantis vienam juostos pločio Hz) yra du tris kartus didesnis.

Vadinasi, UMTS standarto ryšio tinklas, palyginti su GSM, būtų tiek pat

kartų spartesnis.   Tolimojo ryšio tinklų inžinieriai turi kitų didžiausios duomenų

perdavimo spartos vertinimo kriterijų. „Svarbiausias veiksnys yra priimamo

signalo ir trukdžių lygis” Kuo didesnė radijo trukdžių (pvz., generuojamų

gretimų „korių“ siųstuvų) galia, tuo mažesnė duomenų perdavimo sparta.

Tinklų operatoriai duomenų perdavimą gali paspartinti naudodami

vadinamąsias „nuovokias“ antenas. Užuot radijo bangas spinduliavusios

visomis kryptimis, šios antenos jas spinduliuoja kryptingai – kuo tiksliau

imtuvo kryptimi. Beje, duomenų perdavimo sparta mažėja, kai vartotojas

(kartu su savo mobiliuoju telefonu) greitai juda, pvz., važiuoja

automobiliu ar traukiniu, nes sistemai būtina kuo greičiau perduoti

duomenis iš vieno „korio“ kitam, o šis procesas yra sudėtingas ir gana

lėtas – kuo mažesnės korinio mobiliojo ryšio tinklo stotys, tuo daugiau

joms reikia laiko ryšiui nustatyti.

  

 UMTS, arba tiksliau – TDD, duomenų perdavimą paspartintų iki 384 Kb/s.

Tada visi vartotojai vienu metu galėtų naudotis tuo pačiu „koriu“. Pirmieji

UMTS mobiliojo ryšio tinklai Didžiosios Britanijos Meno saloje, Monako

kunigaikštystėje ir Japonijoje parodė, kad vartotojai jau gali naudotis

naujomis įdomiomis paslaugomis, pvz.: videokanalu. Būtina atminti, kad

kartais tam tikrose vietose gali susirinkti minios žmonių, kurie tuo pat

metu norės naudotis multimedijos ryšio paslaugomis – oro uostuose, mugėse,

konferencijose, viešbučiuose, stovyklavietėse ir t.t. Pastaraisiais metais

tokiems patalpose vykstantiems renginiams buvo sukurtas mobilusis Etherneto

ekvivalentas. Šiai sistemai, vadinamai W-LAN, tereikia ryšio tinklų

kreipties įrenginių – knygos dydžio siųstuvų bei imtuvų ir specialios

įdedamosios plokštelės. Vartotojo ryšys su tokiais kreipties įrenginiais

nustatomas radijo bangomis, t.y., kiekvienas
nešiojamasis ar kišeninis

kompiuteris arba kitas mobilusis galinis įrenginys turės anteną.   Naudotis W-LAN technologijos ryšio dažniais licencijos nereikia.

Priklausomai nuo to, koks naudojamas standartas, šia technologija kelių

dešimčių metrų nuo siųstuvo atstumu galima pasiekti 11 Mb/s (standartas

IEEE 802.11b) ar net 54 Mb/s (HiperLAN/2 ir IEEE 802.11a) duomenų perdavimo

spartą. Dabar W-LAN technologija jau plačiai taikoma visame pasaulyje –

viešbučiuose, oro uostuose ir biuruose. Pastarųjų metų Ericssono ir tinklo

operatoriaus Telenor Mobile Norvegijoje atlikti tyrimai parodė, kad W-LAN

technologiją įmanoma taikyti kartu su GPRS ar UMTS tinklais. Ten, kur W-LAN

galimybės išsenka, ryšys gali būti teikiamas mobiliojo radijo ryšio tinklu.

   Ryšio priemonių gamybos ekspertų nuomone, mobiliojo ryšio raidos kelias

labai aiškus. Patalpose būtų logiškiausia naudoti W-LAN sistemą kaip UMTS

mobiliojo ryšio tinklo išplėtą. Visi ekspertai laikosi vienos nuomonės, kad

W-LAN ar panašūs plačiajuosčiai tinklai, skirti didmiesčiams, bus gerokai

brangesni, nes ryšiui garantuoti reikės daug į tinklą integruotų kreipties

taškų. Pasak I. Drepping, ateinančiais metais UMTS technologija bus įdiegta

didelėse teritorijose. W-LAN technologija UMTS nenurungs – atvirkščiai, jos

viena kitą papildys, nes abi yra sistemos, garantuojančios vartotojui

optimalią duomenų perdavimo spartą, sudedamosios dalys. Verti dėmesio ir

kiti techniniai sprendimai. W. Mohro žodžiais tariant, UMTS tinklais,

veikiančiais kartu su W-LAN, būtų galima perduoti skaitmeninius vaizdo

duomenis antžeminėmis ir dirbtinių Žemės palydovų antenomis. Toks ryšys

būtų naudojamas perduoti informacijai, kurią vienu metu gauna didelis

žmonių būrys – mobiliesiems galiniams įrenginiams skirtas televizijos

programas, vaizdo informaciją bei žinias.

Universal Mobile Telecommunications System – universalioji mobiliojo

ryšio sistema. Trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartas. Ryšys

nustatomas 2 GHz diapazono dažniais. Jais naudotis išduodama vyriausybės

licencija. Ryšiui paspartinti gali būti taikoma ir GPRS, ir HSCSD

technologijos. Teoriškai didžiausia duomenų perdavimo sparta – iki 2 Mb/s.

Yra du UMTS režimai: W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Acces –

kolektyvioji kodinio atskyrimo kreiptis, dar vadinama FDD – Frequency

Division Duplex – dažninio atskyrimo dupleksu) ir TD-CDMA (Time Division

CDMA – laikinė kolektyvioji kodinio atskyrimo kreiptis, dar vadinama TDD –

Time Division Duplex – laikinio atskyrimo dupleksu). Abu režimai veikia

dviem skirtingomis ryšio linijomis: nuo siųstuvo – imtuvo link ir

atvirkščiai. FDD yra įprastesnė procedūra (šiuo metu ryšio sparta iš

siųstuvo į imtuvą – iki 384 Kb/s, priešinga kryptimi – 64 Kb/s). TDD

režimas turi didelių privalumų, tarp kurių – labai didelė duomenų perdavimo

sparta asimetrinio ryšio atveju. Taip sudaromos idealios sąlygos iš tinklo

įkelti didelį duomenų kiekį.IPWireless mobilaus plačiajuosčio duomenų perdavimo tecnologija

IPWireless mobilaus plačiajuosčio duomenų perdavimo tecnologija – tai

tarptautinio 3GPP UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)

standarto įdiegimas. Pritaikant 3GPP UMTS UTRA UMTS TDD standartą

naudojamas TDD (Time-division-duplex) duomenų perdavimo metodas plačiame

nesuporintų dažnių spektre. Galima naudoti 5 ir 10 MHz pločio ištisinius

kanalus. Lietuvoje UAB “Neltė” naudos įmonei suteiktus licenzijuotus

dažnius 3.5GHz dažnių spektre.

IPWireless technologija diegiama panašiai kaip ir kitos korinio ryšio

technologijos. Yra galimybė pasirinkti omni: trijų ir šešių sektorių

korius. Svarbiausia, kad ši technologija nereikalauja tiesioginio matomumo

ir leidžia teikti plačiajuosčio duomenų perdavimo prieigą pastatų viduje,

jų išorėje ir judančiuose objektuose.

IPWireless Radijo Prieigos Tinklo (RAN – Radio Access Network) sprendimas

susideda iš radijo valdymo įrangos (INC – Integrated Network Controller),

atsparių išorinėms lauko sąlygoms bazinių stočių (Node B) ir mažų

ekonomiškų galinių tinklo įrenginių. IPWireless RAN jungiamas prie

standartinio IP bazinio tinklo, tokiu būdu pateikiant galutinį sprendimą

operatoriams ir interneto paslaugų teikėjams (ISP) fiksuotoms, portabilioms

ar mobilioms plačiajuosčioms bevielėms duomenų perdavimo paslaugoms teikti.

Kadangi technologija yra pagrįsta paketų komutavimu, radijo prieigos

resursai statistiškai paskirstomi visiems tinklo vartotojams. Vartotojai

gali būti visada prisijungę prie tinklo ir nenaudoti jo resursų kai

duomenys nėra siunčiami ar gaunami. Duomenų perdavimo greitis vienam

vartotojui gali siekti iki 3 Mbps!

UMTS Lietuvoje

UAB “Neltė” ir Švedijos plačiajuosčių bevielių tinklų operatorius ATENIT

susitarė diegti plačiajuosčių ir mobilių paslaugų prieigos tinklą

Lietuvoje. Tai pirmas naujos kartos bevielio plačiajuosčio ryšio tinklas

Baltijos valstybėse ir antrasis Baltijos jūros regione. Analogišką tinklą

Atenit diegia Švedijoje.

infrastruktūrai panaudota JAV bendrovės IPWireless sukurta naujos

kartos technologija, pagrįsta tarptautiniu UMTS-TDD standartu. Nuo 2002

metų pirmaujantys telekomunikacijų operatoriai vis plačiau (Didžiojoje

Britanijoje, Vokietijoje, Pietryčių Azijoje, Naujoje Zelandijoje,

Australijoje ir kitur) diegia šios technologijos tinklus. Šiuo metu

klientams siūloma įranga – kompaktiški modemai, prie stalinio ar nešiojamo

kompiuterio arba vietinio tinklo maršrutizatoriaus jungiami Ethernet arba

USB sąsajomis. Bevielės prieigos modemas užtikrina net iki 3 Mbps spartą

Tinklo diegimas jau pradėtas Vilniuje ir toliau pirmiausia bus tęsiamas

didžiuosiuose šalies miestuose.

“Mes didžiuojamės galėdami suteikti bendrovėms ir gyventojams mobilių

plačiajuosčių paslaugų tinklą. Neltė ir Atenit sudarys sutartis su

Interneto paslaugų rinkos lyderiais dėl aukščiausios kokybės interneto ir

duomenų perdavimo paslaugų teikimo, taip pat IP telefonijos paslaugų.

Ateityje Atenit planuoja nuoseklų mobilaus plačiajuosčio ryšio prieigos

tinklų vystymą Baltijos regione”, sakė Torval Bohlin, Atenit Valdybos

pirmininkas.

„Mes pasirinkome Atenit technologiniu partneriu ne vien dėl didelės

patirties ir sukauptų žinių diegiant bevielės plačiajuostės prieigos

tinklus, bet ir dėl Atenit siūlomo visiškai naujo bevielės prieigos

sprendimo. Mes tikimės, kad šis tinklas iš esmės pakeis interneto naudojimo

įpročius Lietuvoje“, sakė Tadas Matulionis, UAB „Neltė“ generalinis

direktorius. „Daugiau nebereikės telefono ar kabelinės linijos arba

kryptinės antenos įrengimo, kiekvienas galės pradėti naudotis sparčiu

internetu per keletą minučių.“

“Kartu su UMTS-TDD technologija Atenit ir Neltė Lietuvoje pristato

neturintį atitikmens plačiajuosčio ryšio lygį”, sakė Chris Gilbert,

IPWireless vadovas. “Abonentai galės mėgautis plačiajuosčio ryšio sparta,

kad ir kur jie būtų – namie, biure, kavinėje – ir visa tai bevieliu ryšiu.”

UMTS licencijavimas

Panašu į tai, kad praėjusiais metais kilusi UMTS, arba trečiosios kartos

(3G) judriojo (mobiliojo) ryšio licencijų išdavimo karštligė Europoje jau

eina į pabaigą. Vienokiu ar kitokiu būdu didžioji dalis Europos Sąjungos

(ES) valstybių jau išdalino licencijas telekomunikacijų operatoriams,

tačiau nepanašu, kad bent iki 2002 metų pradžios Europos gyventojams būtų

pasiūlytos naujos informacinės visuomenės paslaugos. Pamažu sklaidosi ir

euforija Europos telekomunikacijų rinkoje. Nors iš pradžių Europos

telekomunikacijų bendrovės tikėjosi, kad įsigijus licencijas bus galima

greitai pasiūlyti kokybiškai naujas vartotojų laukiamas paslaugas ir todėl

mokėjo astronomines pinigų sumas, tačiau vėliau buvo pamatyta, kad

beatodairiškas pinigų švaistymas pačių licencijų įsigijimui turi neigiamos

įtakos bendrovių gebėjimui kurti šio ryšio tinklus bei pasirengti paslaugų

teikimui. Žinoma, tai nėra vienintelė priežastis, dėl kurios UMTS paslaugų

pateikimas į rinką vis atidedamas, tačiau visuotinai pripažįstama, kad

tinkamas UMTS licencijavimo procedūrų pravedimas turi tiesioginės įtakos

nustatant optimalų valstybės ir operatorių interesų balansą, pateikiant

UMTS paslaugas vartotojams ir užtikrinant, kad bus šių paslaugų paklausa.Lietuva dar tik rengiasi UMTS licencijų išdavimui, todėl svarbu

atsižvelgti į kitų valstybių patirtį šioje srityje ir nekartoti klaidų,

kurios gali gana brangiai kainuoti. Šiuo straipsniu kaip tik ir norima

aptarti teisinius UMTS licencijavimo aspektus žiūrint iš ES ir Lietuvos

teisės pozicijų, apžvelgti kitų valstybių patirtį išduodant šias licencijas

bei padėtį mobilaus ryšio rinkoje ir pateikti tam tikras pastabas bei

pasiūlymus dėl to, į ką turėtų būti atsižvelgta išduodant UMTS licencijas

Lietuvoje.

Literatūra

1] Universal Mobile Telecommunications System (UMTS),

http://www.3gpp.org

2] http://www.umts-forum.org

3] www.nelte.lt

4] www.ipwirele