Опорная точка между доменом абонентского оборудования и доменом инфраструктуры называется опорной точкой Uu (радиоинтерфейс UMTS).

Домен абонентского оборудования (User Equipment, UE). Данный домен включает в себя различные типы абонентского оборудования с различным уровнем функциональных связей. Это оборудование может быть совместимо с одним или несколькими существующими радиоинтерфейсами доступа в сеть, например абонентское оборудование, работающее в двух стандартах (UMTS/GSM). Абонентское оборудование может включать съемную смарт-карту, которая может использоваться как в различных типах абонентского оборудования, так и в сетях различных стандартов. Домен абонентского оборудования в свою очередь подразделяется на домен оборудования подвижной связи (ME) и домен модуля идентификации пользователя (USIM).

Опорная точка между ME и USIM называется опорной точкой Си.

Домен оборудования подвижной связи (Mobile Equipment, ME). Домен оборудования подвижной связи осуществляет передачу и прием информации по радиоканалу и поддерживает различные приложения. Домен оборудования подвижной связи вкпючает отдельные модули:

- модуль, обеспечивающий прием/передачу радиосигналов (mobile termination, ±МТ);

- модуль, обеспечивающий взаимодействие модулей МТ и ТЕ (terminal adapter, ±ТА);

- модуль оконечного оборудования (terminal equipment, ±ТЕ). Данное деление домена ME используется при описании функциональных связей основных подсистем.

Домен модуля идентификации абонента (Universal Subscriber Identity Module, USIM). Модуль идентификации абонента (USIM) содержит совокупность данных и алгоритмов распознавания, которые позволяют безошибочно идентифицировать абонента. Данные функции реализованы в отдельной смарт-карте. Это устройство связано с определенным пользователем и позволяет идентифицировать пользователя независимо от того, какое мобильное оборудование он использует.

Домен инфраструктуры (Infrastructure Domain, ID). Домен инфраструктуры разделяется на домен сети доступа, который характеризуется прямым контактом с оборудованием пользователя, и домен базовой сети. Это разделение упрощает разграничение функций, связанных с радиодоступом, и функций, не связанных с радиодоступом, и соответствует общему принципу модульности, принятому в UMTS.

Домен сети доступа вкпючает в себя функции, специфичные для ехнологии радиодоступа, в то время как функции домена базовой ти могут использоваться информационными потоками независимо

горизонтального уровней. Деление системы UMTS на домены (струк-1 турные подсистемы), показанные на рис. 9.4, являются результатом выполнения требований по обеспечению эволюции существующей сетевой инфраструктуры. Домен базовой сети может стать результатом эволюции существующей инфраструктуры, например, инфраструктуры глобальной системы мобильной связи (Global System for Mobile Communications, GSM), инфраструктуры цифровых сетей интегрального обслуживания (Integrated Services Digital Network, ISDN), инфраструктуры сети персональной связи (Personal Communications Network, PCN).

Взаимодействие между подсистемами (доменами) сети UMTS в целях создания открытой многоуровневой системы (Open System Interconnection, OSI) обеспечивается путем введения опорных точек, определяющих точку входа и точку выхода взаимодействующих подсистем (доменов) и увязывающих их в единую систему по совокупности стандартизованных входных и выходных информационных, технических и сетевых параметров. Совокупность опорных точек сети UMTS включает:

Си - опорную точку между доменом модуля идентификации абонента (Universal Subscriber Identity Module, USIM) и доменом оборудования подвижной связи (Mobile Equipment, ME);

Uu - опорную точку между доменом абонентскогооборудования и доменом инфраструктуры;

lu - опорную точку между доменом сети доступа и доменом сети обслуживания;

Yu - опорную точку между доменом сети обслуживания и доменом транзитной сети;

Zu - опорную точку между доменом сети обслуживания и доменом домашней сети.

Укрупненную декомпозицию сети UMTS можно выполнить, разделив ее на абонентское оборудование (терминалы) и сетевую инфраструктуру. Результатом данного деления UMTS являются два основных домена: домен абонентского оборудования и домен инфраструктуры.

Абонентское оборудование - это оборудование, используемое абонентом для доступа к услугам UMTS. Доступ абонента к сетевой инфраструктуре осуществляется через радиоинтерфейс UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access, UTRA), определяемый семейством радиоинтерфейсов 3-го поколения. Сетевая инфраструктура состоит из подсистем (доменов), выполняющих различные функции, необходимые для поддержки радиоинтерфейса с целью предоставления совокупности услуг связи 3G, запрашиваемых абонентами. Сетевая инфраструктура обеспечивает разделение ресурсов сети UMTS между пользователями, предоставляя услуги связи всем зарегистрированным в сети абонентам внутри зоны покрытия сети.

Домен транзитной сети (Transit Network, TN). Домен транзитной сети - это часть базовой сети, расположенная между доменом сети обслуживания (SN) и территориально удаленной частью сети. Если для конкретного вызова удаленная часть сети расположена в той же сети, что и порождающий вызов домен UE, то активизации домена транзитной сети не происходит.

9.4. Системная архитектура сети UMTS

Согласно концепции IMT-2000, системная архитектура систем 3G подразделяется на две составные части: сеть радиодоступа и базовую сеть.

Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется посредством ряда интерфейсов. Данные интерфейсы были стандартизованы в ETSI, что позволяет строить сеть, используя сетевые элементы различных производителей телекоммуникационного оборудования. Интерфейсы обеспечивают взаимодействие перечиспенных ниже ключевых подсистем сети UMTS и внешних сетей:

- Gb-интерфейс (SGSN-BSS);

- Gn-интерфейс (GSN-GSN);

- Gp-интерфейс (межсетевой интерфейс для PLMN);

- Gi-интерфейс (GGSN - внешняя IP-сеть);

- Gr-интерфейс (SGSN-HLR);

- Gs-интерфейс (SGSN-MSC/VLR);

- Gci-интерфейс (от SGSN к SMS-GMSC/SMS-IWMSC). Абонентское оборудование (User Equipment, UE) это подвижные,

носимые или возимые терминалы, которые посредством радиоинтерфейса взаимодействуют с базовыми станциями сети. Основное отличие абонентского оборудования UMTS от аналогичных устройств сетей 2-го поколения (MS) состоит в их расширенной функциональности, обеспечиваемой за счет высоких скоростей передачи информации. Планируется использование как отдельных абонентских станций UMTS, так и двухрежимных GSM/UMTS терминалов.

Базовые станции (Base Station, BS) осуществляют организацию радиоканалов по вызовам мобильных абонентов или по своей инициативе при поступлении внешнего вызова. В функции BS входит приемо/передача радиосигнала, его обработка и формирование транспортных потоков данных. В стандартной конфигурации базовая Станция обеспечивает обслуживание до трех секторов, предоставляя АО трех несущих на один сектор. В ее задачи также входит осуществление мягкого хендовера. Базовые станции взаимодействуют с кон- Гроллером радиосети и поддерживают на сетевом уровне АТМ- нтерфейс (более 2 Мбит/с, G.703) и IP-интерфейс. Оборудование Ведущих фирм мира обеспечивает гибкое внедрение новых базовых танций UMTS в существующие сети GSM: -т.- --* -

ОТ технологии доступа. Это разделение позволяет при различны: подходах к домену базовой сети для каждого подхода специфицировать отдельный тип базовой сети, подключаемый к домену сети доступа, так же, как при различных технологиях доступа специфициро- вать каждый тип сети доступа, подключаемой к домену ядра сети.

Опорная точка между доменом сети радиодоступа и доменом базовой сети называется опорной точкой lu.

Домен сети доступа (Access Network, AN). Домен сети доступа состоит из физических модулей, которые управляют ресурсами сети радиодоступа (RAN), и предоставляет абоненту доступ к домену базовой сети через эфир посредством открытого радиопротокола Uu.

Домен базовой сети (Core Network, CN). Домен базовой сети состоит из физических модулей, которые обеспечивают поддержку сетевых возможностей и набора услуг связи 3G. Обеспечиваемая системная поддержка включает реализацию таких функций, как управление информацией о местоположении абонента, управление сетевыми функциями и услугами, коммутация и передача информации, формируемой по запросу пользователя.

Домен базовой сети, в свою очередь, подразделяется на доме! сети обслуживания, домен домашней сети и домен транзитной сети.

Опорная точка между доменом сети обслуживания и доменом домашней сети называется опорная точка Zu .

Опорная точка между доменом сети обслуживания и доменом транзитной сети называется опорная точка Yu .

Домен сети обслуживания (Service Network, SN). Домен сети обслуживания представляет собой часть домена базовой сети, к которой подсоединяется домен сети доступа, обеспечивающий доступ пользователей.

Домен сети обслуживания отвечает за маршрутизацию вызовов и транспортировку данных пользователя от источника к получателю. Этот домен имеет возможность взаимодействовать с доменом домашней сети для того, чтобы обеспечивать услуги, связанные с пользователями, и с доменом транспортной сети для того, чтобы обеспечить услуги, не связанные с пользователями.

Домен домашней сети (Ноше Network, HN). Домен домашней сети предоставляет функции базовой сети, которые выполняются в постоянном (определенном) месте, независимо от местоположения точки доступа пользователя. В домене домашней сети обслуживаются запросы модуля идентификации абонента USIM, связанные с подпиской на услуги связи 3G. Поэтому домен домашней сети постоянно хранит специфические данные пользователя и отвечает за управление информацией о наборе услуг 3G, предоставляемом конкретному абоненту (его подписке). Кроме того, он может выполнять специфические услуги домашней сети, потенциально не предлагаемые доменом сети обслуживания.

- объединение на уровне коммутаторов, когда устанавливаются базовые станции TDD и FDD режимов и контроллер UMTS, подключаемый к коммутатору;

- объединение на уровне контроллеров, когда базовые станции TDDI режима подключаются к контроллерам BSC сетей GSM, которые в ] свою очередь подсоединяются к коммутатору. Контроллер сети радиодоступа (Radio Network Controller, RNC) по

интерфейсу lub осуществляет управление базовыми станциями, ci которыми он образует подсистему базовых станций BSS, и по интерфейсу lu взаимодействует с центром коммутации сети 3G-MSC/VLR. Основными функциями RNC являются управление распределением радиоканалов, контроль соединений, регулирование их очередности, \ удаленная динамическая коммутация, а также контроль за распреде-] лением нафузки. Контроллеры ведущих мировых производителей! телекоммуникационного оборудования строятся на базе АТМ--комму-] татора, расширенного блоками управления радиоканалами.

Мобильный центр коммутации сети 3G (Mobile Switching Can- \ ter/Visitor Location Register, MSC/VLR) является центральным элементом сети. Он может обслуживать большую группу базовых стан- ций в подсистеме BSS и обеспечивает все виды соединений, в кото- рых нуждается в процессе работы подвижная абонентская станция, i 3G-MSC/VLR осуществляет обмен внутри сети UMTS соединяя меж-j ду собой различные сетевые элементы, в частности, элементы под-1 системы BSS. Кроме того, он работает как шлюз к другим сетям об- щего пользования, таким как сети подвижной связи, ТфОП и сети передачи данных. Центр коммутации 3G-MSC/VLR обеспечивает соеди- нение с другими MSC, в частности, с зональными GMSC и другими службами. Коммутаторы ведущих фирм-производителей обеспечивают реализацию двух режимов радиопередач TDD/FDD UTRA, а также могут выполнять функции коммутатора для сети GSM и ее режимов пакетной передачи GPRS.

База данных местоположения абонентов (Ноше Location Register, HLR) представляет собой справочную базу данных о постоянно прописанных в сети абонентах. В ней содержатся опознавательные номера и адреса, а также параметры подлинности абонентов, состав услуг связи, специальная информация о маршрутизации и данные о роуминге абонента.

Пакетная передача данных (Packet Switching, PS) в сети обеспечивается следующими главными элементами - SGSN (сервисным опорным узлом пакетного трафика GPRS) и GGSN (шлюзовым опорным узлом пакетного трафика GPRS).

Сервисный опорный узел GPRS (Serving GPRS Support Node, SGSN) решает задачи идентификации абонента и управления мобильностью, конвертирования протоколов IP-сети в протоколы, ис-

пользуемые BS и UE, сбора данных об оплате и трафике абонентов и маршрутизации данных (при подключении к другим (внешним) сетям).

Шлюзовой опорный узел GPRS (Gateway GPRS Support Node, GGSN) является интерфейсом между базовой сетью GPRS и внешними сетями, играя роль маршрутизатора подсистем. В случае если данные, принятые GPRS, адресованы специальным пользователям, осуществляется их проверка и поиск адресата. GGSN осуществляет перераспределение пакетов данных мобильным абонентам и контролирует правильность подсоединения внешних сетей.

9.5. Текущее развитие сетевой архитектуры UMTS

В ходе работы над сетевой архитектурой UMTS в рамках 3GPP был подготовлен Релиз 99 (R99), определивший пути развития данной системы на среднесрочную перспективу.

Ключевые требования к архитектуре первой фазы развития системы UMTS обеспечивались техническими требованиями стандарта GSM и включали:

- совместимость с сетями GSM;

- обеспечение доступа к высокоскоростным услугам передачи данных;

- управление качеством предоставляемых услуг.

Кроме того, важнейшие требования Релиза 99 состояли в следующем [4]:

- за основу базовой сети UMTS выбрана базовая сеть GSM, ее развитие осуществляется по пути совершенствования как подсистемы MSC, так и SGSN;

- сетевая архитектура и стандарты UMTS/IMT-2000 фаза 1 (R99) должны позволять оператору 3G выбирать тип создаваемой базовой сети (интегрированная базовая сеть или базовая сеть, разделенная на CS- и PS-домены);

- расположение транскодеров должно соответствовать требованиям Технических спецификаций TS 23.930 Развитие платформы GSM в направлении UMTS ;

- абонентское оборудование должно предоставлять ручной выбор между CS и PS подсистемами базовой сети;

- развитие системы UMTS должно проводить? в направлении передачи части услуг от CS-доменов к PS-доменам базовой сети без изменения протоколов обмена вьюокого уровня и их функций;

- требования R99 должны обеспечивать гибкое развитие сети и совместимость с абонентским оборудованием.

Направления развития архитектуры сети UMTS на ближайшую перспективу (согласно R99) показано на рис. 9.5.

Дальнейшее развитие сети UMTS, начавшееся с разработки Релизов R4 и R5, состоит в дополнении сетевой архитектуры мультиме-