Войти
В телекоммуникациях фемтосота - это небольшая, маломощная базовая станция сотовой связи, обычно предназначенная для использования дома или в малом бизнесе. Более широкий термин, более распространенный в отрасли, - это малая ячейка с фемтосотой в качестве подмножества. Его также называют фемто-точкой доступа (AP). Он подключается к сети поставщика услуг через широкополосное соединение (например, DSL или кабель ); текущие разработки обычно поддерживают от четырех до восьми одновременно активных мобильных телефонов в жилых помещениях в зависимости от номера версии и оборудования фемтосоты, а также от восьми до шестнадцати мобильных телефонов в условиях предприятия. Фемтосота позволяет поставщикам услуг расширять зону обслуживания в помещении или на границе соты, особенно там, где в противном случае доступ был бы ограничен или недоступен. Хотя большое внимание уделяется WCDMA, эта концепция применима ко всем стандартам, включая GSM, CDMA2000, TD-SCDMA, WiMAX и LTE решения.
Фемтосоты Verizon и ATT. Использование фемтосот обеспечивает покрытие сети в местах, где сигнал к основным ячейкам сети может быть слишком слабым. Кроме того, фемтосоты снижают конкуренцию в основных ячейках сети, формируя соединение от конечного пользователя через интернет-соединение с инфраструктурой частной сети оператора в другом месте. Снижение конкуренции с основными ячейками играет роль в дыхании, где соединения разгружаются в зависимости от физического расстояния до вышек сотовой связи.
Потребители и малые предприятия извлекают выгоду из значительного улучшения покрытия и мощности сигнала, так как де-факто у них есть базовая станция внутри своих помещений. В результате того, что мобильный телефон (пользовательское оборудование) находится относительно близко к фемтосоте, он потребляет значительно меньше энергии для связи с ним, что увеличивает срок службы батареи. Они также могут получить лучшее качество передачи голоса (через HD voice ) в зависимости от ряда факторов, таких как поддержка оператора / сети, контракт с клиентом / тарифный план, поддержка по телефону и операционной системе. Некоторые операторы связи также могут предлагать более привлекательные тарифы, например, звонки из дома со скидкой.
Фемтосоты - это альтернативный способ предоставления преимуществ конвергенции фиксированной и мобильной связи (FMC). Различие заключается в том, что для большинства архитектур FMC требуется новый двухрежимный телефон, который работает с существующими нелицензированными домашними / корпоративными точками доступа, а развертывание на базе фемтосот будет работать с существующими телефонными трубками, но требует установки новая точка доступа, использующая лицензионный спектр.
Многие операторы по всему миру предлагают услуги фемтосот, в основном нацеленные на бизнес, но также предлагаемые индивидуальным клиентам (часто за разовую плату), когда они жалуются оператору на плохой или отсутствующий сигнал в их местоположении.. Операторы, которые запустили услугу фемтосоты, включают SFR, ATT, C Spire, Sprint Nextel, Verizon, Zain, Mobile TeleSystems, T-Mobile US, Orange, Vodafone, EE, O2, Three и другие.
В терминологии 3GPP, Home NodeB (HNB) является фемтосотой 3G. Домашний eNodeB (HeNB) - это фемтосота LTE 4G.
Теоретически дальность действия стандартной базовой станции может составлять до 35 километров (22 миль), а на практике может составлять 5–10 км (3–6 миль), а микроячейка имеет ширину менее двух километров, пикосота - 200 метров или меньше, а фемтосота - порядка 10 метров, хотя ATT называет свой продукт диапазоном действия 40 футов ( 12 м), «микроячейка». ATT использует "ATT 3G MicroCell" в качестве товарного знака, но не обязательно технологию "микроячейки".
Проданы фемтосоты или предоставлены в аренду оператором мобильной связи (MNO) своим частным или корпоративным клиентам. Фемтосота обычно имеет размер домашнего шлюза или меньше и подключается к пользовательской широкополосной линии . Также существуют интегрированные фемтосоты (которые включают как DSL-маршрутизатор, так и фемтосоты). После подключения фемтосота подключается к мобильной сети оператора мобильной связи и обеспечивает дополнительное покрытие. С точки зрения пользователя, это plug and play, не требующий специальной установки или технических знаний - любой может установить фемтосоту дома.
В большинстве случаев пользователь затем должен объявить, каким номерам мобильных телефонов разрешено подключаться к их фемтосоте, обычно через веб-интерфейс, предоставляемый MNO. Это нужно сделать только один раз. Когда эти мобильные телефоны попадают в зону действия фемтосоты, они автоматически переключаются с макросоты (вне помещения) на фемтосоту. Большинство операторов мобильной связи предоставляют пользователю возможность узнать, что это произошло, например, отображая другое имя сети на мобильном телефоне. Все коммуникации будут автоматически проходить через фемтосоту. Когда пользователь покидает зону покрытия фемтосоты (во время разговора или нет), его телефон плавно переключается в макросеть. Фемтосоты требуют специального оборудования, поэтому существующие маршрутизаторы WiFi или DSL не могут быть модернизированы до фемтосот.
После установки в определенном месте большинство фемтосот имеют механизмы защиты, так что об изменении местоположения будет сообщаться MNO. Позволяет ли MNO фемтосотам работать в другом месте, зависит от политики MNO. Изменение местоположения фемтосоты на международном уровне запрещено, поскольку фемтосота передает лицензированные частоты, принадлежащие разным операторам сети в разных странах.
Основными преимуществами для конечного пользователя являются следующие:
Фемтосоты могут использоваться для покрытия в сельской местности.
Упрощенная версия традиционного узла B и домашнего узла B (фемтосота 3G) в архитектуре 3G Органы по стандартизации опубликовали формальные спецификации фемтосот для наиболее популярных технологий, а именно WCDMA, CDMA2000, LTE и WiMAX. Все они в целом соответствуют архитектуре с тремя основными элементами:
Ключевым интерфейсом в этих архитектурах является интерфейс между фемтосотами. точки доступа и шлюз фемтосоты. Стандартизация позволяет использовать более широкий выбор фемтосот, которые можно использовать с любым шлюзом, что увеличивает конкурентное давление и снижает расходы. Для обычных фемтосот WCDMA это определяется как интерфейс Iuh. В архитектуре Iuh шлюз фемтосоты находится между фемтосотой и базовой сетью и выполняет необходимые преобразования, чтобы гарантировать, что фемтосоты выступают в качестве контроллера радиосети в существующие центры коммутации (MSC). Каждая фемтосота обменивается данными со шлюзом фемтосоты, а шлюзы фемтосоты обмениваются данными с элементами базовой сети (CNE) (MSC для вызовов с коммутацией каналов, SGSN для с коммутацией пакетов звонки). Эта модель была предложена 3GPP и Femto Forum. Были получены новые протоколы (HNBAP [прикладная часть домашнего узла B] и RUA [адаптация пользователя RANAP]); HNBAP используется для передачи сигналов управления между HNB и HNB-GW, в то время как RUA представляет собой облегченный механизм для замены протоколов SCCP и M3UA в RNC; его основная функция - прозрачная передача сообщений RANAP.
В марте 2010 года Femto Forum и ETSI провели первый Plugfest, чтобы способствовать взаимодействию стандарта Iuh.
Стандарт CDMA2000, выпущенный в марте 2010 года, немного отличается: в нем используется протокол Session Initiation Protocol (SIP) для установки соединения между фемтосотой и сервером конвергенции фемтосот (FCS). Голосовые вызовы маршрутизируются через FCS, который имитирует MSC. SIP не требуется и не используется самим мобильным устройством. В архитектуре SIP фемтосота подключается к базовой сети оператора мобильной связи, основанной на архитектуре SIP / IMS. Это достигается за счет того, что фемтосоты ведут себя по отношению к сети SIP / IMS, как клиент SIP / IMS, путем преобразования сигнализации 3G с коммутацией каналов в сигнализацию SIP / IMS и путем передачи голосового трафика через RTP, как определено в IETF. стандарты.
Хотя большая часть коммерческого внимания, похоже, была сосредоточена на Универсальной системе мобильной связи (UMTS), концепция в равной степени применима ко всем радиоинтерфейсам.. Действительно, первым коммерческим развертыванием был CDMA2000 Airave в 2007 году компанией Sprint.
Фемтосоты также находятся в стадии разработки или коммерчески доступны для GSM, TD-SCDMA, WiMAX и LTE.
H (e) Функциональные возможности и интерфейсы NB в основном такие же, как для обычных базовых станций High Speed Packet Access (HSPA) или LTE, за исключением нескольких дополнительных функций. Различия в основном заключаются в поддержке различий в управлении доступом для поддержки закрытого доступа для развертывания в жилых помещениях или открытого доступа для развертывания на предприятии, а также функции передачи обслуживания для активных абонентов и процедур выбора соты для неактивных абонентов. Для LTE в выпуске 9 3GPP были добавлены дополнительные функции, которые кратко описаны в.
Размещение фемтосоты имеет решающее влияние на производительность более широкой сети, и это ключевой вопрос, который необходимо решить для успешного развертывания. Поскольку фемтосоты могут использовать те же полосы частот, что и обычная сотовая сеть, возникли опасения, что вместо улучшения ситуации они могут потенциально вызвать проблемы.
Фемтосоты включают в себя методы уменьшения помех - обнаружение макросот, регулировку мощности и коды скремблирования соответственно. Ральф де ла Вега, президент ATT, сообщил в июне 2011 года, что они не рекомендуют использовать фемтосоты со средним или высоким уровнем сигнала из-за проблем с помехами, которые они обнаружили после широкомасштабного развертывания. Это отличается от предыдущего мнения, выраженного ATT и другими.
Хорошим примером являются комментарии, сделанные Гордоном Мэнсфилдом, исполнительным директором RAN Delivery, ATT, выступая в Femtozone на выставке CTIA в марте 2010 г.:
«Мы развернули совместную несущую фемтосоты с обоими скачкообразными каналами. для макросот GSM и макросот UMTS. Помехи не проблема. Мы тщательно протестировали фемтосоты в реальных развертываниях многих тысяч фемтосот у клиентов и обнаружили, что реализованные методы смягчения последствий успешно минимизируют и избегают помех. Чем больше фемтосот вы развернете, тем меньше помех восходящей линии связи. "
На форуме Femto Forum есть несколько обширных отчетов по этой теме, которые были подготовлены вместе с 3GPP и 3GPP2.
Цитата из сводного доклада - сводка результатов:
Моделирование, выполненное в Femto Forum WG2 и 3GPP RAN4 охватывают широкий спектр возможных сценариев развертывания, включая развертывание совместно используемых каналов и выделенных каналов. Кроме того, в исследованиях изучалось влияние различных морфологий, а также при закрытом и открытом доступе. Ниже приводятся общие выводы из исследований:
Выводы являются общими для диапазонов 850 МГц и 2100 МГц, которые были смоделированы в исследованиях, и может быть экстраполирован на другие мобильные диапазоны. Моделирование показывает, что при успешном внедрении методов уменьшения помех, развертывание фемтосот может обеспечить создание сетей с очень высокой пропускной способностью за счет увеличения пропускной способности от 10 до 100 раз с минимальным влиянием мертвой зоны и приемлемым ростом шума.
Фемтосоты также могут улучшить взаимодействие с пользователем, обеспечивая существенно более высокие скорости передачи данных, чем можно получить с помощью макросети, и чистую пропускную способность, которая в большинстве случаев в конечном итоге будет ограничена транзитным рейсом (более 20 Мбит / с на 5 МГц).
Базовые станции точки доступа, как и все другие системы связи общего пользования, должны соответствовать требованиям законного перехвата в большинстве стран.
Другие нормативные вопросы связаны с требованием в большинстве стран, чтобы оператор сети мог точно указать, где расположена каждая базовая станция, а для E911 требование предоставить аварийным службам зарегистрированное местонахождение оборудования. В связи с этим возникают проблемы с базовыми станциями точек доступа, которые продаются потребителям, например, для домашней установки. Кроме того, потребитель может попытаться взять с собой свою базовую станцию в страну, где она не лицензирована. Некоторые производители используют GPS в оборудовании для блокировки фемтосоты, когда она перемещается в другую страну; этот подход оспаривается, поскольку GPS часто не может определить местоположение в помещении из-за слабого сигнала.
Базовые станции точки доступа также необходимы, поскольку выполняют голосовые вызовы, чтобы обеспечить 911 (или 999, 112, и т. Д. ), как и в случае с телефонными провайдерами VoIP в некоторых юрисдикциях. Эта услуга должна отвечать тем же требованиям к доступности, что и существующие проводные телефонные системы, например, функционирование во время сбоя питания. Есть несколько способов добиться этого, например, альтернативные источники питания или отказ от существующей телефонной инфраструктуры.
При использовании домашнего транзитного соединения Ethernet или ADSL базовая станция точки доступа должна либо совместно использовать полосу пропускания обратного рейса с другими услуги, такие как просмотр Интернет-страниц, игровые консоли, телевизионные приставки и оборудование Triple-Play в целом, или, альтернативно, напрямую заменяют эти функции в интегрированном устройстве. В подходах с разделяемой полосой пропускания, которые составляют большинство проектов, разрабатываемых в настоящее время, влияние на качество обслуживания может быть проблемой.
Распространение услуг фемтосоты будет зависеть от надежности и качества как сети сотового оператора, так и стороннего широкополосного соединения, а также понимания абонентом широкополосного соединения концепции использования полосы пропускания различными приложениями, которые абонент может использовать.. Когда что-то пойдет не так, абоненты обратятся за поддержкой к операторам сотовой связи, даже если первопричина проблемы связана с широкополосным подключением к дому или на рабочем месте. Следовательно, последствия любых проблем с широкополосной сетью сторонних интернет-провайдеров или политик управления трафиком необходимо очень тщательно отслеживать, а последствия быстро сообщать подписчикам.
Ключевая проблема, недавно выявленная, - это активное формирование трафика многими интернет-провайдерами по базовому транспортному протоколу IPSec.
В соответствии с Федеральным Комиссия по связи (FCC) / Ofcom спектральная маска требует, фемтосоты должны генерировать сигнал радиочастоты с высокой степенью точности. Сделать это в течение длительного периода времени - серьезная техническая задача. Решением этой проблемы является использование внешнего точного сигнала для постоянной калибровки генератора, чтобы обеспечить его точность. Это непросто (широкополосное транзитное соединение вызывает проблемы с дрожанием / дрейфом сети и восстановленной точностью тактовых импульсов), но такие технологии, как стандарт синхронизации времени IEEE 1588, могут решить эту проблему. Кроме того, Протокол сетевого времени (NTP) рассматривается некоторыми разработчиками как возможное решение для обеспечения стабильности частоты. Обычные базовые станции (макроячейки) часто используют время GPS для синхронизации, и это может быть использовано, хотя есть опасения по поводу стоимости и сложности обеспечения хорошего покрытия GPS.
Органы по стандартизации осознали проблему этого и последствия для стоимости устройства. Например, 3GPP снизил точность 50ppb частей на миллиард до 100ppb для внутренних базовых станций в версии 6 и дальнейшее ослабление до 250ppb для домашнего узла B в версии 8.
На хакерской конференции Black Hat 2013 года в Лас-Вегасе, штат Невада, три исследователя в области безопасности подробно рассказали о своей способности использовать фемтосоты Verizon для тайного перехвата голосовых вызовов, данных и текстовых SMS-сообщений любого телефона, подключенного к устройство.
Во время демонстрации своей уязвимости они показали, как можно начать запись звука с мобильного телефона еще до начала разговора. Запись включала обе стороны разговора. Они также продемонстрировали, как это может обмануть iMessage от Apple, который шифрует тексты, отправляемые по его сети, с помощью SSL, чтобы сделать их нечитаемыми для слежки, для SMS, позволяя фемтосоте перехватывать сообщения.
Они также продемонстрировали, что возможно «клонировать» сотовый телефон, работающий в сети CDMA, путем удаленного сбора идентификационного номера устройства через фемтосоту, несмотря на дополнительные меры безопасности для предотвращения клонирования телефонов CDMA.
Воздействие фемтосоты чаще всего заключается в улучшении покрытия сотовой связи, при этом оператору сотовой связи не нужно улучшать свою инфраструктуру (вышки сотовой связи и т. Д.). Это чистая прибыль для оператора сотовой связи. Однако пользователь должен предоставить и оплатить подключение к Интернету для маршрутизации трафика фемтосоты, а затем (обычно) платить дополнительную разовую или ежемесячную плату оператору сотовой связи. Некоторые возражали против идеи, что потребителей просят платить, чтобы помочь устранить недостатки сети. С другой стороны, жилые фемтосоты обычно предоставляют «персональную ячейку», которая предоставляет преимущества только семье и друзьям владельца.
Разница также в том, что в то время как покрытие мобильной связи обеспечивается за счет подписок оператора с одной бизнес-моделью фиксированное волокно или кабель могут работать с совершенно другой бизнес-моделью. Например, операторы мобильной связи могут налагать ограничения на услуги, которые оператор фиксированной связи не может. Кроме того, Wi-Fi подключается к локальной сети, такой как домашние серверы и медиаплееры. Возможно, эта сеть находится вне досягаемости оператора мобильной связи.
По данным исследовательской компании Informa и Femto Forum, по состоянию на декабрь 2010 года 18 операторов запустили коммерческие услуги фемтосот, из которых 30 были готовы к развертыванию.
В конце 2011 года поставки фемтосот достигли примерно 2 миллионов единиц в год, и ожидается, что рынок будет быстро расти с отдельными сегментами для развертывания фемтосот потребительского, корпоративного и операторского уровня. По оценкам, поставки фемтосот к концу 2010 года достигли почти 2 миллионов единиц. По оценкам исследовательской компании Berg Insight, в 2014 году поставки вырастут до 12 миллионов единиц по всему миру.
В Соединенных Штатах, Cellcom (Висконсин), был первым оператором CDMA в США, который стал членом некоммерческой организации, основанной в 2007 году для содействия развертыванию фемтосот во всем мире. В 2009 году на Всемирном саммите по фемтосотам в Лондоне компания Cellcom получила первую награду Femtocell Industry Award за значительный прогресс или коммерческий запуск малым оператором связи. Дополнительные значительные развертывания в Соединенных Штатах были осуществлены Sprint Nextel, Verizon Wireless и ATT Wireless. Sprint стартовал в третьем квартале 2007 года как ограниченное развертывание (Денвер и Индианаполис ) домашней фемтосоты, созданной Samsung Electronics, под названием Sprint Airave, которая работает с любым телефоном Sprint. С 17 августа 2008 года Airave был развернут по всей стране. Другие операторы в США последовали их примеру. В январе 2009 года Verizon представила свой расширитель беспроводной сети, основанный на том же дизайне, что и система Sprint / Samsung. В конце марта 2010 года ATT объявила о развертывании своей сети 3G MicroCell по всей стране, которое началось в апреле. Оборудование произведено Cisco Systems и ip.access и было первой фемтосотой 3G в США, поддерживающей как голос, так и данные HSPA. И Sprint, и Verizon перешли на фемтосоты 3G CDMA в течение 2010 года, что позволило увеличить количество одновременных вызовов и значительно повысить скорость передачи данных. В ноябре 2015 года компания T-Mobile US начала развертывание фемтосот 4G LTE производства Alcatel Lucent.
. В Азии несколько поставщиков услуг развернули сети фемтосот. В Японии SoftBank запустил свою бытовую услугу фемтосоты 3G в январе 2009 года с устройствами, предоставленными Ubiquisys. В том же году оператор запустил проект по развертыванию фемтосот для предоставления наружных услуг в сельской местности, где существующее покрытие ограничено. В мае 2010 года SoftBank Mobile запустил первое бесплатное предложение фемтосот, предоставляя бесплатные фемтосоты открытого доступа своим частным и бизнес-клиентам. В Сингапуре Starhub представила свои первые общенациональные коммерческие фемтосотовые услуги 3G с устройствами, предоставленными Huawei Technologies, хотя спрос на них невелик, в то время как предложение Singtel нацелено на малые средние предприятия. В 2009 году China Unicom анонсировала собственную сеть фемтосот. NTT DoCoMo в Японии запустила свою собственную услугу фемтосот 10 ноября 2009 года.
В июле 2009 года Vodafone выпустила первую в Европе сеть фемтосот Vodafone Access Gateway, предоставленную Alcatel-Lucent. В январе 2010 года он был переименован в SureSignal, после чего Vodafone также запустил услуги в Испании, Греции, Новой Зеландии, Италии, Ирландии, Венгрии и Нидерландах. С тех пор последовали и другие операторы в Европе.
| Оператор | Страна | Дата запуска | Примечание |
|---|---|---|---|
 Соединенные Штаты Америки | март 2007 г. | ||
| Sprint | Соединенные Штаты Америки | сентябрь 2007 г. | предоставлено Samsung, Airvana (теперь CommScope) |
| StarHub |  Сингапур | ноябрь 2008 г. | предоставлено Huawei |
| SoftBank |  Япония | январь 2009 г. | предоставлено Ubiquisys |
| Verizon Wireless | Соединенные Штаты Америки | январь 2009 г. | |
| TDC |  Дания | апрель 2009 г. | предоставлено Ubiquisys |
| Vodafone |  Соединенное Королевство | июль 2009 г. | |
| ATT | Соединенные Штаты Америки | сентябрь 2009 г. | |
| China Unicom |  Китай | ноябрь 2009 г. | |
| NTT DoCoMo | Япония | ноябрь 2009 | |
| SFR |  Франция | ноябрь 2009 | предоставлено Ubiquisys |
| NOS |  Португалия | декабрь 2009 | |
| SingTel | Сингапур | январь 2010 | |
| Vodafone |  Испания | июнь 2010 | |
| KDDI | Япония | июль 2010 | |
| Vodafone |  Греция | июль 2010 | |
| Movistar | Испания | август 2010 | |
| Т-Моб ile | Великобритания | октябрь 2010 г. | |
| Moldtelecom |  Молдова | ноябрь 2010 г. | |
| Vodafone |  Новая Зеландия | январь 2011 г. | |
| Vodafone |  Ирландия | февраль 2011 | |
| Network Norway |  Норвегия | Февраль 2011 | предоставлено NEC |
| Optus |  Австралия | апрель 2011 | |
| Vodafone | Австралия | Май 2011 | |
| МегаФон |  Россия | май 2011 | |
| Vodafone |  Италия | май 2011 | |
| Vodafone |  Венгрия | май 2011 | |
| Orange | Франция | май 2011 г. | |
| Orange |  Румыния | май 2011 г. | |
| МТС | Россия | май 2011 г. | |
| Vodafone |  Чехия | июль 2011 г. | |
| Билайн | Россия | август 2011 г. | |
| Vodafone |  Нидерланды | октябрь 2011 | |
| Cosmote | Греция | октябрь 2011 г. | |
| Vodafone | Португалия | январь 2012 г. | |
| Соединенные Штаты Америки | февраль 2012 г. | ||
| бесплатно | Франция | февраль 2012 г. | |
| 3 | Великобритания | февраль 2012 г. | |
| Zain |  Бахрейн | май 2012 г. | |
| Vodafone |  Германия | август 2012 года | предоставлено от Huawei |
| Globe |  Филиппины | декабрь 2012 г. | предоставлено NEC, Nextivity ip.access |
| O2 | Германия | май 2013 г. | предоставлено Alcatel-Lucent |
| M1 | Сингапур | май 2013 г. | предоставлено Alcatel-Lucent |
| Orange |  Польша | январь 2014 г. | |
| Sunrise |  Швейцария | Февраль 2014 г. | предоставлено NEC |
| Salt | Швейцария | апрель 2014 г. | предоставлено Nokia |
| Maxis |  Малайзия | апрель 2014 г. | предоставлено Alcatel-Lucent. |
| DiGi | Малайзия | январь 2015 г. | Планируется запустить Femtocell в 2014 г. |
| AIS |  Таиланд | январь 2015 г. | предоставлено Alcatel-Lucent |
| dtac | Таиланд | январь 2015 г. | предоставлено Alcatel-Lucent |
| Swisscom | Швейцария | Июнь 2015 г. | предоставлено Cisco |
| T-Mobile | Соединенные Штаты Америки | ноябрь 2015 г. | предоставлено Alcatel-Lucent |
| Celcom | Малайзия | июнь 2016 | Планируется запустить Femtocell через 2 016. |
| Jio |  Индия | июль 2016 г. |
Ref. 8 можно найти по адресу: https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/125400_125499/125467/08.02.00_60/ts_125467v080200p.pdf существует новая версия: https: // www.etsi.org / delivery / etsi_ts / 125400_125499 / 125467 / 10.06.00_60 / ts_125467v100600p.pdf
