3. Arhitectura sistemului de telecomunicaţii mobile universale, UMTS
Arhitectura sistemului UMTS poate fi reprezentată prin mai multe domenii de lucru. Un domeniu reprezintă grupul de cel mai înalt nivel de entităţi fizice. Domeniile sunt delimitate de puncte de referinţă.
Din punctul de vedere al relaţiei dintre utilizator şi UMTS se definesc o reţea de bază şi o reţea de acces (figura 1).
Reţeaua de bază este o reţea fixă de comunicaţii, care poate fi, de exemplu, partea fixă a unei reţele GSM, o reţea B-ISDN sau N-ISDN, o reţea de transmisii de date, PDN, o conexiune prin sisteme de sateliţi etc. Reţeaua de acces este compusă dintr-un controlor de reţea radio, care are rolul de a gestiona resursele radio atribuite reţelei de acces şi de a organiza şi de a supraveghea aceasta şi din noduri radio, care reprezintă echipamente de emisie-recepţie structurate în conformitate cu tehnica de modulaţie şi de multiplexare adoptate.
O parte distinctă de reţea este echipamentul mobil, denumit şi echipament de utilizator. În sistemele de comunicaţii mobile de generaţia a treia acestea sunt, în general, echipamente multifuncţionale, care permit, din punct de vedere tehnic, conectarea la mai multe tipuri de reţele radio de acces din generaţia a treia şi din generaţia a doua de sisteme de comunicaţii mobile.
În UMTS tehnicile de duplexare adoptate sunt CDMA de bandă largă (WB-CDMA), la care transmisia pe cele două sensuri de comunicaţie se realizează pe canale radio diferite şi TDMA / CDMA la care duplexarea celor două sensuri de comunicaţie este realizată în acelaşi canal radio, în intervale de timp diferite.
Schema generală a UMTS se poate subdiviza pe domenii de activitate (figura 2), fiecare dintre ele cu rolul său specific, cu introducerea unor puncte de referinţă, necesare pentru interconectările care au loc între reţelele care alcătuiesc ansamblul UMTS. Se deosebesc următoarele două domenii principale:
• domeniul echipamentului de utilizator;
• domeniul infrastructurii.
Domeniul echipamentului de utilizator este alcătuit din echipamentul mobil şi modulul SIM de utilizator, iar domeniul infrastructurii este format din domeniul reţelei de acces şi domeniul reţelei de bază. Reţeaua de bază, la rândul ei, conţine domeniile reţelei de serviciu (cea prin care la momentul respectiv utilizatorul mobil îşi realizează comunicaţia), reţelei de tranzit şi cel al reţelei de apartenenţă, la care utilizatorul este înregistrat. Pentru ca utilizatorul mobil să poată realiza o legătură de comunicaţie, între operatorul reţelei de serviciu şi cel al reţelei de apartenenţă trebuie să existe o convenţie de colaborare şi să se asigure mijloacele tehnice de semnalizare necesare transmiterii datelor tehnice referitoare la utilizatorul mobil. Reţeaua de tranzit trebuie să asigure trecerea transparentă a datelor de utilizator între reţeaua de serviciu şi cea de destinaţie.
Echipamentul de utilizator este echipamentul folosit de acesta pentru a avea acces la serviciile oferite de UMTS. Interfaţa echipamentului de utilizator este realizată prin mijloace radio. Interfaţa dintre domeniul echipamentului de utilizator şi domeniul infrastructurii, notată cu Uu, este în UMTS interfaţa UTRA.
Domeniul echipamentului de utilizator cuprinde diferite tipuri de echipamente cu funcţiuni şi cu oferte diferite. Aceste echipamente de utilizator, uneori denumite şi echipamente terminale, pot fi compatibile cu una sau mai multe interfeţe de acces, fixe sau radio. Domeniul echipamentului de utilizator se poate subdiviza în:
• domeniul echipamentului mobil (ME) şi
• domeniul modulului de identitate pentru serviciile de utilizator (USIM).
În domeniul echipamentului mobil se realizează transmisia radio cu diferite aplicaţii.
Modulul USIM este o cartelă “inteligentă” care conţine date şi proceduri prin care aceasta se indentifică în mod sigur şi fără ambiguităţi. Funcţiunile sunt înregistrate optic pe cartela inteligentă. Cartela este asociată cu un utilizator dat, pentru care reprezintă o identitate de utilizator, indiferent de echipamentul mobil folosit.
Punctele de referinţă pentru domeniul echipamentului de utilizator sunt Cu şi Uu, conform figurii 2.
Domeniul infrastructurii este alcătuit din:
• domeniul reţelei de acces;
• domeniul reţelei de bază.
În cadrul domeniului reţelei de acces se realizează cea mai mare parte a funcţiunilor specifice tehnicilor de acces. Funcţiunile realizate în reţeaua de bază pot fi utilizate împreună cu fluxul de informaţii care poate folosi oricare dintre tehnicile de acces adoptate.
Domeniul reţelei de acces este reprezentat de entităţile fizice care gestionează resursele reţelei de acces şi pune la dispoziţia utilizatorului mecanismul de acces către domeniul reţelei de bază. Punctele de referinţă care delimitează domeniul reţelei de acces sunt Uu şi Iu.
Domeniul reţelei de bază este format din entităţi fizice care oferă suportul fizic pentru caracteristicile reţelei şi pentru realizarea serviciilor de telecomunicaţii. Sunt realizate o serie de funcţiuni ca:
• managementul informaţiei de localizare a utilizatorului;
• controlul caracteristicilor reţelei şi serviciilor;
• mecanismele de transfer (comutare şi transmisie) pentru semnalizări şi pentru informaţiile generate de utilizator.
Delimitarea între domeniul reţelei de acces şi cel al reţelei de bază este dată de punctul de referinţă Iu.
Domeniul reţelei de bază poate fi subdivizat, în funcţie de poziţia pe care reţeaua de bază o are în raport cu utilizatorul, în:
• domeniul reţelei de serviciu;
• domeniul reţelei de apartenenţă;
• domeniul reţelei de tranzit.
În interiorul domeniului reţelei de bază se definesc:
a. punctul de referinţă Zu între domeniul reţelei de serviciu şi cel al reţelei de apartenenţă şi
b. punctul de referinţă Yu, între domeniul reţelei de serviciu şi cel al reţelei de tranzit.
Domeniul reţelei de serviciu reprezintă acea parte a domeniului reţelei de bază la care este conectată reţeaua de acces prin care se oferă accesul utilizatorului. Prin acesta se oferă utilizatorului funcţiunile locale ale reţelei de bază în punctul de acces. Domeniul reţelei de serviciu este responsabil pentru rutarea apelurilor şi pentru transportul datelor/informaţiilor de utilizator de la sursă la destinaţie. Domeniul reţelei de serviciu trebuie să fie capabil să colaboreze cu domeniul reţelei de apartenenţă, care-i oferă datele/serviciile specifice utilizatorului, precum şi cu domeniul reţelei de tranzit, pentru obţinerea unor date/servicii nespecifice utilizatorului.
Domeniul reţelei de apartenenţă oferă funcţiunile reţelei de bază referitoare la o localizare permanentă a utilizatorului mobil, indiferent de localizarea punctului de acces al acestuia. Modulul USIM este conectat, prin datele de abonament pe care le conţine, la domeniul reţelei de apartenenţă. Din acest motiv, reţeaua de apartenenţă conţine, cel puţin, datele permanente specifice utilizatorului şi este responsabilă pentru gestionarea informaţiei referitoare la subscripţia acestuia. Reţeaua de apartenenţă poate, de asemenea, să realizeze servicii specifice, care nu sunt în mod potenţial oferite de domeniul reţelei de serviciu.
Domeniul reţelei de tranzit reprezintă partea localizată pe traseul de comunicaţie, situată între domeniul reţelei de serviciu şi partea distantă. Dacă, de exemplu, pentru un apel anumit, partea distantă este situată în aceeaşi reţea ca şi echipamentul de utilizator care a declanşat apelul, domeniul reţelei de tranzit rămâne inactiv.
– va urma –
Ing. Cristina – Gabriela Gheorghe
I.N.S.C.C.
e-mail: cristina@co.cnscc.ro