Femtocell

Femtocell ( eng.  Femtocell ) är en mobilkommunikationsstation med låg effekt och miniatyr som är utformad för att betjäna ett litet område (ett kontor eller lägenhet). Ansluter till nätverket för en mobiloperatör via en kommunikationskanal som är ansluten till användaren (offentligt internet), betjänar samtidigt ett visst antal telefoner i samtalsläge - från 4/8 för hem och små kontor och 16/32 för ett företag. Många fler användare kan vara i viloläge på en femtocell.

Femtoceller, pikoceller, metroceller och mikroceller tillhör kategorin så kallade "småceller" - trådlösa accesspunkter med låg effekt som arbetar i det licensierade frekvensspektrumet och kontrolleras av operatören.

Fördelar

Tack vare femtoceller förbättras mobilnätets täckning dramatiskt på exakt de punkter där det behövs. Ger alla samma funktioner som en "stor" cell, men i en enkel att installera enhet, liknande konventionella routrar. Även om fokus ligger på utvecklingen av UMTS femtoceller (en 3G-standard), kan de skapas för andra standarder också.

För en mobiloperatör gör det det möjligt att förbättra täckning och nätkapacitet, särskilt inne i byggnader. Det blir möjligt att tillhandahålla tilläggstjänster till reducerade priser och spara på utrustningen.

Liknande principer användes i Fixed Mobile Convergence-tekniken, men den krävde telefoner med dubbla standarder som kunde växla mellan mobil- och Wi-Fi-anslutningar .

Funktioner hos femtoceller, svårigheter med implementering och användning

Även om femtoceller i hög grad kan hjälpa operatören, finns det många tekniska begränsningar för deras massanvändning.

• Ömsesidig interferens av en femtocell och en utomhuscell. En radiosignal från en femtocell kan påverka "globala" celler om den använder samma frekvensområde. Beslutet för operatören kan vara antingen att använda en annan frekvens för femtocellerna, eller vid samma frekvenser i korrekt planering, vilket består i att femtocellens placering är korrekt och att ställa in vissa parametrar som balanserar femtocellen och utomhuscellen på den. makronätverk. Gränsvärdena för överlappsnivåerna för en femtocell och en utomhuscell där det inte kommer att förekomma störningar är i storleksordningen 90-95 dBm. På högre nivåer kan ömsesidig störning uppstå, speciellt när två användare pratar sida vid sida, men en av dem pratar genom en femtocell och den andra genom en utomhuscell.
• Frekvensspektrumförbrukning. När man bygger ett mobilnät använder operatörerna komplexa frekvensplaneringstekniker. Det är omöjligt att tillämpa dem för varje mikrocell som säljs till användaren, vilket innebär att deras funktion måste utformas för närhet till samma enheter, såväl som till "globala" celler i ett smalt frekvensområde som tilldelats operatören.
• Förhindrar anslutning genom en angränsande femtocell. Det kan finnas situationer där drift genom någon annans femtocell bör uteslutas (om prisincitament tillhandahålls eller om de överförda uppgifterna måste vara hemliga). Tekniken har olika auktoriseringslägen, men rätt tillvägagångssätt eller korrekt inställning av auktoriseringslägen för femtocells accesspunkt krävs.
• I vissa länder måste den exakta platsen för mobilplatser vara känd, särskilt för nödsamtal. Denna regel är svår att följa för stationer som är anslutna oberoende av användaren och till och med kan transporteras till ett annat land. Femtocell-tekniken har förmågan att bestämma platsen med vissa parametrar, men olika tillverkare löser detta på olika sätt: det mest grundläggande sättet är att skanna det externa nätverket och bestämma din plats med hjälp av kända makroceller, men i avsaknad av det kan dessa vara parametrar såsom IP-adress, MAC-adress för uppströms nätverksenheter. Den juridiska sidan av kontraktet är också viktig här, där operatören tillåter användning av en femtocell.
• Svårigheter med att stödja ett stort antal stationer. Arkitekturen för cellulära nätverk är designad för tusentals eller tiotusentals basstationer, men inte miljontals små stationer som genererar en stor total belastning på nätverket och switcharna. Även om tekniken bygger på att femtoklustret har ett eget femtogat, som stödjer tiotusentals femtoceller, måste det integreras i operatörens kärna och dessa frågor måste lösas.
• Tekniken för oavbruten service behövs för nödsituationer, även för strömavbrott och internetanslutningar. En möjlig lösning är en redundant anslutning via fast telefonledning och avbrottsfri strömförsörjning. För sommaren 2009 är detta inte förutsett i femtocell-tekniken och när strömmen stängs av eller internetuppkopplingen försvinner försvinner abonnentens anslutning. Därför prioriterar de flesta operatörer nödsamtal för fasta celler.
• Internetanslutningen måste alltid reservera den nödvändiga bandbredden för cellen för att inte orsaka kommunikationsavbrott. Vissa indikatorer på internetkanalens kapacitet fastställs, där femtocellen tillhandahåller vissa tjänster. En liten kapacitetskanal räcker för ett röstsamtal, men en viss kapacitetskanal behövs för att tillhandahålla UMTS-tjänster som HSDPA.
• Cellen behöver en extremt stabil referensfrekvenskälla, vilket är en ganska teknisk utmaning. Stationära celler justeras regelbundet till denna parameter. Synkronisering behövs så att femtocellen och utomhuscellen arbetar med samma tid, så att man kan bearbeta övergångshändelser från femtocellen till utomhuscellen och koordinera röstsamtal mellan femtocellsanvändare och användare på andra celler. Vanligtvis sker synkronisering med ett speciellt NTP-protokoll inuti eller utanför IPSec-tunneln som femtocellen upprättar över det offentliga Internet. Synkroniseringskällan är antingen tillfälliga servrar installerade av operatören eller tredjepartsservrar på Internet. Vissa tillverkare (HUAWEI) femtoceller kan ta klockkällan från utomhusceller.
• Mobilterminalen måste på ett tillförlitligt sätt växla till femtocellen när den är i siktzonen, annars blir det ingen effekt av användningen. Det här problemet löses genom att ställa in radioparametrarna. Övergångar från ett makronätverk till en femtocell och vice versa hanteras olika av varje tillverkare och kan eller kanske inte stöds beroende på version. Det finns en standard som definierar vad som ska strävas efter, och tillverkare i konkurrensen förbättrar tekniken. Inom femtoteknologin finns ett problem med övergångar från en utomhuscell till en femtocell. Det ligger i förseningen i bearbetningen av denna händelse, eftersom femtocellnätverket är separerat från gatucellsnätet och de har inte tid att komma överens om överföringen (överlämningen) från gatunätverket till femtonnätverket under den snabba rörelsen av abonnenter. För 2017-2018, med den starka utvecklingen av LTE-täckning och prioriteringarna för LTE-nät som möjliggörs av operatörer, finns det ett överföringsproblem (CSFB) från LTE-nätverket till femtocell-nätverket när en användare tar emot eller ringer ett röstsamtal. Telefoner ser inte femtocellen när de är på ett utomhus LTE-cellnätverk. Detta problem kommer att kvarstå tills installationen av en femtocell med LTE eller tills användningen av röstsamtal i LTE-standarden.

Jämförelse med pico-celler

Picoceller är ett liknande koncept; skiljer sig genom att picocellen inte är en oberoende basstation, utan endast ett fjärrelement för att ta emot och sända en signal, vilket kräver anslutning till en standard "stor" basstationskontroller. En sådan anslutning kan organiseras över billiga internetnätverk. Problemen med detta alternativ är den lägre säkerheten för den sända signalen, kanalens tillförlitlighet och det faktum att basstationskontrollerna inte är designade för ett stort antal slavsändare. Frågan om säkerhet löses genom att använda VPN .

Introduktioner

En av de första och största installationerna av femtoceller skapades av Sprint (USA) i städerna Denver och Indianapolis. Arbetet har pågått sedan slutet av 2007, med femtoceller tillverkade av Samsung Electronics , kallade Sprint Airave. Alla telefoner som köps från Sprint stöds.

Från och med oktober 2009 finns det redan kommersiella lanseringar i USA hos AT&T baserad på IPACCESS-utrustning (med deltagande av CISCO), på engelska Vodafone baserad på Alcatel Lucent-utrustning, i Japan Softbank baserad på NEC-utrustning. i Thailand SturHub baserad på HUAWEI-utrustning. Kommersiella lanseringar i Europa för 2010 ägde rum hos flera mobiloperatörer. De mest kända är SFR (Frankrike) på NEC-utrustning, Optimus (Portugal) på HUAWEI-utrustning, piloter i Telefonica, Mobicom Österrike, Telecom Italia, T-mobile Tyskland och andra.

J'son & Partners Consulting presenterade en analytisk rapport "Femtogrids i Ryssland och i världen".

I slutet av 2011 fanns det mer än 3 miljoner aktiva femtoceller av olika typer i världen (privata och företagssegment, stads- och landsbygdsnät), det vill säga fler än 3G-basstationer. I slutet av 2012 förväntas leveranserna öka till 6 miljoner enheter. Försäljningen av 3G femtocell kommer att dominera.

Huvudleverantörer: ip.access, Ubiquisys, Airvana, Alcatel-Lucent, Cisco, Huawei, NEC, Nokia-Siemens Networks (NSN), Samsung, ZTE, etc. Huvudinstallatörer: Sprint (1 miljon), Softbank, SFR och Vodafone - 100 tusen vardera), AT & T (mer än 500 tusen).

LTE kommer att vara en kraftfull drivkraft för att utveckla femtocell-tekniken (småcellig). SK Telecom (Sydkorea) har redan implementerat ett kommersiellt projekt för att distribuera femtoceller i LTE-nätverket. Virgin UK och Telefonica har meddelat små cellförsök för LTE.

I Ryssland

I Ryssland lanserade operatörer 2011 femtocell-teknik. Enligt befintliga standarder registreras femtoceller i ett förenklat anmälningsförfarande på en viss geografisk plats, till ägaren - en mobiloperatör eller en abonnent, men även när den köps av en abonnent förblir femtocellen en del av operatörens radio nätverk, eftersom det verkar i det licensierade spektrumet med en frekvens som liknar den närmaste macroBS som operatören betalar för. Operatören kontrollerar stationens placering och kraften i dess arbete och andra parametrar för korrekt interaktion med det externa makronätverket [1] . Till exempel, i Moskva, införs allvarliga restriktioner för strålningen från 3G-celler på grund av närheten till militära frekvenser, så femtoceller kan vara av stor betydelse.

MTS har redan genomfört provdrift med positiva resultat - en ökning av rösttrafiken [1] .

MegaFon lanserade i maj 2011 ett pilotprojekt för kommersiell pilotdrift av 1000 femtoceller i varje gren (federalt ämne), designat för sex månader. I december 2011 utvärderade han resultaten och utvecklingstrenderna för 2012. VimpelCom började med kommersiell pilotdrift i två regioner (nordvästra och centrala) med Alcatel-Lucent- utrustning .

I juni 2011 hölls världstoppmötet om femtoceller i London. Inom ramen för toppmötet levererade en representant för MegaFon en rapport om det aktuella läget för projektet i Ryssland [2] .

I september 2011 organiserade Fjärran Östern-grenen av MegaFon kommunikation baserad på femtoceller via VSAT- satellitkanalen på Nadezhda-segelutbildningsfartyget , som tillhör Moscow State University. adm. G. I. Nevelskoy [3] .

I maj 2012 startade Sedov-barken sin jorden runt-resa , där två femtoceller också installerades för att tillhandahålla teknisk kommunikation.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Företagsabonnenter kommer att kunna förbättra kvaliteten på kommunikationen på kontor. Artikel i den elektroniska versionen av tidningen RBC Daily 19.04.2011
2. ↑ Summit-program Arkiverat 15 augusti 2011 på Wayback Machine Femtocells World Summit 2011
3. ↑ Naval VSAT Arkiverad 24 april 2012 på Wayback Machine Sailing Training Vessel Nadezhda

Länkar

• World Femtocell Summit London 2011, presentation från MegaFon (Pavel Skorodumov)
• World Femtocell Summit London 2012, recenserad av David Chambers
• Vad som är en femtocell är ett komplext koncept i enkla termer.