3G (UMTS)

Už tomu budú takmer 3 roky, odkedy naši dvaja najväčší operátori spustili sieť 3G a spolu s ňou možnosť využívať UMTS. O čo teda vlastne ide? Čo to UMTS vôbec znamená?

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) je jednou z mobilných technológií tretej generácie, ktorá je vyvíjaná a zdokonaľovaná v sieťach štvrtej generácie. Používa W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) ako základný štandard, je štandardizovaná podľa 3GPP (3rd Generation Partnership Project) a je európskou odpoveďou na požiadavky ITU IMT-2000 pre mobilné siete 3G. UMTS je označované aj ako 3GSM, čím sa zvýrazňuje kombinácia 3G technológie a GSM štandardu, ktorý má postupne nahradiť. Ale zjednodušene povedané, UMTS je 3G.

GSM u nás pracuje na frekvenciách 900 a 1 800 MHz, pri UMTS sú využívané frekvenčné pásma 1 900 a 2 100 MHz (jedno pri príjme a druhé pri odosielaní dát). Základňové stanice majú menší dosah, a efektívne využitie UMTS je do vzdialenosti 600 - 1 000 m od vysielača. To súvisí s niektorými vážnymi faktami: základňových staníc UMTS musí byť v porovnaní s GSM na rovnakej ploche niekoľkonásobne viac, a teda jej výstavba je podstatne drahšia. Napriek tomu sme sa postupom rokov dočkali kvalitnej 3G siete, s pokrytím vo všetkých väčších mestách a obciach. Spočiatku preferoval 3G len Orange, ktorý má dnes touto sieťou pokrytých viac než 50 % obyvateľstva, no neskôr sa k nemu pridal aj T-Mobile. Aj keď s meškaním, keďže sa pred rokmi rozhodol pre poskytovanie rýchleho internetového pripojenia zakúpiť technológiu FLASH-OFDM.

Orange buduje od začiatku svoju UMTS sieť v spolupráci s nadnárodnými spoločnosťami Nokia (dnes Nokia Siemens Networks), Alcatel a Nortel. Dodávateľom prístupovej časti siete sa stala spoločnosť Nortel Networks. Prístupová časť UMTS siete (tzv. UTRAN = UMTS terrestrial radio acces network) zabezpečuje pokrytie územia signálom UMTS a tým aj mobilnú komunikáciu UMTS terminálov (telefónov alebo iných koncových zariadení s podporou UMTS) so základňovými stanicami a jadrom siete. Skladá sa zo základňových staníc (tzv. "Node B"), ktoré komunikujú s tzv. radičom rádiovej siete (Radio Network Controller, RNC). Jednotlivé základňové stanice prenášajú signál (hovory alebo dáta) prostredníctvom radiča do jadra siete, ktoré riadi prevádzku siete UMTS. Dodávateľmi jadra siete pre Orange sa pred rokmi stali spoločnosti Nokia a Alcatel.

T-Mobile sa spolieha len na osvedčený Ericsson, a to už niekoľko rokov. Spoločnosti teda spolupracujú s firmami, s ktorými majú skúsenosti už z 2G siete (GSM). Dôležité je uvedomiť si, že Orange aj T-Mobile sú nadnárodné spoločnosti, ktoré už UMTS siete spustili vo viacerých krajinách. Preto nejaké počiatočné problémy so spustením UMTS na Slovensku neboli očakávané, skúsenosti z iných krajín im pomohli sa takýmto problémom vyhnúť.

Orange a T-Mobile museli podľa licencie, ktorá ich každého stála 1,499 mld. Sk (49,75 mil. €), spustiť do konca marca 2006 UMTS aspoň v Bratislave. Reálne spustenie komerčnej prevádzky 3G nastalo v T-Mobile 24. februára a v Orangei 17. marca 2006. Odvtedy sa veľa zmenilo. Orange sa s výstavbou 3G siete, ktorá bola pripravená aj pre jej nadstavby (3,5G), ponáhľal od úplného začiatku. T-Mobile si dal načas a rozširovanie pokrytia 3G siete, aspoň na krajské mestá a ich okolie, si nechal na rok 2008.

O2 spustilo dve základňové UMTS stanice na základe povinnosti z licencie v druhej polovici roka 2008, a to na Auparku a hoteli Danube v Bratislave. Malá 3G sieť O2 slúži len na prenos hlasu a zatiaľ to na vážnejšie rozširovanie nevyzerá. O2 využíva GSM (a zrejme aj UMTS) infraštruktúru od Nokia Siemens Networks.

Reálne prenosové maximum UMTS je 384 kbps (kilobits per second, t.j. 48 kB/s - kilobytes per second). Aj to len v prípade, že celú kapacitu základňovej stanice využíva jeden človek, resp. prístroj. Pri EDGE môžete v opustených lokalitách (dedina, chata v horách) dosahovať rýchlosť downloadu 200 - 220 kbps. V odosielaní dát je na tom UMTS oproti EDGE podstatne lepšie. Ak to sieť dovolí, najnovšie telefóny ponúkajú upload až 384 kbps, teda dátový tok zhodný s downloadom. Pri 3G však nejde ani tak o samotné UMTS, ako o nadstavby tejto siete (napr. HSDPA - High-Speed Downlink Packet Acces), ktoré umožňujú až neuveriteľne rýchle dátové prenosy po teoretické maximum 14,4 Mbit/s.

Prevádzka siete HSDPA bola na Slovensku spustená pred koncom roka 2006 s rýchlosťou 3,6 Mbit/s. Neskôr bolo teoretické maximum zvýšené na dvojnásobok - 7,2 Mbit/s. Po spustení UMTS však neprestal Orange ani T-Mobile investovať do sietí 2G. Preto dnes máme takmer úplné pokrytie Slovenska sieťou EDGE (až 99,3 % obyvateľstva).

V sieťach druhej generácie je frekvenčné spektrum rozdelené na jednotlivé frekvencie a tzv. timesloty. Každý účastník teda využíva svoju frekvenciu a určitý počet timeslotov (na telefonát 1, na dátový prenos až 5 súčasne).

V sieti tretej generácie sú všetky typy komunikácie prenášané na tej istej frekvencii. Celé frekvenčné spektrum je zdieľané všetkými užívateľmi v tom istom čase. Jednotlivé druhy komunikácie užívateľov sú rozlíšené pomocou kódov.

W-CDMA (Wide-band Coded Division Multiple Access) znamená využitie širokého frekvenčného spektra, a preto ide o technológiu s vysokou spektrálnou účinnosťou. Aj vďaka tomu je možné dosiahnuť vysoké prenosové rýchlosti.

Základné rozdiely medzi GPRS/EDGE a UMTS:

Rádiová technológia je pri GSM TDMA, pri UMTS W-CDMA, GSM u nás pracuje na 900 a 1800 MHz, WCDMA pracuje na 1 900 a 2100 MHz (v iných krajinách mimo Európy sa pásma môžu odlišovať). Maximálna teoretická prenosová rýchlosť pri EDGE je 473 kbps (prakticky 240 kbps), pri UMTS je to 1 920 kbps (prakticky 384 kbps). Najpodstatnejším rozdielom je však odozva, oneskorenie požiadavky (ping), a to asi 700 ms pri EDGE a 300 ms pri UMTS. To je dôležité najmä pri rôznych internetových operáciach.

Pozn.: kbps = kb/s, kBps = kB/s, 1 kB/s = 8 kb/s

Pokrytie:

Orange ponúka pokrytie signálom UMTS pre viac ako 50 % populácie, v každom meste ktoré má viac ako 20 000 obyvateľov. Sprístupnil taktiež technológiu HSUPA (High-Speed Uplink Packet Acces), pri ktorej sa rýchlosť odosielania dát (uploadu) zvyšuje až na 1,46 Mbit/s. Taktiež znížil dobu odozvy stránok zo 100 ms na 70 ms.

T-Mobile sa viac zameriava na pokryte službou Rýchly internet (Flash-OFDM, resp. Flarion), ktorá ponúka reálne podstatne lepšie výsledky počas pripojenia k internetu. Preto do konca roka 2008 pokryl sieťou UMTS len Bratislavu a jej okolie, Trnavu, Nitru a Košice.

O2 v dnešnej dobe neposkytuje dátové služby na základe UMTS. Ponúka len prenos hlasu cez 3G sieť na dvoch základňových staniciach v Bratislave.

Mapy pokrytia:

T-Mobile

Orange

O2

Služby

Ponuka služieb spojených s 3G je od oboch operátorov podobná. K dispozícii je videotelefonovanie za cenu bežného hovoru. Orange videohovor odpočítava aj z predplatených minút, T-Mobile videohovor účtuje vždy nad rámec predplatených minút cenou bežného hovoru. Nedá sa zovšeobecniť, ktorý spôsob je výhodnejší. Niekomu vyhovuje prístup Orangeu, inému zase T-Mobilu.

Nechýba ani multimediálny obsah na wapových portáloch oboch operátorov. K dispozícii je mobilná TV, záznamy relácií, rozprávky i hudba. Orange ponúka každému majiteľovi dátového programu Orange World mini 20 MB navyše pre ich využitie na multimediálne účely, ku OW klasik je to 100 MB a k OW maxi až 500 MB navyše. Tie je možné čerpať len po pripojení k multimediálnym službám cez wap.orange.sk. Po vyčerpaní tohto balíka použijete ešte ostávajúce dáta bežného balíka, a potom už platíte nad rámec dátového programu. T-Mobile ponúka len štandardné balíky dát použiteľné pre všetky účely (okrem služby Surf&Mail určenej len na e-mailovú komunikáciu).

Pozor však na prekročenie predplateného balíka: pri 384 kbps stiahnete za minútu 2,8 MB. Počítajte so spotrebou 169 MB za hodinu (pri najvyššej rýchlosti), reálne to odhadujeme na 2/3 až 1/2. Každopádne pri intenzívnom sťahovaní dát môžete cez UMTS prečerpať až 100 MB za hodinu.

Čo sa týka využitia dátových programov, u oboch najväčších mobilných operátorov je situácia podobná. Platia aktuálne paušály s možnosťou využívať GPRS, EDGE, UMTS i HSDPA. Ak prejdete z dosahu UMTS/HSDPA do oblasti pokrytej EDGE či GPRS, dátové pripojenie sa spomalí, no k prerušeniu spojenia nedôjde. Mobil či modem tak automaticky využíva najrýchlejšiu alternatívu pripojenia. K dispozícii sú u oboch operátorov viaceré 3G USB modemy a PCMCIA karty s podporou HSDPA (a HSUPA) s teoretickým maximom 3,6 Mbit/s alebo 7,2 Mbit/s.

Aktivácia

V T-Mobile je nutné videohovor aktivovať (napr. telefonicky), no SIM kartu si meniť nemusíte. Aktivačný ani žiadny ďalší mesačný poplatok neplatíte. Orange už nevyžaduje výmenu SIM karty za USIM (UMTS-SIM), ako tomu bolo prvé tri roky, 3G služby vám od konca roka 2008 budú fungovať aj na normálnej SIM karte. Aktivovať si ich nemusíte. Ak ste si však požiadali o výmenu SIM za USIM v minulosti, uvediem hlavné rozdiely medzi tymito dvoma kartami. USIM ponúka kapacitu 128 kB, čo je dvakrát viac než aktuálne SIM karty. Obsahuje pamäť na 250 viacpoložkových kontaktov a 50 SMS správ. Novú 3G SIM kartu získajú bezplatne všetci zákazníci Orangeu, ktorí si zakúpia akciový telefón alebo dátové zariadenie s podporou 3G, alebo si akciový 3G telefón na predajných miestach Orangeu zakúpili pred spustením komerčnej prevádzky UMTS.

Budúcnosť UMTS:

E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access)

E-UTRA bolo navrhnuté na dosiahnutie cieľov daných projektom 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Tento projekt sa zaoberá vylepšením štandardu UMTS adaptovaním novovyvinutých technológií. Medzi jeho hlavné ciele patrí zlepšenie spektrálnej efektívnosti, zníženie cien, zlepšenie služieb a lepšiu integráciu s ostatnými otvorenými štandardmi. Vylepšenia technológie E-UTRA dovoľujú operátorom ponúkať balík služieb - hlas, vysokorýchlostné interaktívne aplikácie vrátane prenosov obrovského množstva dát a IPTV (Internet Protocol Television) s mnohými možnosťami. To všetko plne mobilné.

Aj keď UMTS, s nadstavbou HSDPA a HSUPA, priniesli vysokorýchlostné prenosy, je predpokladaný ešte väčší rast spotreby dát v najbližších rokoch. Vrchol konkurenčných technológií, ako WiMAX, vedie operátorov k vylepšovaniu ich sietí pre podporu rýchlejších dátových tokov. E-UTRA, ako časť 3GPP Release 8, je navrhnuté poskytovať rovnakú vývojovú cestu pre UMTS aj EV-DO prevádzkovateľov služieb, umožňujúc zlepšenia prenosových rýchlostí, spektrálnej efektívnosti a dosiahnutím väčšej funkčnosti.

Technologické pokusy E-UTRA:

September 2007 - Japonský operátor NTT DoCoMo dosiahol prenosovú rýchlosť 200 Mbit/s so spotrebou energie pod 100 mW počas testu.

Apríl 2008 - LG a Nortel dosiahli prenosovú rýchlosť 50 Mbit/s počas cestovania rýchlosťou 110 km/h.

Zdroje:

Wikipedia

UMTS World

UMTS Forum