Что такое UMTS (универсальная система мобильной связи)? Значение, работа, важность и применение.
UMTS — мобильная сеть третьего поколения (3G), построенная на стандартах GSM, совместимая с передачей данных до 2 Мбит/с.
Универсальная система мобильной связи (UMTS) относится к мобильной сети третьего поколения (3G), построенной на глобальном стандарте GSM, совместимой с передачей данных до 2 мегабит в секунду. В этой статье объясняется, как работает UMTS, и обсуждаются ее основные приложения в 2022 году.
Что такое UMTS?
Универсальная система мобильной связи (UMTS) определяется как мобильная сеть третьего поколения (3G), построенная на глобальном стандарте GSM, совместимая с передачей данных до 2 Мегабит в секунду.
UMTS широко известен как сотовая сеть третьего поколения (3G). Она считалась лучшей сотовой технологией для передачи данных, чем ее предшественница, технология GSM, в которой использовались услуги передачи данных GPRS и EDGE, в первую очередь из-за ее скорости передачи и работы. Это новаторская технология беспроводной радиосвязи, связанная с сотовыми сетями третьего поколения (3G). AT&T впервые развернула его в Северной Америке в начале 2000-х годов, и в течение следующих нескольких лет его использование распространилось по всему миру.
Сегодня UMTS взаимозаменяемо с 3G. В отличие от глобальной системы мобильной связи (GSM), которая широко использовалась до развертывания UMTS, UMTS предлагает более быструю передачу данных, улучшенные возможности сотовой связи, больший диапазон/полосу пропускания и лучшую эффективность использования радиочастотного спектра.
Это обеспечивает лучший метод передачи данных и лучший опыт работы с клиентами. Хотя UMTS использует технологию множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), она имеет более широкую полосу пропускания, чем другие системы CDMA, например CDMA2000. Поэтому его иногда называют широкополосным CDMA или WCDMA.
CDMA — это сеть с доступом к каналу, которая позволяет нескольким передатчикам одновременно передавать информацию по одному каналу связи. Широкополосный CDMA был эффективен при передаче «пакетов данных» по воздуху от одного пользователя к другому, в отличие от GSM, который работал с использованием сочетания множественного доступа с частотным разделением (FDMA) и множественного доступа с временным разделением (TDMA) в качестве услуг связи. .
Частотный спектр разбивается на более мелкие каналы в GSM-связи, а затем распределяется на основе временных интервалов. Это было не удобно для одновременной передачи больших объемов информации. Следовательно, крупные корпорации искали лучшую технологию, так родилась UMTS.
Несмотря на расширенную функциональность, UMTS создавалась не как замена системе GSM, а как дополнительная технология. Это гарантирует, что можно использовать обе сетевые технологии в одних и тех же устройствах, если они были созданы для доступа к любой сети. Из-за необходимости лучшего беспроводного подключения устройств Интернета вещей (IoT) UMTS получила широкое распространение из-за меньшей стоимости, лучшего обслуживания клиентов, широкой полосы пропускания, надежности, скорости и простоты применения. UMTS также представила больше возможностей сотовой связи, таких как потоковое видео и мобильное телевидение, но значительно более высокую скорость передачи данных.
Как работает UMTS?
Мобильная сеть UMTS может быть разделена на три основные части: пользовательское оборудование, сеть доступа и базовая сеть. Эти части связаны и работают вместе для передачи данных через мобильную сеть UMTS.
1. Пользовательское оборудование
Пользовательское оборудование делится на мобильную станцию, которая представляет собой само устройство, и SIM-карту, которая описывает U-SIM или универсальный модуль идентификации абонента. Мобильная станция не может передавать сигналы без U-SIM. U-SIM выполняет три основные функции, в том числе:
- Хранение личности абонента
- Выполнение алгоритмов аутентификации
- Хранение ключей аутентификации и шифрования
2. Сеть доступа
Сеть доступа состоит из вышек, к которым подключается мобильная станция. Эти башни известны как Node B, промежуточные звенья между мобильной станцией и остальной частью мобильной сети. В зависимости от размера сети может быть один или несколько узлов B.
Еще одним важным компонентом сети доступа является контроллер радиосети (RNC). В этом заключается интеллект сети доступа. Он обрабатывает данные, полученные от подключенного к нему узла B. Составная структура Node B и RNC известна как наземная сеть радиодоступа UMTS (UTRAN).
Интерфейс между мобильной станцией и узлом B основан на технологии эфирного широкополосного CDMA (WCDMA). Когда узел B получает информацию от контроллера радиосети, он распространяет ее, умножая на код CDMA, модулирует ее, а затем отправляет информацию на мобильную станцию. Если данные поступают с мобильной станции, они должны пройти сжатие и демодуляцию в узле B, прежде чем они попадут в RNC.
Узел B также занимается исправлением ошибок между станцией и RNC. RNC также действует как контроллер допуска. Например, если мобильная станция (например, телефон) хочет передать через голосовой вызов, а конкретный узел B перегружен другими подключенными устройствами, RNC дает ей новый код CDMA для подключения к доступному узлу B.
Кроме того, поскольку UMTS также отправляет информацию в виде пакетов данных, таких как голосовые вызовы по Skype, RNC регулирует скорость передачи данных и скорость передачи, чтобы обеспечить бесперебойную передачу, поскольку это происходит в режиме реального времени. Если приложение не является действием в реальном времени (например, загрузка файла), если конкретный узел B перегружен, RNC снижает скорость передачи данных других устройств, которым не требуется обратная связь в реальном времени.
3. Базовая сеть
Это опорная сеть. Он состоит из домена с коммутацией каналов (CS) и домена с коммутацией пакетов (PS). Домен с коммутацией каналов — это часть сети, отвечающая за голосовые вызовы, а домен с коммутацией пакетов — за передачу пакетных данных. Домен с коммутацией пакетов заботится об интернет-сервисах. Домены CS и PS состоят из различных баз данных, содержащих информацию, необходимую для работы системы.
Важность UMTS в IoT и сетях
Устройства IoT — это устройства с поддержкой Интернета, которые могут обнаруживать и передавать данные. У устройств IoT есть датчики и приводы, которые помогают отслеживать и сообщать о задаче, для которой было создано устройство. Устройства IoT в бизнес-организации или дома часто подключаются к общей среде облачных вычислений.
Важность UMTS в IoT и сетях
Например, к облаку можно подключить торговый автомат (актив). Это поможет достичь и проверить различные процессы, такие как управление запасами, аналитика клиентов, управление транзакциями, управление операциями, управление программным обеспечением и цифровая реклама.
Чтобы подключить любое устройство, например торговый автомат, к облаку, для обеспечения подключения требуется глобальная SIM-карта. Эта SIM-карта должна иметь доступ к мобильной сети, чтобы можно было легко передавать данные с актива в облако. Хотя для передачи данных между устройствами IoT можно использовать другие мобильные сети, UMTS предпочтительнее из-за определенных преимуществ по сравнению с другими сетевыми системами.
К этим преимуществам относятся:
1. Энергоэффективная передача данных
По сравнению с другими мобильными сетями, такими как сети 4G и 5G, UMTS не требует столько базовых станций 2² для достижения скорости передачи. Поскольку для сетей 4G и 5G требуется на десятки больше мобильных базовых станций, чем для UMTS, общий выход энергии выше, что увеличивает счет за электроэнергию. Сети 2G не обладают необходимой скоростью для достижения необходимого качества передачи в глобальном масштабе. Таким образом, мобильная сеть UMTS или 3G считается лучшей, когда энергопотребление является приоритетом.
2. Лучшее время автономной работы для устройств IoT.
Всегда были споры о том, имеют ли устройства, работающие с использованием системы 3G, более длительное время автономной работы, чем устройства, использующие более новые сетевые технологии, такие как 4G и 5G. Устройства, работающие на UMTS, часто имеют более длительный срок службы батареи, чем их аналоги. Значительная мощность батареи используется каждый раз, чтобы компенсировать скорость, с которой данные передаются между устройствами, использующими более высокую сеть.
Кроме того, когда эти устройства Интернета вещей являются мобильными, им требуется значительное количество энергии аккумулятора, что влияет на время работы устройства. Одним из простых способов уменьшить требуемую мощность было бы использование энергосберегающей сети, такой как UMTS.
3. Высокоскоростной обмен информацией
В отличие от системы 2G с ограниченными скоростями восходящей и нисходящей линии связи 9,6 кбит/с и 53,6 кбит/с для GSM и GPRS соответственно, UMTS может похвастаться скоростью передачи данных до 384 килобайт в секунду, что примерно в 40 раз быстрее, чем у GSM, и значительно выше, чем у GPRS. . В последнее время операторы сотовой связи улучшили свои скорости передачи данных с помощью высокоскоростного пакетного доступа (HSPA), усовершенствованного HSPA (HSPA+) и усовершенствованного HSPA.
4. Доставка небольших пакетов информации к месту назначения
UMTS гарантирует, что можно отправлять пакеты данных в течение длительного периода без потери полосы пропускания. В отличие от GSM, который поддерживает только коммутируемый канал или голосовые вызовы, нет необходимости устанавливать выделенный канал для передачи данных. Отправка пакетов данных обычно полезна, когда передаваемая информация не зависит от времени.
5. Специально разработан для сотовых телефонов и промышленных модемов.
UMTS был создан с целью улучшения обмена данными между мобильными устройствами. Это повлияло на переход от услуг GSM к UMTS и расширение возможностей подключения. Кроме того, в качестве мобильной сети UMTS подходит для промышленных модемов. В связи с глобальным использованием U-SIM повышается простота использования и широкая доступность.
7 лучших приложений UMTS
Успех сети UMTS повлиял на варианты ее использования в различных качествах. Он принес такие инновации, как обмен файлами, такими как видео и музыка, через Интернет в режиме реального времени. Он нашел широкое применение в Интернете вещей (IoT) и произвел революцию в индустрии мобильных развлечений. Поскольку UMTS совместим с JAVA, игры также были представлены на мобильных устройствах в другом масштабе. Некоторые из лучших приложений UMTS включают в себя:
1. Потоковая передача и загрузка видео и аудио
Благодаря использованию устройств с поддержкой UMTS видео теперь можно загружать или транслировать в Интернете с помощью мобильного устройства. Это было невозможно с системой GSM или GPRS. По мере расширения использования UMTS стало заметным появление мобильного телевидения и платформ онлайн-трансляции. Некоторые компании, которые расцвели благодаря этому новшеству, включают:
- YouTube : такие платформы, как YouTube, процветали, поскольку пользователям стало проще загружать, скачивать или транслировать видеоконтент через Интернет с дешевой, удобной и быстрой скоростью передачи данных.
- Компании, работающие в социальных сетях (или Web 2.0): такие компании, как Facebook и Twitter, которые были текстовыми, включали видеопотоки в свои программы, где пользователи могли смотреть видео во время просмотра платформы.
2. Интернет вещей (IoT)
Скоро устройств IoT станет больше, чем людей, и UMTS используется для подключения этих устройств к общедоступным или частным облакам. Использование IoT охватывает несколько отраслей, включая здравоохранение, банковское дело и финансы, сельское хозяйство, производство бытовой техники, цепочку поставок и т. д. Он используется для автоматизации процессов и передачи пакетов данных по пунктам назначения, тем самым экономя время и деньги, улучшая связь между электронные устройства и предоставление средств доступа к информации из любого места, в любое время, на любом устройстве.
Сегодня в домах многие устройства используют UMTS для передачи данных, чтобы облегчить нашу жизнь. Они известны как «умные устройства» и используются вместо обычных бытовых приборов, таких как кондиционеры, освещение, безопасность и контроль окружающей среды.
Термостаты могут чувствовать температуру в помещении и регулировать сами себя. Умные разбрызгиватели работают, отслеживая влажность почвы и распыляя воду на газоны и сады, когда влажность почвы падает ниже определенного порога. Датчики дыма измеряют количество дыма в воздухе и срабатывают, если он превышает определенный уровень.
В здравоохранении носимые устройства, такие как умные часы, служат устройствами для проверки частоты сердечных сокращений, артериального давления и калорий. IoT также используются в качестве диагностических устройств, которые помогают облегчить раннюю диагностику и профилактику заболеваний.
В бизнесе его можно использовать для проверки запасов, автоматизации заказов и выполнения транзакций. Вы можете настроить некоторые устройства, такие как торговые автоматы, на заказ пополнения, когда они достигают определенного уровня запасов. Чтобы эти функции работали эффективно, эти устройства должны подключаться к облаку, и они могут сделать это только с помощью мобильной сети, такой как UMTS.
3. Мобильная электронная коммерция
Развитие UMTS изменило несколько вещей, в том числе то, как люди покупают и продают. Благодаря широко распространенной превосходной связи люди могут создавать онлайн-магазины электронной коммерции, где они продают товары и услуги своим клиентам.
Это также увеличило количество клиентов, которых они могли получить в любое время. Клиенты могли оставлять отзывы о продуктах после их использования, а также могли просматривать короткие видеоролики, демонстрирующие использование продуктов еще до их покупки. Компании, ориентированные на клиента, такие как Amazon, и аукционные компании, такие как eBay, были одними из первых, кто использовал это. Платформы электронной коммерции B2B, такие как Ali Express и Alibaba, также используют UMTS для повышения эффективности покупок и продаж в Интернете.
4. Быстрый интернет и интранет
В отличие от системы 2G, UMTS обеспечила скорость Интернета благодаря более широкой полосе пропускания и своей системе передачи. С быстрым интернетом можно было бы выполнять онлайн-транзакции с меньшим количеством сбоев. Файлы было легче загружать и обмениваться, вы могли анализировать устройства IoT в режиме реального времени и т. д. Внедрение сотовых операторов, таких как высокоскоростной пакетный доступ (HSPA), Evolved HSPA (HSPA+) и усовершенствованный HSPA+, сделало устройства UMTS значительно быстрее. чем их аналоги GSM или GPRS.
5. Мобильные развлечения (игры)
В последние годы в игровой индустрии произошла эволюция, особенно в играх для мобильных телефонов. Благодаря оператору UMTS с коммутацией пакетов вы можете загружать игры на мобильные телефоны, где в них можно играть. Онлайн-игры также стали заметными, поскольку UMTS позволила игрокам из разных регионов мира подключаться к одной платформе, чтобы играть в игры.
Это увеличило рыночную стоимость различных компаний в игровой нише, поскольку теперь они создают игры, в которые можно играть на мобильных телефонах и которые доступны в любой точке мира.
6. Электронная почта и мультимедийные сообщения
Электронная почта стала более широко использоваться по мере увеличения скорости Интернета. С появлением высокоскоростного Интернета UMTS сообщения можно было отправлять и получать за считанные секунды. Эта революционная коммуникация даже позволила людям работать удаленно, при условии, что внимание уделяется безопасности электронной почты. Мультимедийные сообщения, такие как изображения, видео и аудио, также можно отправлять через Интернет с использованием мобильной сети UMTS.
7. Видеоконференции
Такие платформы, как Skype, стали популярными в сети UMTS из-за их функции видеоконференцсвязи. Видеозвонки можно было совершать и принимать из любой точки мира. Отраслевые и новостные каналы, такие как CNN, BBC и Aljazeera, использовали видеоконференции для общения со своими корреспондентами в разных частях мира.
Компании также используют видеоконференции для удаленного проведения виртуальных собраний на таких платформах, как Zoom, Google Meet и Microsoft Teams, благодаря UMTS и другим сетевым инновациям, основанным на нем.
Заключение
Даже по мере того, как мы движемся к 4G, VoLTE, 5G и, в конечном итоге, к подключению 6G, важно помнить, что UMTS является важной вехой в эволюции мобильных и вычислительных сетей. Он обеспечивает более высокие скорости, чем 2G, и во многом является причиной революции смартфонов, которую мы наблюдаем сегодня. UMTS является важным строительным блоком для внедрения IoT и поможет разработчикам создавать широкий спектр недорогих и доступных устройств IoT.
