Tecnologie chiave per l'introduzione dell'UMTS

UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access)

L'accesso radio per i sistemi UMTS (il collegamento tra i terminali e le BTS) si baserà sull'uso combinato di due tecnologie:

• W-CDMA per le bande paired, o accoppiate (ovvero con bande separate per downlink ed uplink), con l'ipotesi di uso in micro e macrocelle con data rate fino a 384 Kbps.
• TD-CDMA per le bande unpaired, o non accoppiate (dove uplink e downlink sono sulla stessa banda, ma separati temporalmente). Permetterà trasmissioni dati asimmetriche (data rate differenti tra uplink e downlink) e velocità fino a 2 Mbps, in ambienti picocellulari.

Queste due tecniche sono unite in un unico standard garantendo una soluzione ottimale per tutti i differenti ambienti operativi ed esigenze per i servizi. Le capacità di trasmissioni dati dell'UTRA partiranno da un minimo di 144 Kbit/s per condizioni di massima mobilità in qualsiasi tipo di ambiente, 384 Kbit/s per applicazioni dove è richiesta mobilità limitata all'interno di micro e macro celle e 2 Mbit/s per applicazioni a bassissima mobilità particolarmente in ambienti micro e soprattutto pico cellulari. La velocita di 2Mbit/s potrà anche essere disponibile per applicazioni su breve distanza o basate su trasmissioni a pacchetto in ambienti macro cellulari, a seconda delle particolari strategie sviluppate, della pianificazione della rete radio, della disponibilità delle frequenze e soprattutto.

Terminali multi-modo 2G/3G

I terminali UMTS coesisteranno in un mercato con numerosi standard anche già esistenti, e ciò metterà in condizione i vari operatori di offrire la massima capacità e copertura alla loro base di utenti combinando l'accesso radio UTRA (anche dual mode, nelle tecnologie FDD / W-CDMA e TDD / TD-CDMA) con gli standard 2G e gli altri standard 3G. Inoltre gli operatori avranno bisogno di terminali che siano in grado di funzionare sulle loro infrastrutture esistenti come le reti GSM 900/1800 e DECT, così come per altri standard di seconda generazione come quelli basati sull'AMPS statunitense, visto che, almeno inizialmente questi sistemi avranno un più completa copertura del territorio rispetto all'UMTS.
Molti terminali UMTS inoltre saranno multi-modo e multi-banda (come p.es gli attuali GSM dual band 900-1800) in modo da poter funzionare con diversi standard, vecchi e nuovi. Ottenere dei terminali di questo tipo che abbiano un costo comparabile con gli attuali modelli commerciali dei cellulari di seconda generazione (p.es. cellulari GSM) diventerà possibile nel vicino futuro grazie al continuo miglioramento nelle tecnologie dei semiconduttori, delle architetture radio e del software dei terminali.

Sistema satellitare

Nel momento del lancio iniziale del servizio UMTS nel 2002, la componente satellitare del servizio UMTS sarà in grado di fornire una copertura globale planetaria a un'intera gamma di terminali. Questi sistemi satellitari utilizzeranno le bande S delle allocazioni di frequenza del Mobile Satellite Service (MSS) per il sistema satellitare facente parte dell'IMT-2000, e forniranno servizi compatibili con i sistemi terrestri UMTS.

USIM Card

Un grosso passo avanti introdotto dal GSM è stato l'uso delle SIM (Subscriber Identity Module). Ha introdotto la possibilità di avere un alto grado di sicurezza e di poter personalizzare il terminale mobile. Nel 2002, anno del lancio commerciale del servizio UMTS, l'industria delle smart card sarà in grado di fornire schede con maggior memoria, CPU più veloci, funzionamento contactless e maggiori capacità di criptazione.
Questi miglioramenti permetteranno l'uso delle USIM (UMTS Subscriber Identity Module) che forniranno maggiore sicurezza ai servizi di trasmissione e memorizzazione dati. Insieme alla configurazione software per il funzionamento di qualsiasi terminale UMTS, sull'USIM potranno essere memorizzati, ricevuti o trasmessi una serie di informazioni e dati che possono andare dalle immagini alle firme, da file personali alle impronte digitali o altri parametri biometrici per identificazioni di sicurezza.
Le schede contactless permetteranno un impiego molto più semplice rispetto alle SIM odierne, per esempio permettendo l'uso della USIM anche per altri scopi (transazioni finanziarie, e-commerce, acquisto elettronico ) senza dover muovere la scheda dal portafoglio o dal telefono.
Si pensa che tutti le reti telefoniche mobili e fisse adotteranno lo stesso standard o perlomeno compatibile ai livelli più bassi al fine di permettere il roaming delle USIM su tutte le reti ed avere un accesso universale a tutti i servizi. L'e-commerce e i servizi bancari elettronici diventeranno in poco tempo largamente utilizzati, e gli utenti si aspetteranno di poter usare la stessa scheda su qualsiasi terminale, su qualsiasi rete.
I miglioramenti tecnologici  nel campo delle memorie metteranno a disposizione maggiori quantità di memoria a bordo delle smart card, permettendo l'uso di programmi più complessi e  la memorizzazione di maggiori quantità di dati.
L'obiettivo finale è quello di mettere in grado l'utente finale di decidere l'applicazione o il servizio da utilizzare come farebbe quando carica un programma dall'hard disk del suo computer.

Compatibilità Internet (IP protocol)

L'UMTS è un concetto modulare che nasce dalla convergenza delle migliori tendenze tecnologiche delle reti fisse e mobili, creando la possibilità di sviluppo per un altissimo numero di servizi e programmi. Il numero di applicazioni e di utenti delle reti IP sta crescendo ad altissima velocità sia per Internet che per le reti Intranet private. L'UMTS può diventare la tecnologia di accesso a banda larga più flessibile, permettendo un uso per l'utenza mobile, di ufficio e residenziale in un ampio campo di reti pubbliche e private. L'UMTS potrà accettare sia traffico IP che non-IP in diverse modalità che includono la commutazione di circuito, la commutazione di pacchetto e le reti virtuali. Parallelamente al lavoro che riguarda l'UMTS, anche il lavoro che riguarda i nuovi sviluppi degli standard IP, come l'IPv6 permetteranno l'introduzione di parametri come la Qualità di Servizio (QoS), la velocità di trasmissione ed il Bit Error Rate (BER), parametro vitale per i servizi mobili, che potranno essere configurati sia dall'operatore che dall'utente. Sono in corso anche sviluppi su nuove strutture per i nomi dei domini Internet, che aumenteranno la flessibilità del sistema, fornendo un unico indirizzo per ciascun utente, indipendentemente dal terminale, dall'applicazione in uso o dal luogo.

Interoperabilità

La capacità di trasportare informazioni multimediali attraverso diversi tipi di reti, come reti broadcast, PSTN, ISDN, Internet, richiede lo sviluppo di procedure di interoperabilità tra diverse piattaforme, poiché le proprietà di ciascuna rete può avere un effetto sull'informazione trasmessa. In molti casi diversi tipi di reti saranno poste in cascata, come per esempio Ethernet, ATM, X25 e UMTS.

API e toolbox di sviluppo

Il mercato UMTS sarà trainato dal rapido sviluppo e applicazione di servizi innovativi. Il punto chiave in quest'area sarà la standardizzazione dell'interfaccia di programmazione UMTS (UMTS API).
Le API permetteranno un livello di astrazione sia rispetto ai terminali che rispetto alla rete, fornendo una modalità comune per accedere ai terminali e alla rete per le applicazioni da sviluppare. Le API permetteranno alla stessa applicazione di funzionare su una grande varietà di terminali e fornirà anche un metodo comune di interfacciamento delle applicazioni alla rete UMTS.
Le API supporteranno i servizi di sicurezza, pagamento, informazioni dell'utente, gestione del servizio, delle chiamate, delle operazioni degli utenti sulle USIM. L'implementazione si baserà ed estenderà le esidtenti tecnologie odierne, come Java, WAP, il GSM SIM Toolkit e le tecnologie Internet, che stanno già sfruttando la convergenza con altre tecnologie emergenti come per esempio la TV digitale.

Architettura client-server

Una delle spinte primarie per l'UMTS è la differenziazione del servizio, per permettere agli operatori di fornire prodotti che siano basati su altro che il semplice grado di copertura del territorio e capacità di traffico. Molti nuovi sviluppi nell'industria dell'Information Technology sono basati su tecnologie client-server, che permettono il download trasparente di dati da un server direttamente dentro al terminale (client) che ha richiesto un dato servizio, fornendo in sicurezza un alto grado di interattività e di prestazioni. Le strutture e i programmi che devono rimanere centralizzati, come i database, sono tenuti centralmente su server centralizzati e rispondono alle richieste che vengono dai terminali client rapidamente ed in modo efficiente. Già da molto tempo sono in uso sistemi di questo tipo in molte aree, dai servizi bancari, ai viaggi, alle industrie del terziario, facilitate dall'uso per questa tecnologia di semplici PC (contro costosi sistemi dedicati) e reti di collegamento dati a basso costo.
Per risolvere problemi di traffico ed aumentare i servizi forniti dall'UMTS, la soluzione client-server che ottimizzerà i flusso di dati scambiati tra terminale e rete sarà un passo obbligato. Gli standard GSM esistenti ed in evoluzione come il SIM Toolkit e l'ambiente mobile di esecuzione (MEE, Mobile Exexcution Environment), insieme ad altri strumenti come il WAP e l'uso di Java come linguazzio Object-Oriented ed indipendente dalla piattaforma di esecuzione formano una buona base per far crescere questo approccio client-server.

Customer Care e sistemi di pagamento

L'UMTS lavorerà in un ambiente molto differente da quello in cui operano gli attuali sistemi di telefonia mobile. Le nuove regole e molti nuovi competitori dovranno interoperare in un modo completamente integrato.
Il nuovo ambiente non solo richiederà l'interoperabilità di sistemi fissi, mobili, pubblici e privati, ma anche l'integrazione di fornitori di servizi che non provengono dal campo delle telecomunicazioni, come per esempio da Internet, dalla finanza, dallo spettacolo, dalla televisione e dalla radio. Questo richiederà una soluzione armonizzata per il customer care e per i sistemi di pagamento, nonostante le differenze  originarie nelle modalità di pagamento per ciascuno di questi servizi.
Il competitivo mercato dei servizi domanderà molte interconnessioni flessibili tra i vari operatori di telecomunicazioni e i fornitori di servizi. Il roaming su scala mondiale e l'introduzione del VHE aumenterà in modo sostanziale questa domanda. La fornitura su scala globale di questi servizi vedrà la necessità di una gestione per le interconnessioni tra le varie entità senza relazioni prestabilite. Livelli di automazione e di rapidità significativamente più elevati saranno richiesti per la gestione dei pagamenti e per le operazioni di customer care, ed inoltre l'intera catena di servizi dovrà vedere l'applicazione di efficaci sistemi antifrode. In generale, tutte le procedure e sistemi di pagamento dovranno affrontare concetti notevolente differenti da quelli tipicamente in uso oggi.
L'utilizzo business dell'UMTS, compreso l'accesso mobile globale alle varie intranet, sarà un'ulteriore motivo di spinta per l'UMTS. Verrà domandata maggiore flessibilità per la personalizzazione e un controllo dei servizi più distribuito per ottimizzare la produttività e l'efficienza operativa all'interno di queste reti private. La capacità di gestione di utenti e rete dell'UMTS dovrà essere aumentato per soddisfare queste nuove necessità in continua evoluzione.

(Tutti i dati provengono dall'UMTS forum, http://www.umts-forum.org)

Per informazioni:
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