ระบบโทรคมนาคมเคลื่อนที่สากล (UMTS)

ระบบโทรคมนาคมเคลื่อนที่สากล หรือ UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) คือระบบเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 3 (3G) ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อต่อยอดจากมาตรฐาน GSM โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้คลื่นความถี่และขยายแบนด์วิดท์ในการรับส่งข้อมูลให้สูงขึ้นกว่าระบบยุค 2G เช่น GPRS และ CSD

UMTS ใช้เทคโนโลยีการเข้าถึงทางวิทยุแบบ W-CDMA (Wideband Code-Division Multiple Access) ซึ่งช่วยให้ผู้ให้บริการเครือข่ายสามารถส่งข้อมูลได้รวดเร็วและมีความเสถียรมากขึ้น โดยในเวอร์ชันเริ่มต้น UMTS สามารถทำความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดทางทฤษฎีได้ที่ 384 kbit/s ระบบนี้ถูกพัฒนาและดูแลโดยโครงการ 3GPP (3rd Generation Partnership Project) และเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐาน IMT-2000 ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU)

องค์ประกอบของระบบเครือข่าย

มาตรฐาน UMTS กำหนดระบบเครือข่ายที่สมบูรณ์ ซึ่งประกอบด้วยส่วนสำคัญดังนี้:

• UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network): เครือข่ายการเข้าถึงทางวิทยุภาคพื้นดิน ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้กับเครือข่ายหลัก
• Core Network: เครือข่ายหลักที่ใช้ Mobile Application Part (MAP) ในการบริหารจัดการการเชื่อมต่อ
• การยืนยันตัวตน: ใช้บัตร SIM (Subscriber Identity Module) เพื่อระบุตัวตนและตรวจสอบสิทธิ์ของผู้ใช้งาน

สิ่งที่ทำให้ UMTS แตกต่างจากเทคโนโลยีอย่าง EDGE หรือ CDMA2000 คือความจำเป็นในการติดตั้งสถานีฐาน (Base Stations) ใหม่ และการจัดสรรคลื่นความถี่ใหม่ทั้งหมดเพื่อให้รองรับมาตรฐานนี้

วิวัฒนาการและความเร็วในการรับส่งข้อมูล

เมื่อมีการพัฒนาต่อยอด UMTS ได้นำไปสู่เทคโนโลยี HSPA (High Speed Packet Access) ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลอย่างก้าวกระโดด:

ในยุคแรกของการเปิดตัวเครือข่าย UMTS ในปี 2002 ผู้ให้บริการเน้นการนำเสนอแอปพลิเคชัน เช่น โทรทัศน์เคลื่อนที่ (Mobile TV) และการโทรแบบเห็นหน้า (Video Calling) อย่างไรก็ตาม ในเวลาต่อมา ความต้องการของผู้ใช้งานเปลี่ยนไปเน้นการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านเว็บเบราว์เซอร์บนมือถือ หรือการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ผ่าน Wi-Fi และ Bluetooth แทน

อินเทอร์เฟซทางวิทยุ (Air Interfaces)

UMTS รวมอินเทอร์เฟซทางวิทยุภาคพื้นดิน 3 รูปแบบที่เรียกว่า UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) โดยรูปแบบที่ได้รับความนิยมสูงสุดคือ W-CDMA

W-CDMA (UTRA-FDD)

W-CDMA หรือ Wideband Code-Division Multiple Access เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซทางวิทยุที่ใช้ในเครือข่าย 3G ส่วนใหญ่ รองรับทั้งบริการเสียง ข้อความ (SMS) และมัลติมีเดีย (MMS) รวมถึงการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงเพื่อการสตรีมมิ่งและอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์

W-CDMA ใช้การเข้าถึงช่องสัญญาณแบบ DS-CDMA โดยใช้คู่ช่องสัญญาณที่มีความกว้าง 5 MHz ซึ่งกว้างกว่าระบบ CDMA2000 ที่ใช้ช่องสัญญาณ 1.25 MHz ส่งผลให้ W-CDMA สามารถส่งข้อมูลได้ปริมาณมากกว่าในเวลาเดียวกัน แต่ก็ถูกวิจารณ์ในบางประเทศว่าใช้ทรัพยากรคลื่นความถี่ค่อนข้างมาก

ช่วงคลื่นความถี่มาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับ UMTS คือ 1885–2025 MHz สำหรับขาขึ้น (Uplink) และ 2110–2200 MHz สำหรับขาลง (Downlink) อย่างไรก็ตาม ในบางประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา มีการใช้ย่านความถี่อื่น เช่น 850 MHz หรือ 1900 MHz เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพการจัดสรรคลื่นความถี่ในพื้นที่นั้นๆ