Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
Architektura sítě

Síťová architektura UMTS se skládá ze tří hlavních částí, jak je ukázáno na obrázku. Je důležité si uvědomit, že hlavní bloky sítě zůstávají stejné i pro novější verze UMTS, pouze jejich funkce jsou postupně změněny či rozšířeny. Síťová architektura UMTS je logicky rozdělena do tří částí, UE (User Equipment), rádiová část UTRAN a páteřní síť CN (Core network). Jednotlivé části jsou od sebe odděleny rozhraními definovanými 3GPP. Hlavním účelem rozhraní je umožnit přímou komunikaci mezi jednotlivými síťovými entitami a usnadnit tak jejich optimální spolupráci a koordinaci.

Architektura sítě UMTS

První část sítě architektury UMTS (tj. UE) obsahuje dva bloky:

- MT (Mobilní terminál) - Zařízení, které má na starost veškerou komunikaci na Uu rozhraní. Jedná se tedy např. o mobilní telefon, notebook nebo PDA. MT je identické zařízení jako MS definovaná v sítích 2G.
- USIM (UMTS Subscriber Identity Module) – Karta obsahující specifické údaje o uživateli, jako je identifikace, autentizační algoritmus, atd. Karta USIM je analogická ke kartě SIM používanou v sítích 2G.

Druhá část síťové architektury UMTS je reprezentována radiovou částí UTRAN. Tato část je také nejvíce upravena v porovnání se síti 2G. UTRAN se skládá ze dvou síťových prvků:

- Základnová stanice NodeB – NodeB je obdobou BTS v síti 2G. Za tímto účelem se NodeB skládá ze stožáru, vysílací/přijímací antény a potřebného hardwaru a softwaru. Hlavním cílem NodeB je umožnit uživatelům připojení k 3G síti pomocí radiového kanálu (tj. přes Uu rozhraní) a zajišťuje přenosové funkce radiového kanálu.
- RNC (Radio Network Controller) – Blok RNC je obdobou uzlu BSC, používanou v sítích 2G. Proto je také RNC zodpovědný za řízení několika připojených NodeB. Bloky RNC a BSC mají několik podobných funkcí jako je odpovědnost za radiové zdroje (alokace radiových zdrojů, řízení přístupu, ochrana proti přetížení, atd.). Nicméně blok RNC má větší odpovědnost co se týká pohybu uživatelů a řízení jednotlivých uživatelů než blok BSC. V sítích 2G toto mají převážně na starosti bloky MSC a SGSN.

Zajímavý fakt týkající se NodeB je samotný název pro něj vybraný. Lze se ptát, proč právě NodeB? V sítích 2G (GSM) je základnová stanice logicky pojmenovaná jako BTS, což v Anglickém jazyce znamená "Base Transceiver Station". Když 3G síť byla původně navržena, byly jednotlivé subjekty v síti označeny jednoduše jako uzly (z angličtiny Node), aby se odlišily jména uzlů pojmenovaných v síti 2G. Z toho důvodu bylo mobilní zařízení označeno jako NodeA, základnová stanice jako NodeB, atd. Všechny subjekty byly jeden po druhém přejmenovány, ale název pro základnové stanice zůstal jako NodeB, protože žádné vhodnější jméno nebylo nalezeno.

Poslední část UMTS se skládá z páteřní části CN, která je logicky rozdělena na okruhově přepínanou část CS a paketově přepínanou část PS (Packet Switched). Vzhledem k tomu, že struktura CN je téměř stejná jako v případě sítě 2G, jsou zde uvedeny pouze hlavní rozdíly (detailní popis jednotlivých prvků částí sítě CN lze nalézt v kapitole 12):

- Jak už bylo řečeno výše, řízení mobility bylo v UMTS přeneseno z CN části do radiové části UTRAN.
- Bezpečnostní a zabezpečovací funkce jsou v UMTS rozšířeny v porovnání s 2G. Jedná se především o nové šifrovací algoritmy, které jsou ale prováděny už v RNC místo CN.
- Řízení klasických hovorů je prováděno v CN místo v BSS.

## Subsystém IMS

Nedílnou součástí páteřní sítě UMTS je subsystém IMS, který umožňuje flexibilní a rychlý vývoj nových služeb 3G. Chceme-li být konkrétnější, tak IMS dovoluje zavádět širokou škálu nových aplikací založených na bázi paketového přenosu jako přenosy dat, videa a textu.

IMS byla poprvé zavedena ve verzi UMTS Release 4, kde byla její architektura oddělena od přístupové sítě s cílem zajistit nezávislou kontrolu provozu. V UMTS Release 6 se potom subsystém IMS stává úplně nezávislým na přístupové části sítě. V důsledku toho může být IMS integrovaná také s jinými přístupovými sítěmi např. přístupovými systémy na základě technologie GPRS nebo EDGE.

Jako signalizační protokol je v IMS použit protokol SIP (Session Initiation Protocol), který vytváří paketové spojení mezi více mobilními terminály (např. pro hlasové nebo video konference) nebo paketové spojení mezi jedním mobilním terminálem a aplikačním serverem.