UMTS
Wikipedia
UMTS (lyhenne sanoista Universal Mobile Telecommunications System) on GSM:n seuraajaksi suunniteltu kolmannen sukupolven (3G) matkapuhelinteknologia. 1. sukupolven palveluita edustaa NMT, 2G:tä GSM. UMTS on alusta asti ajateltu myös datasiirtoon. Datasiirrossa 2G:ssä ovat käytössä GSM data (2G), GPRS (2.5G) ja EDGE (2.75G), jotka ovat kaikki hitaampia kuin UMTSin perusdata Rel99, joka tarjoaa 384kb/s latausnopeuden.
UMTS-verkko tarjoaa nykyään myös nopeampia datapalveluita. HSDPA (3.5G) ja HSUPA (3.75G) tarjoavat lisää siirtonopeutta lataukseen ja myös verkkoon päin. Yleensä 3.75 tarkoittaa sekä HSDPAa että HSUPAa, jolloin sitä kutsutaan lyhyemmin HSPAksi.
Jos sekä verkko että päätelaite osaavat HSDPA- tai HSPA-tekniikan ja siirtotarve ylittää verkkoon asetetun kynnyksen ja signaalivoimakkuus on riittävä, siirtyy datayhteys näille tekniikoille ja nopeuden kasvun lisäksi RTT pienenee murto-osaan Rel99-yhteyden RTTstä (RTT = Round Trip Time). Kun dataa ei siirretä, myös HSPA-kelpoiset laitteet pudotetaan perus-UMTSille ja siellä edelleen hitaalle kanavalle antamaan tilaa muille käyttäjille.
W-CDMA on UMTS:ssä käytettävä radiotekniikka. IMS tarjoaa Internet-pohjaisia multimediapalveluita, kuten pikapuhe, IP-puhe, saatavuuspalvelu ja pikaviestit.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Historia
YK:n alaisuudessa toimiva ITU (International Telecommunication Union) käynnisti 1990-luvun lopulla FPLMTS-projektin (Future Public Land Mobile Telephony System). Projektin tavoitteena oli laatia ratkaisumalleja 3G-puhelinjärjestelmää varten. Myöhemmin projektin nimeksi muutettiin IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000). Ratkaisumalleja oli aluksi useita mutta pääasiassa viime aikoina on päädytty hyödyntämään CDMA 2000- ja W-CDMA-tekniikoita.
Maailman ensimmäinen kaupalliseen käyttöön lanseerattu 3g-verkko avattiin Japanissa vuonna 2001, se perustuu FOMA-tekniikkaan, joka ei ole yhteensopiva Suomessa käytössä olevien W-CDMA-verkkojen kanssa. UMTS-verkot tulivat yleiseen käyttöön vuoden 2005 alussa. Toimiluvat UMTS-verkkojen rakentamiseen Suomessa on TeliaSoneran lisäksi Elisalla ja DNA:n omistavalla Finnetillä. Vuoden 2005 lopulla TeliaSoneran verkko toimi noin 20 paikkakunnalla ja Elisan puolestaan suurimmissa kaupungeissa. DNA:n 3G -verkko toimii tällä hetkellä kaikissa Suomen suurimmissa kaupungeissa ja hiihtokeskuksissa, yhteensä yli 20 paikkakunnalla.
Monet valtiot, esimerkiksi Saksa, hankkivat isot rahat huutokauppaamalla maansa UMTS-toimiluvat; vastavuoroisesti monet lupia ostaneet operaattorit, muun muassa Suomen Sonera, ajautuivat konkurssin partaalle, kun tekniikka ei ottanutkaan tuulta siipiensä alle odotusten mukaisessa aikataulussa. 3G-huutokaupat on nähty osasyynä teleteollisuuden maailmanlaajuiseen lamaan vuosina 2001–2003.
[muokkaa] UMTS-verkko
UMTS-verkon tavoitteina oli suunnitteluvaiheessa mm. saada äänen laatu ja palvelut samalle tasolle kuin ne ovat kiinteässä verkossa. Lisäksi tuki sekä piiri- että pakettikytkentäiselle liikenteelle ja radiokaistan mahdollisimman tehokas käyttö olivat eräitä tavoitteita. Tiedonsiirtokapasiteetin suhteen tavoite oli, että paikallaan olevan laitteen siirtonopeus voisi olla jopa 2 Mbps.
GSM-verkosta eroten UMTS-verkko ei ole yksitasoinen vaan hierarkkinen. Tasot ovat pienimmästä suurimpaan:
UMTS-solun koko määräytyy aktiivisten käyttäjien lukumäärän mukaan.
UMTS:n perusversion nopeus on signaalin laadusta, verkon ruuhkasta ja muista tekijöistä riippuen parhaimmillaan 384 kbps. Käytännössä nopeudet jäävät kuitenkin selvästi teoreettisen tiedonsiirtonopeuden alle eli noin 100-250 kilobittiin sekunnissa. UMTSissa vasteaika on noin 200 millisekuntia, kun taas sitä edeltäneissä GPRS:ssä ja EDGE:ssä viive vaihteli 500 millisekunnista kolmeen sekuntiin.
HSDPA-tekniikalla voidaan kuitenkin päivittää UMTS-verkko tukemaan moninkertaisesti nopeampaa tiedonsiirtoa. Tällä hetkellä HSDPA:n maksiminopeus on 1-2 megabittiä sekunnissa, lähitulevaisuudessa teoriassa jopa 7-14 Mbps. HSUPA taas moninkertaistaa nopeuden päätelaitteelta verkkoon päin. Sekä HSDPA että HSUPA myös pienentävät osaltaan vasteaikaa merkittävästi. Päätelaitteelta vaaditaan tuki tekniikalle, monet uudet puhelimet tukevat HSDPA:ta ja PC-datakortit myös HSUPA:ta.
UMTS-verkon radio-osan nimi on UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network). Toisin kuin muissa järjestelmissä UMTS-verkon päätelaitteen lyhenne on UE (User Equipment) ja tukiasemasta käytetään termiä Node B. USIM-termiä (Universal Subscriber Identity Module) puolestaan käytetään UMTS-ympäristössä olevasta SIM-kortista.
UMTS-verkon tietoturvarakenteet muistuttavat hyvin paljon GSM-verkossa käytettäviä ratkaisuja. Toisaalta GSM-verkosta poiketen UMTS-verkon päätelaite voi autentikoida myös verkon eikä ainoastaan toisin päin.
UMTS:ssa puhelinoperaattorin ja palvelun tarjoajan välillä on selkeä ero, sillä puhelinoperaattori keskittyy lähinnä tiedonsiirrosta huolehtimiseen. UMTS tarjoaa kunkin palvelun tai sovelluksen tarpeen mukaista tiedonsiirtonopeutta. Palveluiden kattavuus vaihtelee kuitenkin esimerkiksi Suomessa suuresti, koska maa on harvaan asuttu ja alun perin 2,1 GHz taajuudella toiminut radioliikenne on tarvinnut hyvin tiheän tukiasemaverkoston.
[muokkaa] Taajuusalueet
UMTS-taajuusalueista on Euroopassa ja Japanissa käytössä 2100 MHz alue (band I), joka on tuetuin nykyisissä päätelaitteissa. Joissakin Euroopan maissa, kuten Suomessa, on otettu käyttöön myös 900 MHz alue (band VIII), mikä mahdollistaa verkon laajentamisen edullisemmin, koska lähes koko maan kattavaa 900 Mhz GSM-verkkoa varten on jo rakennettu mastopaikat. Matalampi taajuus pidentää singnaalin kantamaa, jolloin tukiasemia ei tarvitse rakentaa yhtä tiheään kuin 2,1GHz alueella. Elisa avasi maailman ensimmäisen kaupallisen 900 Mhz taajuudella toimivan 3G-verkon Suomessa marraskuussa 2007. Yhdysvalloissa UMTS-verkkoja on olemassa myös 1900 MHz (band II) ja 850 MHz (band V) taajuuskaistoille. Monet päätelaitteet tukevat 850 MHz aluetta, mutta vain osa uusista laitteista (vuonna 2009) tukee 900 MHz aluetta.
[muokkaa] Puhelimet
Puhelinvalikoimassa oli aluksi toivomisen varaa. Kun UMTS otettiin Suomessa käyttöön vuonna 2004, puhelinmalleja oli tarjolla vain muutama, kun taas vuonna 2005 niitä oli tarjolla jo yli kymmenen erilaista mallia. Puhelimia valmistavat mm. Nokia ja Motorola, jotka ovat keskittyneet valmistamaan lähinnä älypuhelimia ja Samsung, joka valmistaa puhelimia, joiden pääpaino on puhe- ja tekstiviestiominaisuuksissa. Radiotekniikan lisäksi UMTS-puhelimissa tulee olla olosuhteisiin nähden riittävän iso värinäyttö. Lisäksi haastavuutta puhelimien kehittämiseen tuo se, että puhelimien tulee olla kooltaan pieniä ja kevyitä, ja niiden tulee olla helppokäyttöisiä ja vähän virtaa kuluttavia. Lähinnä aasialaiset hallitsivat aluksi 3G-puhelimien markkinoita. Nokia kuitenkin onnistui valtaamaan noin 40 prosentin markkinaosuuden vuoteen 2008 mennessä,[1] sen sijaan Motorolan ja Sony Ericssonin myynti on kärsinyt.[2] Vuonna 2007 3G-puhelimien hinnat kytkyliittymissä olivat valmistajasta riippuen pääsääntöisesti 200–800 euroa, käteiskaupalla ilman kytkyliittymää noin 15 % kalliimpia. UMTS-puhelimien haluttavuutta alensi alkuun UMTS-verkkojen huono kattavuus Suomessa, joten loppukäyttäjälle ei ollut käytännössä hyötyä 3G-puhelimesta. Kysyntää lisäsi mobiilidatan hinnoittelu kuluttajaystävällisempään suuntaan.
[muokkaa] Lisätietoja
- Kaj Granlund: Langaton tiedonsiirto (Docendo, 2001)
[muokkaa] Lähteet
- ↑ Nokian markkinaosuus Pohjois-Amerikassa kasvoi 17. heinäkuuta 2008. Taloussanomat. Viitattu 17. elokuuta 2008.
- ↑ Motorolan syöksykierre rumeni entisestään 25. huhtikuuta 2008. Tietokone. Viitattu 17. elokuuta 2008.
