[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 žinučiųsiuntimo paslaugas. Žinovai pranašauja, kad mūsų kasdienį gyvenimą užplūsmobiliojo ryšio teikiama multimedijos informacija. Naująją erą sutiksimeturėdami naujų standartų ryšius, o tinklai bus papildyti dar neregėtomisskaitmeninio radijo ryšio paslaugomis
Per pastaruosius keletą metų ženklai pastebima evoliucijatelekomunikacijos srityje pradedant nuo klasikinių architektūrų, kuriospagrinde remiasi statinėmis ir vielinėmis struktūromis, iki naujų mobiliūjųbevielių technologijų. Taip kaip per pastaruosius keletą metų pastebimaievoliucionavo telekomunikacinės technologijos, taip globaliniai tinklaikurie leidžia žmonėms prisijungti prie jų bet kurioje vietoje ir bet kurioumetu. Iš vienos pusės ši kryptis išugdė trečios kartos mobiliųjųtelekomunikacijų sistemas, ir iš kitos pusės paskatino vietinių tinklųaugimą. Naudojantis „Universal Mobile Telecommunication System“ (UMTS)standartu bus toliau vystomos šios sritys ir užims lyderiaujančiaspozicijas.
Perėjimas į trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartą
Prieš dešimt metų įsigaliojo skaitmeninis GSM standartas, kuris mumssuteikė galimybę naudotis antros kartos (2G) mobiliuoju ryšiu. Nuo to laikoekspertai, galima sakyti, tik apie trečiosios kartos mobilųjį ryšį irtešneka. Dar prieš dešimt metų buvo aišku, kad duomenų perdavimo greitis,kurį garantavo GSM (žr. 1 pav.), tinkamas tik balso ryšiui, o daugialypeiterpei yra per mažas. Kaip padidinti duomenų perdavimo greitį? Vienagalimybė yra taikyti HSCSD ar EDGE technologijas (žr. išpl. paaiškinimą).Šios technologijos ryšio pralaidą padidina keliais lygiagrečiais GSMkanalais. Kita galimybė – taikyti GPRS mobiliojo radijo ryšio duomenųperdavimo technologiją. Deja, nė viena iš jų šio uždavinio iki galoneišsprendžia.
[pic]1 pav. Įvairių taikomųjų užduočių, atliekamų skirtingomis technologijomis,duomenų perdavimo trukmės. Pasirodo, jį galima išspręsti gana paprastai, bet radikaliai: pagalgalimybę naudoti platesnę radijo ryšio bangų juostą ir ją eksploatuoti kuoefektyviau. Šis ryšio spartinimo principas paaiškina, kodėl UMTS standartuipriskiriamos naujos dažnių juostos ir kodėl, norint gauti atitinkamaslicencijas, 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 perdavimosparta, tenkantis vienam juostos pločio Hz) yra du tris kartus didesnis.Vadinasi, UMTS standarto ryšio tinklas, palyginti su GSM, būtų tiek patkartų spartesnis.Tolimojo ryšio tinklų inžinieriai turi kitų didžiausios duomenųperdavimo spartos vertinimo kriterijų. “Svarbiausias veiksnys yra priimamosignalo ir trukdžių lygis” Kuo didesnė radijo trukdžių (pvz., generuojamųgretimų “korių” siųstuvų) galia, tuo mažesnė duomenų perdavimo sparta.Tinklų operatoriai duomenų perdavimą gali paspartinti naudodamivadinamąsias “nuovokias” antenas. Užuot radijo bangas spinduliavusiosvisomis kryptimis, šios antenos jas spinduliuoja kryptingai – kuo tiksliauimtuvo kryptimi. Beje, duomenų perdavimo sparta mažėja, kai vartotojas(kartu su savo mobiliuoju telefonu) greitai juda, pvz., važiuojaautomobiliu ar traukiniu, nes sistemai būtina kuo greičiau perduotiduomenis iš vieno “korio” kitam, o šis procesas yra sudėtingas ir ganalėtas – kuo mažesnės korinio mobiliojo ryšio tinklo stotys, tuo daugiaujoms 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”. PirmiejiUMTS mobiliojo ryšio tinklai Didžiosios Britanijos Meno saloje, Monakokunigaikštystėje ir Japonijoje parodė, kad vartotojai jau gali naudotisnaujomis įdomiomis paslaugomis, pvz.: videokanalu. Būtina atminti, kad
kartais tam tikrose vietose gali susirinkti minios žmonių, kurie tuo patmetu norės naudotis multimedijos ryšio paslaugomis – oro uostuose, mugėse,konferencijose, viešbučiuose, stovyklavietėse ir t.t. Pastaraisiais metaistokiems patalpose vykstantiems renginiams buvo sukurtas mobilusis Ethernetoekvivalentas. Šiai sistemai, vadinamai W-LAN, tereikia ryšio tinklųkreipties įrenginių – knygos dydžio siųstuvų bei imtuvų ir specialiosįdedamosios plokštelės. Vartotojo ryšys su tokiais kreipties įrenginiaisnustatomas radijo bangomis, t.y., kiekvienas nešiojamasis ar kišeniniskompiuteris arba kitas mobilusis galinis įrenginys turės anteną.Naudotis W-LAN technologijos ryšio dažniais licencijos nereikia.Priklausomai nuo to, koks naudojamas standartas, šia technologija keliųdešimčių metrų nuo siųstuvo atstumu galima pasiekti 11 Mb/s (standartasIEEE 802.11b) ar net 54 Mb/s (HiperLAN/2 ir IEEE 802.11a) duomenų perdavimospartą. Dabar W-LAN technologija jau plačiai taikoma visame pasaulyje –viešbučiuose, oro uostuose ir biuruose. Pastarųjų metų Ericssono ir tinklooperatoriaus Telenor Mobile Norvegijoje atlikti tyrimai parodė, kad W-LANtechnologiją įmanoma taikyti kartu su GPRS ar UMTS tinklais. Ten, kur W-LANgalimybės išsenka, ryšys gali būti teikiamas mobiliojo radijo ryšio tinklu.
Ryšio priemonių gamybos ekspertų nuomone, mobiliojo ryšio raidos keliaslabai aiškus. Patalpose būtų logiškiausia naudoti W-LAN sistemą kaip UMTSmobiliojo ryšio tinklo išplėtą. Visi ekspertai laikosi vienos nuomonės, kadW-LAN ar panašūs plačiajuosčiai tinklai, skirti didmiesčiams, bus gerokaibrangesni, nes ryšiui garantuoti reikės daug į tinklą integruotų kreiptiestaškų. Pasak I. Drepping, ateinančiais metais UMTS technologija bus įdiegtadidelėse teritorijose. W-LAN technologija UMTS nenurungs – atvirkščiai, josviena kitą papildys, nes abi yra sistemos, garantuojančios vartotojuioptimalią duomenų perdavimo spartą, sudedamosios dalys. Verti dėmesio irkiti techniniai sprendimai. W. Mohro žodžiais tariant, UMTS tinklais,
veikiančiais kartu su W-LAN, būtų galima perduoti skaitmeninius vaizdoduomenis antžeminėmis ir dirbtinių Žemės palydovų antenomis. Toks ryšysbūtų naudojamas perduoti informacijai, kurią vienu metu gauna didelisžmonių būrys – mobiliesiems galiniams įrenginiams skirtas televizijosprogramas, vaizdo informaciją bei žinias.Universal Mobile Telecommunications System – universalioji mobiliojoryšio sistema. Trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartas. Ryšysnustatomas 2 GHz diapazono dažniais. Jais naudotis išduodama vyriausybėslicencija. Ryšiui paspartinti gali būti taikoma ir GPRS, ir HSCSDtechnologijos. 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 – FrequencyDivision Duplex – dažninio atskyrimo dupleksu) ir TD-CDMA (Time DivisionCDMA – laikinė kolektyvioji kodinio atskyrimo kreiptis, dar vadinama TDD –Time Division Duplex – laikinio atskyrimo dupleksu). Abu režimai veikiadviem skirtingomis ryšio linijomis: nuo siųstuvo – imtuvo link iratvirkščiai. FDD yra įprastesnė procedūra (šiuo metu ryšio sparta išsiųstuvo į imtuvą – iki 384 Kb/s, priešinga kryptimi – 64 Kb/s). TDDrežimas turi didelių privalumų, tarp kurių – labai didelė duomenų perdavimosparta asimetrinio ryšio atveju. Taip sudaromos idealios sąlygos iš tinkloįkelti didelį duomenų kiekį.
IPWireless mobilaus plačiajuosčio duomenų perdavimo tecnologija IPWireless mobilaus plačiajuosčio duomenų perdavimo tecnologija – taitarptautinio 3GPP UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)standarto įdiegimas. Pritaikant 3GPP UMTS UTRA UMTS TDD standartąnaudojamas TDD (Time-division-duplex) duomenų perdavimo metodas plačiamenesuporintų dažnių spektre. Galima naudoti 5 ir 10 MHz pločio ištisiniuskanalus. Lietuvoje UAB “Neltė” naudos įmonei suteiktus licenzijuotusdažnius 3.5GHz dažnių spektre. IPWireless technologija diegiama panašiai kaip ir kitos korinio ryšiotechnologijos. Yra galimybė pasirinkti omni: trijų ir šešių sektoriųkorius. 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) sprendimassusideda iš radijo valdymo įrangos (INC – Integrated Network Controller),atsparių išorinėms lauko sąlygoms bazinių stočių (Node B) ir mažųekonomiškų galinių tinklo įrenginių. IPWireless RAN jungiamas priestandartinio IP bazinio tinklo, tokiu būdu pateikiant galutinį sprendimąoperatoriams ir interneto paslaugų teikėjams (ISP) fiksuotoms, portabiliomsar mobilioms plačiajuosčioms bevielėms duomenų perdavimo paslaugoms teikti. Kadangi technologija yra pagrįsta paketų komutavimu, radijo prieigosresursai statistiškai paskirstomi visiems tinklo vartotojams. Vartotojaigali būti visada prisijungę prie tinklo ir nenaudoti jo resursų kaiduomenys nėra siunčiami ar gaunami. Duomenų perdavimo greitis vienamvartotojui gali siekti iki 3 Mbps!UMTS Lietuvoje
UAB “Neltė” ir Švedijos plačiajuosčių bevielių tinklų operatorius ATENITsusitarė diegti plačiajuosčių ir mobilių paslaugų prieigos tinkląLietuvoje. Tai pirmas naujos kartos bevielio plačiajuosčio ryšio tinklasBaltijos valstybėse ir antrasis Baltijos jūros regione. Analogišką tinkląAtenit diegia Švedijoje. Tinklo infrastruktūrai panaudota JAV bendrovės IPWireless sukurta naujoskartos technologija, pagrįsta tarptautiniu UMTS-TDD standartu. Nuo 2002metų pirmaujantys telekomunikacijų operatoriai vis plačiau (DidžiojojeBritanijoje, Vokietijoje, Pietryčių Azijoje, Naujoje Zelandijoje,Australijoje ir kitur) diegia šios technologijos tinklus. Šiuo metuklientams siūloma įranga – kompaktiški modemai, prie stalinio ar nešiojamokompiuterio arba vietinio tinklo maršrutizatoriaus jungiami Ethernet arbaUSB sąsajomis. Bevielės prieigos modemas užtikrina net iki 3 Mbps spartąTinklo diegimas jau pradėtas Vilniuje ir toliau pirmiausia bus tęsiamasdidžiuosiuose šalies miestuose. “Mes didžiuojamės galėdami suteikti bendrovėms ir gyventojams mobiliųplačiajuosčių paslaugų tinklą. Neltė ir Atenit sudarys sutartis su
Interneto paslaugų rinkos lyderiais dėl aukščiausios kokybės interneto irduomenų perdavimo paslaugų teikimo, taip pat IP telefonijos paslaugų.Ateityje Atenit planuoja nuoseklų mobilaus plačiajuosčio ryšio prieigostinklų vystymą Baltijos regione”, sakė Torval Bohlin, Atenit Valdybospirmininkas.„Mes pasirinkome Atenit technologiniu partneriu ne vien dėl didelėspatirties ir sukauptų žinių diegiant bevielės plačiajuostės prieigostinklus, bet ir dėl Atenit siūlomo visiškai naujo bevielės prieigossprendimo. Mes tikimės, kad šis tinklas iš esmės pakeis interneto naudojimoįpročius Lietuvoje“, sakė Tadas Matulionis, UAB „Neltė“ generalinisdirektorius. „Daugiau nebereikės telefono ar kabelinės linijos arbakryptinės antenos įrengimo, kiekvienas galės pradėti naudotis sparčiuinternetu per keletą minučių.““Kartu su UMTS-TDD technologija Atenit ir Neltė Lietuvoje pristatoneturintį 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 jaueina 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 būtųpasiūlytos naujos informacinės visuomenės paslaugos. Pamažu sklaidosi ireuforija Europos telekomunikacijų rinkoje. Nors iš pradžių Europostelekomunikacijų bendrovės tikėjosi, kad įsigijus licencijas bus galimagreitai pasiūlyti kokybiškai naujas vartotojų laukiamas paslaugas ir todėlmokėjo astronomines pinigų sumas, tačiau vėliau buvo pamatyta, kadbeatodairiškas pinigų švaistymas pačių licencijų įsigijimui turi neigiamos
įtakos bendrovių gebėjimui kurti šio ryšio tinklus bei pasirengti paslaugųteikimui. Žinoma, tai nėra vienintelė priežastis, dėl kurios UMTS paslaugųpateikimas į rinką vis atidedamas, tačiau visuotinai pripažįstama, kadtinkamas UMTS licencijavimo procedūrų pravedimas turi tiesioginės įtakosnustatant optimalų valstybės ir operatorių interesų balansą, pateikiantUMTS paslaugas vartotojams ir užtikrinant, kad bus šių paslaugų paklausa.Lietuva dar tik rengiasi UMTS licencijų išdavimui, todėl svarbuatsižvelgti į kitų valstybių patirtį šioje srityje ir nekartoti klaidų,kurios gali gana brangiai kainuoti. Šiuo straipsniu kaip tik ir norimaaptarti teisinius UMTS licencijavimo aspektus žiūrint iš ES ir Lietuvosteisės pozicijų, apžvelgti kitų valstybių patirtį išduodant šias licencijasbei padėtį mobilaus ryšio rinkoje ir pateikti tam tikras pastabas beipasiūlymus dėl to, į ką turėtų būti atsižvelgta išduodant UMTS licencijasLietuvoje.
Literatūra
1] Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), http://www.3gpp.org 2] http://www.umts-forum.org 3] www.nelte.lt 4] www.ipwireless.com