Системная архитектура сети UMTS

С функциональной точки зрения, элементы сети объединяются в сеть радиодоступа (RAN - Radio Access Network, наземная UMTS RAN - UTRAN), которая выполняет все необходимые радиофункции и в базовую сеть (Core Network), которая осуществляет переключение и маршрутизацию вызовов, а также подключение данных к внешним сетям. Кроме того, в состав сети входит оборудование пользователя (UE). На рисунке 6.6 представлена системная архитектура сети UMTS с указанием принятых открытых интерфейсов.

С точки зрения спецификации и стандартизации, и UE и UTRAN состоят из полностью новых протоколов, основанных на новой радио­технология WCDMA. И наоборот, определение базовой сети (CN) унаследовано в определенной степени из GSM. Это дает системе, использующей новую радиотехнологию, общую основу в виде хорошо известной и широко используемой технологии CN, которая ускоряет и способствует ее введению, а также дает возможность использовать такое конкурентное преимущество, как роуминг.

Рисунок 6.6 - Системная архитектура сети UMTS

Базовые станции Node В осуществляют организацию радиокана­лов по вызовам мобильных абонентов или по своей инициативе при поступлении внешнего вызова. Основной функцией Node В является реализация радиоинтерфейса (обработка радиосигнала, модуля­ция/демодуляция с расширением/сжатием спектра сигнала, кодиро­вание/декодирование и др.), в том числе, выполнение некоторых опе­раций по распределению радиоресурсов сети (управление мощно­стью излучения, осуществление хэндовера).

Контроллер сети радиодоступа RNC осуществляет управление ба­зовыми станциями, с которыми он образует подсистему RNS, и 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 распределением або­нентской нагрузки. Контроллеры ведущих мировых производителей телекоммуникационного оборудования строятся, как правило, на базе ATM-коммутатора, расширенного блоками управления радиоканалами.

Мобильный центр коммутации сети 3G-MSC/VLR является цен­тральным элементом сети. Он может обслуживать большую группу Node В и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается в процессе работы подвижная абонентская станция. 3G-MSC/VLR осуще­ствляет обмен внутри сети UMTS, соединяя между собой различные се­тевые элементы, в частности, элементы подсистемы RNS. 3G-MSC/VLR обеспечивают соединение с другими MSC, в частности, с зональными GMSC и другими службами. Совмещенная база данных перемещения абонентов (VLR) содержит копию списка подключенных услуг связи для визитных абонентов, а также точную информацию о местоположении абонентской станции в рамках обслуживающей системы.

Зональный центр коммутации (GMSC) осуществляет коммутацию между сетью UMTS и внешними CS-сетями.

База данных местоположения абонентов 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.

Сервисный опорный узел SGSN решает задачи идентификации абонента и управления мобильностью, конвертирования протоколов IP-сети в протоколы, используемые Node В и UE, сбора данных об оплате и трафике абонентов и маршрутизации данных (при подклю­чении к другим внешним сетям).

Шлюзовой опорный узел GGSN является интерфейсом между ба­зовой сетью GPRS и внешними сетями, играя роль маршрутизатора подсистем. В случае, если данные адресованы специальным пользо­вателям, осуществляется их проверка и поиск адресата. GGSN осу­ществляет перераспределение пакетов данных мобильным абонен­там и контролирует правильность подсоединения внешних сетей. Следует отметить, что описанный вариант архитектуры сети UMTS является базовой сетевой архитектурой, определенной в рамках 3GPP в блоке стандартов Release'99 (далее R'99) [7,22]. Как видно, она является достаточно гибкой и универсальной, что допускает воз­можность конфигурации сети на выбор оператора.