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Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) es una de las tecnologias usadas por los moviles de tercera generacion (3G). Sucesor de GSM, tambien llamado W- CDMA.  

La tecnologia UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) es el sistema de telecomunicaciones moviles de tercera generacion, que evoluciona desde GSM pasando por GPRS hasta que UMTS sea una realidad y tenga un papel principal en las telecomunicaciones multimedia inalambricas de alta calidad que alcanzaran a 2000 millones de usuarios en todo el mundo en el año 2010.  
 

El principal avance es la tecnologia WCDMA (Wide Code Division Multiple Access) heredada de la tecnologia militar, a diferencia de GSM y GPRS que utilizan una mezcla de FDMA (Frecuency Division Multiple Access) y TDMA (Time Division Multiple Access). La principal ventaja de WCDMA consiste en que la señal se expande en frecuencia gracias a un codigo de ensanchado que solo conocen el emisor y el receptor (vease espectro ensanchado). Esta original forma de modulacion tiene numerosas ventajas:  

-)Altas velocidades de transmision de hasta 2 Mbps, al usar todo el espectro.  

-)Alta seguridad y confidencialidad debido a la utilizacion de tecnicas que permiten acercarse a la capacidad maxima del canal. (Como por ejemplo: codificadores convolucionales)  

-)Acceso multiple de eficacia maxima mientras no coincidan las secuencias de saltos.  

-)Alta resistencia a las interferencias.  

-)Posibilidad de trabajar con dos antenas simultaneamente debido a que siempre se usa todo el espectro y lo importante es la secuencia de salto, lo que facilita el handover (proceso de traspaso de la señ al de una antena a otra), donde GSM falla mucho.  

-)UMTS ofrece otra serie de ventajas como roaming y cobertura a nivel mundial ya sea via enlace radio terrestre o via satelite, y esta altamente estandarizado con una interfaz unica para cualquier red.  
 

Principales caracteristicas  

UMTS permite introducir muchos mas usuarios a la red global del sistema, y ademas permite incrementar la velocidad a 2 Mbps por usuario movil. Esta siendo desarrollado por 3GPP (3rd Generation Partnership Project), un proyecto comun en el que colaboran: ETSI (Europa), ARIB/TTC (Japon), ANSI T-1 (USA), TTA (Korea), CWTS (China). Para alcanzar la aceptacion global, 3GPP va introduciendo UMTS por fases y versiones anuales. La primera fue en 1999, describia transiciones desde redes GSM. En el 2000, se describio transiciones desde IS-95 y TDMA.  

Es una tecnologia apropiada para una gran variedad de usuarios y tipos de servicios, y no solamente para usuarios muy avanzados, UMTS ofrece:  

-)Facilidad de uso y bajos costos: UMTS proporcionara servicios de uso facil y adaptable para abordar las necesidades y preferencias de los usuarios, amplia gama de terminales para realizar facil acceso a los distintos servicios, bajo coste de los servicios para asegurar un mercado masivo.  

-)Nuevos y mejorados servicios: Los servicios vocales mantendran una posicion dominante durante varios años. Los usuarios exigiran a UMTS servicios de voz de alta calidad junto con servicios de datos e informacion. Las proyecciones muestran una base de abonados de servicios multimedia en fuerte crecimiento hacia el año 2010, lo que posibilita tambien servicios multimedia de alta calidad en areas carentes de estas posibilidades en la red fija, como zonas de dificil acceso.  

-)Acceso rapido: La principal ventaja de UMTS sobre la segunda generacion movil (2G), es la capacidad de soportar altas velocidades de transmision de datos de hasta 144 kbit/s sobre vehiculos a gran velocidad, 384 kbit/s en espacios abiertos de extrarradios y 2 Mbit/s con baja movilidad (interior de edificios). Esta capacidad sumada al soporte inherente del Protocolo de Internet (IP), se combinan poderosamente para prestar servicios multimedia interactivos y nuevas aplicaciones de banda ancha, tales como servicios de video telefonia y video conferencia.  
 

Comparativa de velocidad entre distintas tecnologias  

Sistema: GSM
Kbps max. teoricos: 9,6
Kbps max. reales: 9,6
Comentarios: Conmutacion de circuitos  

Sistema: HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)
Kbps max. teoricos: 57,6
Kbps max. reales: 28,8
Comentarios: Se agrupan varios canales GSM para una misma transmision de datos  

Sistema: GPRS
Kbps max. teoricos: 171,2
Kbps max. reales: 44
Comentarios: Conmutacion de paquetes  

Sistema: EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution)
Kbps max. teoricos: 384
Kbps max. reales: 70
Comentarios: Cambio de sistema de modulacion (8-PSK)  

Sistema: UMTS R99
Kbps max. teoricos: 2000
Kbps max. reales: 384
Comentarios: Interfaz radio UTRAN. (Subida maxima 128 Kpbs)  

Sistema: UMTS HSDPA 1.8Mbps (High-Speed Downlink Packet Access )
Kbps max. teoricos: 1800
Kbps max. reales: Picos cerca de 1800 (tipico 1000)
Comentarios: Cambios en modo paquetes, modulacion QPSK.
(Mejora principalmente la bajada, la subida maxima es 384 Kbps).  

Sistema: UMTS HSDPA 3.6Mbps
Kbps max. teoricos: 3600
Kbps max. reales: Picos cerca de 3000 (tipico 1400)
Comentarios: Como UMTS HSDPA 1.8Mbps pero modulacion 16- QUAM  

Sistema: UMTS HSDPA 7.2Mbps
Kbps max. teoricos: 7200
Kbps max. reales: Picos cerca de 6000 (tipico aproximadamente 4000)
Comentarios: Como UMTS HSDPA 3.6Mbps pero con uso de 10 codigos (en vez de 5)  

Sistema: UMTS HSUPA 1.4Mbps (EUL) High- Speed Uplink Packet Access (Enhanced UpLink )
Kbps max. teoricos: 1440
Kbps max. reales: Picos cerca de 1800 (tipico 900)
Comentarios: Implica solamente cambios en modo paquetes de subida.Normalmente se asocia con modos de bajada HSDPA 3.6 o 7.2 Mpbs  
 

Velocidades de transmision  

-)Transmision de paquetes de datos y velocidad de transferencia de datos a pedido: UMTS ofrece la transmision de datos en paquetes y por circuitos de conmutacion de alta velocidad debido a la conectividad virtual a la red en todo momento y a las formas de facturacion alternativas (por ejemplo, pago por byte, por sesion, tarifa plana, ancho de banda asimetrico de enlace ascendente / descendente) segun lo requieran los variados servicios de transmision de datos que estan haciendo su aparicion.  

-)Entorno de servicios amigable y consistente: Los servicios UMTS se basan en capacidades comunes en todos los entornos de usuarios y radioelectricos de UMTS. Al hacer uso de la capacidad de roaming desde su red hacia la de otros operadores UMTS, un abonado particular experimentara asi un conjunto consistente de
sensaciones como si estuviera en su propia red local (Entorno de Hogar Virtual o VHE). VHE asegurara la entrega de todo el entorno del proveedor de servicios, incluyendo por ejemplo, el entorno de trabajo virtual de un usuario corporativo, independientemente de la ubicacion o modo de acceso del usuario (por satelite o terrestre). Asimismo, VHE permitira a las terminales gestionar funcionalidades con la red visitada, posiblemente mediante una bajada de software, y se proveeran servicios del tipo como en casa con absoluta seguridad y transparencia a traves de una mezcla de accesos y redes principales.  

-)Las mejoras introducidas por UMTS HSDPA 7.2 Mbps se pueden utilizar sobre todo en zonas donde la fuerza de señal, se decir muy cercanas a las antenas o en sistemas de cobertura interna en edificios, por ejemplo aeropuertos. La entrada comercial del HSDPA 7.2 Mbps se espera hacia finales del 2007.  
 

Arquitectura del sistema UMTS  

La estructura de redes UMTS esta compuesta por dos grandes subredes: la red de telecomunicaciones y la red de gestion. La primera es la encargada de sustentar el transvase de informacion entre los extremos de una conexion. La segunda tiene como misiones la provision de medios para la facturacion y tarificacion de los abonados, el registro y definicion de los perfiles de servicio, la gestion y seguridad en el manejo de sus datos, asi como la operacion de los elementos de la red, con el fin ya de asegurar el correcto funcionamiento de esta, la deteccion y resolucion de averias o anomalias, o tambien la recuperacion del funcionamiento tras periodos de apagado o desconexion de algunos de sus elementos. Dentro de este apartado vamos a analizar solo la primera de las dos subredes, esto es, la de telecomunicaciones.  

UMTS usa una comunicacion terrestre basada en una interface de radio W-CDMA, conocida como UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA). Soporta division de tiempo duplex (TDD) y division de frecuencia duplex (FDD). Ambos modelos ofrecen ratios de informacion de hasta 2 Mbps.  

Una red UMTS se compone de los siguientes elementos:  

-)Nucleo de Red (Core Network). El Nucleo de Red incorpora funciones de transporte y de inteligencia. Las primeras soportan el transporte de la informacion de trafico y señ alizacion, incluida la conmutacion. El encaminamiento reside en las funciones de inteligencia, que comprenden prestaciones como la logica y el control de ciertos servicios ofrecidos a traves de una serie de interfaces bien definidas; tambien incluyen la gestion de la movilidad. A traves del Nucleo de Red, el UMTS se conecta con otras redes de telecomunicaciones, de forma que resulte posible la comunicacion no solo entre usuarios moviles UMTS, sino tambien con los que se encuentran conectados a otras redes.  

-)Red de acceso radio (UTRAN). La red de acceso radio proporciona la conexion entre los terminales moviles y el Core Network. En UMTS recibe el nombre de UTRAN (Acceso Universal Radioelectrico Terrestre) y se compone de una serie de sistemas de red radio o RNC (Radio Network Controller) y una serie de Nodos B dependientes de el. Los Nodos B son los elementos de la red que se corresponden con las estaciones base.  

-)Terminales moviles. Las especificaciones UMTS usan el termino User Equipment (UE).

Parte tambien de esta estructura serian las redes de transmision empleadas para enlazar lo diferentes elementos que la integran.  
 

Un ejmplo de una conexion a la red UMTS desde un terminal seria el que se explica con el siguiente diagrama:

UMTS

Partimos de nuestro dispositivo 3G ya sea un telefono movil o una tarjeta para ordenadores compatible con esta red, nuestros datos llegan al Nodo B que es el encargado de recoger las señales emitidas por los terminales y pasan al RNC para ser procesadas estos dos componentes es lo que llamamos UTRAN, desde el UTRAN para al Nucleo de la red que esta dividido en conmutadores que distribuyen los datos por los diferentes sistemas, segun vayan a uno u a otro seguiran el camino de la imagen pasando por el MSC (Mobile services Switching Centre), o por el SGSN (Serving GPRS Support Node) y posteriormente por el GGSN (Gateway GPRS Support Node).  
 

Conclusiones:  

Tomadas como referencia las conclusiones que desarrolla en su libro " Tecnologia Movil" Luis Arroyo Galan, donde destaca las caracteristicas mas sobresalientes de UMTS.  

1-)Roaming sin fisuras: La integracion de transmision terrestre y por satelite da como resultado una movilidad sin solucion de continuidad.  

2-)Acceso rapido global: La cobertura es total porque el enlace radio incluye tambien las prestaciones ofrecidas por las transmisiones via satelite.  

3-)Multimedia: Las velocidades prometidas, en el entorno de 384 Kbps, parecen insuficientes en si mismas y muy bajas en comparacion con otras soluciones.  

4-)Separacion de servicios y plataformas: Los diseñadores de UMTS tuvieron presente el nuevo modelo de negocio que promoveria esta solucion.  

5-)Un terminal puede estar conectado a varios Nodos B a la vez: Por el tipo de enlace radio empleado, cada usuario usa el espectro en su totalidad y se diferencia del resto por las distintas secuencias de salto empleadas, lo que le permite trabajar con dos antenas a la vez.  

6-)Velocidad de transmision de hasta 2 Mbps: Los dos "megas" solamente se conseguiran en circunstancias muy especiales; de momento habra que conformarse con velocidades de solo unos pocos centenares de miles.  

7-)Capacidad para determinar la posicion: El hecho de que las antenas puedan hacer triangulaciones de como resultado la posibilidad de ubicar a cualquier terminal en un espacio de unos cincuenta metros de lado.  

8-)Mayores mecanismos de seguridad: Como objetivo de diseño se ha prestado mucha atencion a la seguridad.  

9-)Always on: Se hereda esta importante funcionalidad del GPRS.

10-)USIM con diferentes perfiles: Serian como las tarjetas SIM de GSM, pero con distintos modelos para que el usuario pueda utilizar el tipo de terminal que mas le convenga.  

11-)QoS (Quality of Service) muy desarrollada.  

12-)VHE: Una interfaz para cualquier red.  
 
 

http://es.wikipedia. org
/wiki/UMTS


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