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UMTS: Die IP-gerechte Netzstruktur

16.09.2011 | 11:02 Uhr |

Daten im Fokus: UMTS wurde von Anfang für IP-Datenübertragungen ausgelegt.
Vergrößern Daten im Fokus: UMTS wurde von Anfang für IP-Datenübertragungen ausgelegt.

Im Vergleich dazu repräsentiert die Architektur eines UMTS-Netzes dessen Fokus auf IP-basierte Datenübertragung: Man unterscheidet das "Core Network", das mit Elementen wie einem "Mobile Switching Center Server" (MSCS) und "Media Gateway" (MGW) die Signalisierung und Vermittlung übernimmt, und das eigentliche Funknetz ("UMTS Terrestrial Radio Access Network", kurz UTRAN). Letzteres ist aus mehreren Radio Network Controllern (RNC) aufgebaut. Sie steuern wiederum die einzelnen Funkzellen, die bei UMTS als "Node B" bezeichnet werden. Ihre Funktion entspricht den BTS des GSM-Netzes.

Wichtiger als die etwas unterschiedlichen Fachbegriffe für die Netzkomponenten ist die unterschiedliche Aufgabenverteilung: UMTS-Netze sind in mehreren logischen Schichten organisiert. Sie trennen den Datenverkehr von der Signalisierung und Vermittlung. Eine dritte Schicht ist dann die Serviceschicht (englisch "Service Layer"), die für die einzelnen Netzdienste, aber auch für die Netzüberwachung zuständig ist.

Mit der kommerziellen Einführung von UMTS in Deutschland im Jahr 2004 bot das 3G-Netz eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 384 Kbit/s im Downlink und 64 Kbit/s im Uplink. Die dafür verwendeten Codierungsverfahren sind im sogenannten "Release 99" des UMTS-Standards definiert - der Fassung des Standards, die im Jahr 1999 verabschiedet wurde.

UMTS aufgerüstet: Tuning per HSDPA und HSUPA

Allerdings versprach UMTS von Anfang an Datenraten von bis zu 2 Mbit/s. Ursprünglich sollte diese Höchstgeschwindigkeit nur an räumlich sehr begrenzten Hotspots zur Verfügung stehen. Doch dieses Konzept wurde schnell verworfen und nicht in die Praxis umgesetzt. An seine Stelle trat HSDPA, der "High Speed Downlink Packet Access". Die erste Ausbaustufe wurde im 2005 veröffentlichten "Release 5" des Funkstandards spezifiziert. Sie erhöhte die Datenraten im Downlink auf bis zu 1,8 Mbit/s und hob die Uplink-Datenrate gleichzeitig auf 384 Kbit/s an.

Das maßgeblich an der Standardisierung beteiligte Herstellergremium 3GPP ("3rd Generation Partnership Project") und die für die Ratifizierung der Standards zuständige ITU (International Telecommunications Union) erkannten schnell, dass der Bedarf an mobilen Datenraten kontinuierlich steigen würde. Deshalb folgte im Jahr 2006 die nächste Ausbaustufe, auch als "Release 6" bekannt. Sie beschleunigte den Downlink per HSDPA auf 3,6 Mbit/s. Parallel dazu wurde auch eine deutlich schnellere Uplink-Technologie vorgestellt: HSUPA ("High Speed Uplink Packet Access") stellte Uplink-Datenraten von bis zu 1,44 Mbit/s zur Verfügung.

Mit "Release 7" wurde "HSPA+" eingeführt, auch "eHSPA" (evolveld HSPA) genannt. Damit stehen theoretisch bis zu 42,2 Mbit/s im Downlink und 11,5 Mbit/s im Uplink zur Verfügung. Mit Release 8 und 9 kamen weitere Übertragungsverbesserungen hinzu, so dass nun im Downlink sogar bis zu 84,4 Mbit/s spezifiziert sind. Einen ausführlichen Überblick über HSPA+ finden Sie unter http://www.umtslink.at/content/ehspa-grundlagen-287.html .

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