Femtocell

A Femtocell ( eng.  Femtocell ) egy kis fogyasztású, miniatűr cellás kommunikációs állomás , amelyet kis terület (egy iroda vagy lakás) kiszolgálására terveztek. Csatlakozik a mobilszolgáltató hálózatához a felhasználóhoz csatlakoztatott kommunikációs csatornán keresztül (nyilvános internet), egyidejűleg bizonyos számú telefont szolgál ki beszélgetési módban - 4/8-tól otthoni és kis irodák számára, 16/32-től pedig egy vállalat számára. Sokkal több felhasználó lehet készenléti állapotban egy femtocellán.

A femtocellák, pikocellák, metrocellák és mikrocellák az úgynevezett "kiscellák" kategóriájába tartoznak – ezek az alacsony teljesítményű vezeték nélküli hozzáférési pontok, amelyek az engedélyezett frekvenciaspektrumban működnek, és az üzemeltető vezérli.

Előnyök

A femtocelláknak köszönhetően a mobilhálózat lefedettsége drámaian javul pontosan azokon a pontokon, ahol szükség van rá. Ugyanazokat a szolgáltatásokat nyújtja, mint egy "nagy" cella, de egyetlen, könnyen telepíthető eszközben, hasonlóan a hagyományos útválasztókhoz. Bár a hangsúly az UMTS femtocellák (3G szabvány) fejlesztésén van, más szabványokhoz is létrehozhatók.

A mobilszolgáltató számára lehetővé teszi a lefedettség és a hálózati kapacitás javítását, különösen az épületeken belül. Lehetővé válik további szolgáltatások nyújtása csökkentett árakon és a berendezések megtakarítása.

Hasonló elveket alkalmaztak a Fixed Mobile Convergence technológiában is, azonban ehhez olyan kettős szabványú telefonokra volt szükség, amelyek képesek voltak váltani a mobil és a Wi-Fi kapcsolat között .

A femtocellák jellemzői, a megvalósítás és a használat nehézségei

Bár a femtocellák nagyban segíthetik a kezelőt, tömeges alkalmazásuknak számos technikai korlátja van.

• Egy femtocella és egy kültéri cella kölcsönös interferencia. A femtocellából származó rádiójel hatással lehet a "globális" sejtekre, ha ugyanazt a frekvenciatartományt használja. A kezelő döntése lehet az, hogy más frekvenciát használ a femtocellákhoz, vagy a megfelelő tervezés során ugyanazokat a frekvenciákat, ami a femtocella megfelelő elhelyezéséből és bizonyos paraméterek beállításából áll, amelyek egyensúlyba hozzák a femtocellát és a kültéri cellát. makró hálózat. A femtocella és egy kültéri cella átfedési szintjének határértékei, amelyeknél nem lesz interferencia, 90-95 dBm nagyságrendűek. Magasabb szinteken kölcsönös interferencia léphet fel, különösen, ha két felhasználó beszél egymás mellett, de egyikük femtocellán, a másik kültéri cellán keresztül beszél.
• Frekvencia spektrum fogyasztás. A mobilhálózat kiépítése során az üzemeltetők összetett frekvenciatervezési technológiákat alkalmaznak. Lehetetlen alkalmazni őket minden egyes felhasználónak eladott mikrocellára, ami azt jelenti, hogy működésüket úgy kell megtervezni, hogy ugyanazon eszközök közelsége mellett a „globális” cellák is legyenek a kezelő számára kijelölt szűk frekvenciatartományban.
• A szomszédos femtocellán keresztüli kapcsolat megakadályozása. Előfordulhatnak olyan helyzetek, amikor valaki más femtocelláján keresztüli működést ki kell zárni (ha árösztönzőt biztosítanak, vagy a továbbított adatoknak titkosnak kell lenniük). A technológia különböző engedélyezési módokkal rendelkezik, de a megfelelő megközelítés vagy a femtocell hozzáférési pont engedélyezési módok helyes beállítása szükséges.
• Egyes országokban tudni kell a cellák pontos helyét, különösen a segélyhívásoknál. Ezt a szabályt nehéz betartani azoknál az állomásoknál, amelyeket a felhasználó önállóan csatlakozik, és akár más országba is szállíthatók. A Femtocell technológia képes bizonyos paraméterek alapján meghatározni a helyet, de a különböző gyártók ezt máshogyan oldják meg: a legalapvetőbb módszer a külső hálózat átvizsgálása és a tartózkodási helyünk meghatározása az ismert makrócellák segítségével, de ennek hiányában ezek lehetnek paraméterek. például az IP-cím, az upstream hálózati eszközök MAC-címe. Itt is fontos a szerződés jogi oldala, ahol az üzemeltető engedélyezi a femtocella használatát.
• Nagyszámú állomás támogatásával kapcsolatos nehézségek. A cellás hálózatok architektúráját több ezer vagy tízezer bázisállomásra tervezték, de nem több millió kis állomásra, amelyek nagy összterhelést generálnak a hálózaton és a kapcsolókon. Bár a technológia azon alapszik, hogy a femtoclusternek van saját femtogate-je, amely több tízezer femtocellát támogat, de integrálni kell az operátor magjába, és ezeket a kérdéseket ki kell dolgozni.
• A zavartalan szolgáltatás technológiája vészhelyzetekben, akár áramszüneteknél és internetkapcsolatoknál is szükséges. Egy lehetséges megoldás a redundáns kapcsolat vezetékes telefonvezetékeken és szünetmentes tápegységeken keresztül. 2009 nyarára a femtocell technológia ezt nem biztosítja, az áramellátás kikapcsolásakor vagy az internetelérés megszakadásakor az előfizetői kapcsolat megszűnik. Ezért a legtöbb szolgáltató elsőbbséget ad a rögzített cellák segélyhívásainak.
• Az internetkapcsolatnak mindig le kell foglalnia a szükséges sávszélességet a cella számára, hogy ne okozzon kommunikációs fennakadásokat. Meghatározzák az internetes csatorna kapacitásának bizonyos mutatóit, amelyek mellett a femtocell bizonyos szolgáltatásokat nyújt. Egy kis kapacitású csatorna elegendő egy hanghíváshoz, de egy bizonyos kapacitású csatorna szükséges az UMTS szolgáltatások, például a HSDPA biztosításához.
• A cellának rendkívül stabil referenciafrekvenciás forrásra van szüksége, ami meglehetősen technikai kihívás. Az álló cellákat rendszeresen ehhez a paraméterhez igazítják. A szinkronizálásra azért van szükség, hogy a femtocella és a kültéri cella egyidejűleg működjön, hogy feldolgozhassa az átmeneti eseményeket a femtocelláról a kültéri cellára, és koordinálja a hanghívásokat a femtocell-felhasználók és más cellák felhasználói között. A szinkronizálás általában egy speciális NTP-protokoll segítségével történik az IPSec-alagúton belül vagy azon kívül, amelyet a femtocella hoz létre a nyilvános interneten keresztül. A szinkronizálás forrása vagy az üzemeltető által telepített ideiglenes szerverek, vagy harmadik féltől származó kiszolgálók az interneten. Egyes gyártók (HUAWEI) femtocellák külső cellákból vehetik át az óraforrást.
• A cellás terminálnak megbízhatóan át kell kapcsolnia a femtocellára, ha a láthatósági zónában van, különben nincs hatása a használatának. Ez a probléma a rádió paramétereinek beállításával megoldható. A makróhálózatról a femtocellára és fordítva történő átállást az egyes gyártók eltérően kezelik, és a verziótól függően előfordulhat, hogy támogatott vagy nem. Van egy szabvány, ami meghatározza, hogy mire kell törekedni, és a versenyben lévő gyártók fejlesztik a technológiát. A femtotechnológiában problémát jelent a kültéri celláról a femtocellára való átmenet. Ennek az eseménynek a feldolgozása késik, mert a femtocella hálózat le van választva az utcai cellahálózatról, és az előfizetők gyors mozgása során nincs idejük megállapodni az utcai hálózatról a femtonhálózatra történő átadásról (átadásról). A 2017-2018 közötti időszakban az LTE-lefedettség erőteljes fejlődése és az LTE-hálózatok szolgáltatók által engedélyezett prioritásai miatt átviteli probléma (CSFB) van az LTE-hálózatból a femtocell-hálózatba, amikor a felhasználó hanghívást fogad vagy kezdeményez. A telefonok nem látják a femtocellát, ha kültéri LTE mobilhálózaton vannak. Ez a probléma az LTE-vel ellátott femtocella telepítéséig vagy a hanghívások LTE szabvány szerinti használatáig fennáll.

Összehasonlítás pico cellákkal

A pikocellák hasonló fogalom; abban különbözik, hogy a pico cella nem független bázisállomás, hanem csak egy távoli elem jel fogadására és továbbítására, amelyhez egy szabványos „nagy” bázisállomás-vezérlőhöz kell csatlakozni. Egy ilyen kapcsolat megszervezhető olcsó internetes hálózatokon keresztül. Ennek az opciónak a problémája az átvitt jel alacsonyabb biztonsága, a csatorna megbízhatósága, valamint az a tény, hogy a bázisállomás vezérlőket nem nagy számú szolga adóhoz tervezték. A biztonság kérdését a VPN használatával oldják meg .

Bevezetés

Az egyik első és legnagyobb femtocella-telepítést a Sprint (USA) készítette Denver és Indianapolis városában. A munka 2007 vége óta folyik a Samsung Electronics által gyártott Sprint Airave femtocellák felhasználásával. A Sprinttől vásárolt bármely telefon támogatott.

2009 októberétől az USA-ban már kereskedelmi forgalomba került az AT&T IPACCESS berendezéssel (a CISCO részvételével), angolul a Vodafone Alcatel Lucent berendezéssel, Japánban a Softbank NEC berendezéssel. Thaiföldön a SturHub a HUAWEI berendezésen alapul. A 2010-es európai kereskedelmi forgalomba hozatalra több mobilszolgáltatónál is sor került. A leghíresebbek az SFR (Franciaország) a NEC berendezéseken, az Optimus (Portugália) a HUAWEI berendezéseken, a pilotok a Telefonica, a Mobicom Austria, a Telecom Italia, a T-mobile Németország és mások.

A J'son & Partners Consulting elemző jelentést mutatott be „Femtogridek Oroszországban és a világon”.

2011 végére a világon több mint 3 millió aktív femtocella volt különböző típusú (magán- és vállalati szegmens, városi és vidéki hálózatok), azaz több mint 3G bázisállomás. 2012 végére a kiszállítások várhatóan 6 millió darabra nőnek. A 3G femtocell eladások dominálnak majd.

Fő szolgáltatók: ip.access, Ubiquisys, Airvana, Alcatel-Lucent, Cisco, Huawei, NEC, Nokia-Siemens Networks (NSN), Samsung, ZTE stb. Fő telepítők: Sprint (1 millió), Softbank, SFR és Vodafone - egyenként 100 ezer), az AT & T (több mint 500 ezer).

Az LTE erőteljes hajtóerő lesz a femtocell (kis cellás) technológia fejlesztésében. Az SK Telecom (Dél-Korea) már megvalósított egy kereskedelmi projektet a femtocellák LTE-hálózatba történő telepítésére. A Virgin UK és a Telefonica bejelentette az LTE kis cellás kipróbálását.

Oroszországban

Oroszországban az üzemeltetők 2011-ben vezették be a femtocell technológiát. A meglévő szabványok szerint a femtocellákat egyszerűsített bejelentési eljárással regisztrálják egy adott földrajzi helyen, a tulajdonosnak - egy mobilszolgáltatónak vagy egy előfizetőnek, de a femtocella még akkor is az üzemeltető rádiójának eleme marad, ha azt egy előfizető megvásárolja. hálózat, mivel a licencelt spektrumban a legközelebbi makroBS-hez hasonló frekvencián működik, amelyért az üzemeltető fizet. Az üzemeltető szabályozza az állomás helyét és teljesítményét, valamint egyéb paramétereket a külső makróhálózattal való megfelelő interakció érdekében [1] . Moszkvában például a katonai frekvenciák közelsége miatt szigorú korlátozások vonatkoznak a 3G-sejtek sugárzására, így a femtocelláknak nagy jelentősége lehet.

Az MTS már végzett próbaüzemet pozitív eredménnyel - a hangforgalom növekedésével [1] .

A MegaFon 2011 májusában kísérleti projektet indított 1000 femtocella kísérleti kereskedelmi üzemeltetésére minden ágazatban (szövetségi alany), amelyet hat hónapra terveztek. 2011 decemberében értékelte a 2012. évi eredményeket, fejlődési trendeket. A VimpelCom kísérleti kereskedelmi üzemeltetéssel indult két régióban (északnyugati és középső) Alcatel-Lucent berendezésekkel .

2011 júniusában Londonban tartották a femtocellák világcsúcsát. A csúcstalálkozó keretében a MegaFon képviselője beszámolót tartott a projekt jelenlegi oroszországi helyzetéről [2] .

2011 szeptemberében a MegaFon távol-keleti részlege femtocellákon alapuló kommunikációt szervezett a VSAT műholdas csatornán keresztül a Moszkvai Állami Egyetemhez tartozó Nadezhda vitorlás oktatóhajón . adm. G. I. Nevelskoy [3] .

2012 májusában indult világkörüli útjára a Sedov barque , amelyen két femtocellát is telepítettek a technológiai kommunikáció biztosítására.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 A vállalati előfizetők javíthatják a kommunikáció minőségét az irodákban. Cikk az RBC Daily újság elektronikus változatában 2011.04.19
2. ↑ A csúcstalálkozó programja archiválva : 2011. augusztus 15., a Wayback Machine The Femtocells World Summit 2011
3. ↑ Naval VSAT archiválva : 2012. április 24., a Wayback Machine Sailing Training Vessel Nadezhda

Linkek

• World Femtocell Summit London 2011, a MegaFon előadása (Pavel Skorodumov)
• World Femtocell Summit London 2012, ismertette David Chambers
• Mi a femtocell, az egyszerű kifejezésekkel összetett fogalom.