Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
Arquitectura de red

La arquitectura de la red UMTS está compuesta de tres partes principales, tal como se sugiere en la Figura 16. Debe tenerse en cuenta que los principales bloques de la arquitectura de la red siguen siendo los mismos en nuevas versiones de UMTS; únicamente se mejoran sus funciones. La arquitectura de la red UMTS está dividida a nivel lógico en tres partes; UE (equipo de usuario), la UTRAN, y la CN (red del núcleo). Dichos bloques están separados por interfaces definidas por los organismos de normalización, en este caso, 3GPP. El propósito principal de las interfaces es permitir la comunicación directa entre las distintas entidades y facilitar su cooperación y coordinación.

Estructura de la red UMTS

La primera parte que consideramos en la arquitectura de red UMTS es el UE (equipo de usuario), y consta de dos bloques:

- Terminal móvil (MT, Mobile Terminal) - dispositivo físico que gestiona todas las comunicaciones en la interfaz Uu, es decir, se trata del teléfono móvil, ordenador portátil o PDA. El MT es el dispositivo equivalente al terminal móvil (MS) definido en las redes 2G.
- Módulo de identidad del suscriptor UMTS (USIM, UMTS Subscriber Identity Module) – La tarjeta incluye datos específicos del usuario, como su identificación, el algoritmo de autenticación, y otro información del suscriptor. La tarjeta USIM es equivalente a la tarjeta SIM utilizada anteriormente en redes 2G.

La segunda parte de la arquitectura de la red UMTS está representada por la red UTRAN. Esta parte es la que más modificaciones presenta en comparación con las redes 2G. UTRAN consta de dos elementos de la red:

- La estación base (Nodo B) – Su función es similar a la BTS en las redes 2G. Para ello, el nodo B se compone del mástil, antena, y el hardware y software necesario. El propósito principal de Nodo B es permitir que los UEs se conecten a la red 3G. Los UE se conectan a Nodo B mediante canales de radio (a través de la interfaz Uu). Por lo tanto, el nodo B controla el enlace radio ascendente y descendente y garantiza las funciones del canal radio.
- Controlador de Red Radio (RNC, Radio Network Controller) – La entidad RNC es análoga al nodo BSC utilizado en 2G. Así pues, RNC es responsable del control de varios nodos B conectados. RNC y el anterior BSC tienen varias funciones similares, como la responsabilidad de la gestión de recursos de radio (asignación de recursos de radio para los nodos B, control de admisión, control de congestión, etc.) Sin embargo, RNC tiene mayor responsabilidad que el BSC en lo que respecta a la gestión de la movilidad de los usuarios individuales. En las redes 2G, el MSC y el SGSN juegan un papel más importante en relación con problemas de movilidad, tareas que no desarrollaba el BSC y que ahora sí que son responsabilidad de RNC.

Un aspecto interesante sobre el nodo B es el nombre elegido. Uno puede preguntarse ¿por qué exactamente nodo B? En las redes 2G (GSM), la estación base se denomina lógicamente BTS, que es el acrónimo de Base Transceiver Station. Cuando se diseñó inicialmente la red 3G, las entidades individuales de la red se denominaron nodos, es decir, el terminal móvil se conocía antes como nodo A, la estación base como nodo B, etc., con el fin de diferenciar los nombres de las redes 2G . Todas las entidades fueron renombradas posteriormente usando un nombre más adecuado, pero el nombre de la estación base se mantuvo como nodo B ya que no se encontró otro nombre distinto de estación base (el mismo empleado en redes 2G)...

La última parte de la red UMTS está compuesta de la CN. La CN se divide a nivel lógico en los dominios de conmutación de circuitos (CS, Circuited Switched) y conmutación de paquetes (PS, Packet Switched). La estructura de CN es casi la misma que en el caso de las redes 2G, de forma que sólo se enumeran aquí las diferencias principales respecto a 2G (en la sección 4 se puede encontrar una descripción detallada de los elementos de red individuales en una CN):

- Como ya se ha mencionado, parte de la gestión de la movilidad en UMTS se ha trasladado de la CN a la UTRAN.
- Los aspectos de seguridad se han mejorado en UMTS, por ejemplo se adaptaron nuevos algoritmos criptográficos más robustos. La ejecución de las funciones de cifrado se realizan en RNC en vez de en CN...
- Las funciones de tratamiento de voz se hacen en CN en lugar de BSS como ocurría en 2G...

## IP Subsistema Multimedia

Una parte importante de CN en UMTS es IMS (IP Multimedia Subsystem). IMS es fundamental para que los desarrollos 3G sean flexibles y rápidos, y para el despliegue de nuevos servicios 3G. Para ser más específicos, IMS proporciona un marco estándar para el despliegue de la siguiente generación de aplicaciones basadas en IP utilizando gran variedad de medios integrados, vídeo, texto y datos.

IMS se introdujo por primera vez en la Release UMTS 4, donde su arquitectura se separó de la red de acceso para proporcionar un control de servicios independiente. En la Release 6 extiende IMS hacia una infraestructura de red independiente del acceso. Como consecuencia de ello, el IMS se puede integrar también con otras redes de acceso basadas en tecnologías GPRS o EDGE, por ejemplo.

Los estándares IMS adoptaron el protocolo SIP (Session Initiation Protocol). SIP establece una conexión IP entre los equipos de usuario (por ejemplo, para sesiones de voz o vídeo) o conectividad IP entre la UE y servidores de aplicaciones.