UMTS
Sivulta puuttuu UMTS (lyhenne sanoista Universal Mobile Telecommunications System) on GSM:n seuraajaksi suunniteltu kolmannen sukupolven (3G) matkapuhelinteknologia. GSM edusti toisen sukupolven teknologiaa, kun sen edeltäjä NMT oli ensimmäistä sukupolvea.
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 384 kb/s latausnopeuden. UMTS-verkko tarjoaa nykyään aiempaa 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 (lyhenne sanoista Round Trip Time) pienenee murto-osaan Rel99-yhteyden RTTstä. Kun dataa ei siirretä, myös HSPA-kelpoiset laitteet pudotetaan perus-UMTS-tasolle ja sieltä 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 |
Historia[muokkaa]
YK:n alaisuudessa toimiva ITU (International Telecommunication Union) käynnisti 1990-luvun lopulla FPLMTS-projektin (Future Public Land Mobile Telephony System). Hankkeen tavoitteena oli laatia ratkaisumalleja 3G-puhelinjärjestelmää varten. Myöhemmin projektin nimeksi muutettiin IMT-2000ksi (International Mobile Telecommunication 2000). Ratkaisumalleja oli aluksi tarjolla useita, mutta pääasiassa viime aikoina on päädytty hyödyntämään CDMA2000- ja W-CDMA-teknologioita.
Maailman ensimmäinen kaupalliseen käyttöön lanseerattu 3G-verkko avattiin alan pioneerimaana totutussa Japanissa vuonna 2001, joka perustui FOMA-tekniikkaan, ja joka ei ollut yhteensopiva Suomessa käytössä olevien W-CDMA-verkkojen kanssa. UMTS-verkot tulivat yleiseen käyttöön vuoden 2005 alussa. Monet Euroopan valtioista, esimerkiksi Saksan ja sen isot matkapuhelinoperaattorit etunenässä, onnistuivat keräämään totutusti lähes pohjattomiltakin vaikuttaviin kassavarantoihinsa isot rahat taajuushuutokauppaamalla laajoja alueita koskevia UMTS-toimilupia; vastavuoroisesti monille lupia hyvässä uskossa ostaneille operaattoreille - muun muassa silloinen Suomen johtavassa asemassa oleva matkapuhelinoperaattori Sonera surullisen kuuluisan UMTS-kauppojen myötä - kävi huonosti ajatumalla lähes konkurssi- eli selvitystilaan, kun alan teknologia ei kohdemaiden kovista odotuksista ja ostajien toiveista huolimatta ollutkaan vielä valmis laajojen kansanrivien omaksuttavaksi odotusten mukaisessa aikataulussa. Epäonnistuneita 3G-huutokauppoja on asiantuntijapiireissä pidetty vähintäin osasyynä teleteollisuuden rajuun maailmanlaajuiseen lamaan ajaneeseen kriisiin vuosien 2001–2003 välisenä aikana.
UMTS-verkot Suomessa[muokkaa]
Toimiluvat UMTS-verkkojen rakentamiseen Suomessa on Telia-Soneran lisäksi Elisalla ja DNA:lla. Vuoden 2010 lopussa TeliaSoneran 2100 MHz:n verkko kattoi pääkaupunkiseudun lisäksi Suomen suurimmat kaupungit ympäristöineen ja 900 MHz:n verkko lähes koko Oulun eteläpuoleisen osan Suomesta.[1] Elisan vastaava 2100 MHz:n verkko oli sekin jo suurimmissa kaupungeissa, samoin lähes koko muu Etelä-Suomi mukaanlukien Oulu oli katettu 900 MHz:n verkolla.[2] DNA:n 2100 MHz:n verkko kattoi suurimmat kaupungit ja kasvussa laajeten vauhdilla moniin pienempiin taajamiin. Heidän 900 MHz:n verkkokin kattaa jo useampia Etelä-Suomen maakuntia.[3] Kaikilla kolmella operaattorilla on Pohjois-Suomessa Oulua pohjoisempana pahoja katve-alueita vailla minkäänlaista 3G-peittoa.
UMTS-verkko[muokkaa]
UMTS-verkon tavoitteina suunnitteluvaiheessa olivat saada muun muassa äänenlaatu ja palvelut samalle tasolle kuin ne ovat totuttu tapaamaan kiinteän verkon vastaavissa palveluissa. Lisäksi tuki sekä piiri- että pakettikytkentäiselle tiedonsiirrolle ja radiokaistan mahdollisimman tehokkaalle käytölle olivat eräitä osatavoitteita. Tiedonsiirtokapasiteetin suhteen toive oli, että paikallaan olevan laitteen siirtonopeus vähintää 2 Mbps.
Erovaisuudeksi GSM-verkosta UMTS-verkko ei pohjatopologia-ratkaisultaan ole yksitasoinen vaan hyödyntää hierarkkista-mallia. Tasot lueteltuina pienimmästä suurimpaan ovat:
UMTS-solun koko määräytyy aktiivisten käyttäjien lukumäärän mukaan.
UMTS:n perusversion tiedonsiirtonopeus 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. Aluksi HSDPA:n maksiminopeus oli 1–2 megabittiä sekunnissa, nyt 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 käytössä olevia ratkaisuja. Toisaalta GSM-verkosta poiketen UMTS-verkon päätelaite voi autentikoida myös verkon eikä ainoastaan toisin päin.
UMTS:ssa puhelinoperaattorin ja palveluntarjoajan eli verkontoimittajan välille tulee selkeä ero, sillä puhelinoperaattori keskittyy lähinnä tiedonsiirrosta huolehtimiseen. UMTS tarjoaa kunkin palvelun tai sovelluksen vaatimuksille tarpeellista tiedonsiirtonopeutta. Palveluiden kattavuus vaihtelee kuitenkin esimerkiksi Suomen kokoisessa maassa suuresti, koska asutuskeskittyvyys on vaihteleva ja asukastiheys varsinkin pohjoisissa osissa alhainen eli maamme on harvaan asuttu ja alun perin 2100 megahertsin taajuudella toiminut radioliikenne on tarvinnut hyvin tiheän tukiasemaverkoston.
Taajuusalueet[muokkaa]
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 valmiit mastopaikat. Matalampi taajuus tarkoittaa pidentynyttä signaalin kantomatkaa, jolloin tukiasemia ei tarvita yhtä tiheään kuin ylempänä 2100 MHz taajuusalueella. 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) tuki 900 MHz aluetta.
Puhelimet[muokkaa]
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, Samsung ja Motorola. 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,[4] sen sijaan Motorolan ja Sony Ericssonin myynti on kärsinyt.[5] 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.
Lisätietoja[muokkaa]
- Kaj Granlund: Langaton tiedonsiirto (Docendo, 2001)
Lähteet[muokkaa]
- ↑ http://www.sonera.fi/asiakastuki/matkapuhelin/kuuluvuuskartta
- ↑ http://www.elisa.fi/kuuluvuus/
- ↑ http://www.dna.fi/yksityisille/puhe/Kuuluvuus/kuuluvuuskartta/Sivut/Default.aspx
- ↑ 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.
