МенюЧто такое фемтосота?
Фемтосотой (англ. Femtocell) называется миниатюрная (домашняя, офисная, т.е. служащая для indoor-покрытия) базовая станция сотовой связи малой мощности, которая подключается к сети оператора через любой широкополосный интернет-канал (ШПД). Задача фемтосоты – обеспечить покрытие сотовой связи в радиусе своего действия.
Фемтосота чем то напоминает обычный беспроводной роутер, но отличается от последнего тем, что работает в лицензированном частотном диапазоне и поэтому может быть предоставлена Вам только сотовым оператором. В виду этого возможна работа мобильного телефона лишь с одним оператором сотовой связи, что в свою очередь призывает всех пользователей в вашем доме переключаться на этого оператора. А это очень неудобно!
Попав в радиус действия фемтосоты (если это не запрещено в настройках), мобильный телефон автоматически в ней регистрируется. При этом на телефон приходит SMS-сообщение о подключении. Вы точно так же как и раньше можете совершать звонки и принимать вызовы, пользоваться высокоскоростным 3G интернетом, только при этом сигнал передается с фемтосоты через широкополосный интернет-канал в зашифрованном виде до шлюза сотового оператора.
Фемтосота - это самонастраивающееся устройство, после ее подключения к ШПД она автоматически подключается к шлюзу фемтосот оператора, создает защищенное IPSec туннельное соединение, получает настройки и в течение 10 минут готова к работе. В фемтосоте стоит технологическая SIM-карта, которая отвечает за аутентификацию (именно на ней прописаны ключи), поэтому не пытайтесь вставить обычную SIM-карту, она не заработает.
Кроме того устройство сканирует эфир и определяет наличие соседних фемтосот и базовых станций оператора, после чего автоматически прописывает их к себе. Поддерживается хендовер (handover – переход абонента от одной базовой станции к другой без разрыва соединения) при переходе в зону действия макросоты.
Есть два режима работы фемтосоты – открытый и ограниченный доступ. В первом случае, все кто находится в радиусе действия устройства могут могут пользоваться мобильным телефоном. При ограниченном доступе разрешено работать только определенным SIM-картам, прописанным на фемтосоте.
А нужна ли мне фемтосота?
Основное достоинство – подключение к сети сотового оператора через любой ШПД. Это позволяет организовать с помощью фемтосот покрытие в местах, где сотового сигнала попросту нет, например, в подвальных помещениях кафе и ресторанов, на цокольных этажах офисов, на удаленных объектах и т. п.
Функционал фемтосоты позволяет организовывать зоны со специальными условиями тарификации – для этих зон оператор может предоставлять скидки на звонки и трафик.
В местах со слабым сигналом в радиусе действия фемтосоты обеспечивается устойчивая связь и равномерное покрытие, соответственно уменьшается мощность излучения мобильника, и увеличивается время работы аккумулятора от 1-ой подзарядки.
Для корпоративных пользователей будет интересна возможность организации функционала мини-АТС.
Есть правда и неудобства:
- фемтосота ориентирована на поддержку только 3G сети и если наружняя макросота ее не поддерживает, разговор прервется;
- если мобильный телефон не поддерживает 3G, он не сможет подключиться к фемтосоте.
Можно заключить, что в первую очередь интерес к фемто-точкам может возникнуть у корпоративных пользователей, если оператор предоставит скидки на голосовой и интернет трафик. Возможно, в будущем пригодится она и для обладателей "умных домов" для управления оборудованием с установленной микро-sim-картой.
Конечно же, развертывание "домашних сот" выгодно в первую очередь самому оператору, это позволяет разгрузить сеть, создав дополнительную адресную ёмкость в местах с максимальной активностью абонентов.
Если на регистрацию базовой станции в среднем тратиться 18 месяцев, то для фемто-баз действует упрощенная процедура регистрации и сроки сокращены до 3 месяцев. Тем самым можно оперативно затыкать "дыры".
Но послабления в упрощенной регистрации накладывают свои отпечатки – это использование только внутри помещений и ограничение по мощности в 100 мВт. Для Москвы ограничения еще жестче – 25 мВт, что связано с близостью частот 3G и частот, на которых работает система ПРО.
Какой радиус действия и площадь покрытия у фемтосот?
Площадь покрытия одной мини-базовой станции 100-200 кв.м. в зависимости от геометрии помещения и материалов стен. Это квартира или небольшой офис. При необходимости можно установить несколько фемто-точек и увеличить радиус действия сети.
Модельный ряд фемтосот:
- 4-8 канальные устройства для домашнего использования (Home Femto);
- 8-32 канальные устройства для малого и среднего бизнеса (Enterprise Femto);
- 16-32 канальные устройства для использования вне помещений (Outdoor Femto).
Сколько каналов, столько абонентов одновременно может вести разговоры или пользоваться интернетом на скорости до 7.2 Мбит/c.
Требования к ШПД
Для одного голосового соединения требуется ширина канала 70-75 Кбит/с. Для разговора 4 человек одновременно потребуется 300 Кбит/c, а для 8 – 600 Кбит/с. Для Интернет-соединения на максимальной скорости для 3G сети в 7.2 Мбит/с потребуется канал сопоставимой ширины – т.е. не менее 7.2 Мбит/с.
Надо так же понимать, что это максимально-возможная скорость в интернет-канале и что эта скорость делится на всех пользователей, подключенных к фемто-точке.
Если ШПД обладает недостаточной пропускной способностью и есть компьютеры в сети способные создавать активный трафик, необходимо правильно расставить приоритеты (настроить QoS) на пограничном роутере. Иначе в часы пиковых нагрузок будет деградация голоса и зависания звонков.
Для удовлетворительной работы фемтосоты ШПД должен отвечать следующим требованиям – задержка до шлюза оператора - не более 100мс, джиттер (колебания) – не более 50 мс, потеря пакетов не более 1,5 %. Проверить эти параметры можно с помощью команды ping.
На файрволе должны быть открыты следующие порты:
- для работы службы IKE UDP 500, для работы IPSec NAT-T UDP 4500;
- для прохождения заголовков идентификации (AH) IP 51 и работы инкапсулирующего протокола безопасности (ESP) IP 50;
- для работы службы DHCP UDP 67 и 68;
- для работы службы DNS TCP 53, UDP 53;
- для работы службы синхронизации времени NTP UDP 123;
- для управления оператором фемто-сотой через Web: HTTP TCP 80 и HTTPS TCP 443.
Кроме этого должна отсутствовать блокировка по MAC адресу на внешнем интерфейсе маршрутизатора.
История развития фемтосот
В июле 2009 года первым оператором, использовавшим в своей инфраструктуре фемтосоты, стал Vodafone в Великобритании.
Vodafone столкнулся с тем, что строительство макро-сетей не решало проблем с покрытием. От абонентов продолжали поступать жалобы на отсутствие связи, либо на ее ухудшение. Vodafone выпустил на рынок предложение – "Sure Signal". Абонент, установив фемтосоту в квартире, в здании получал уверенный сигнал. Это позволило им предотвратить отток пользователей.
Следующим оператором, использующим технологию femtocell, стала Telefonica (Испания) - август 2010г. Использование данной технологии позволило разгрузить макро-сеть и увеличить качество предоставляемых услуг.
Практическое применение решений на базе femtocell используется сегодня в США, Японии, Китае, Малайзии, Новой Зеландии, Сингапуре, Европе.
Развитие технологии femtocell в России
Опытная эксплуатация фемтосот в России началась в 2011 году. Напомним, что каждая фемтосота должна быть зарегистрирована в Роскомнадзоре по своему географическому месту установки как базовая станция, и на неё должно быть получено свидетельство о регистрации РЭС. По упрощенной схеме регистрации фемтосоты остаются в собственности оператора и устанавливаются у клиентов. Оператор регулирует местоположение станции и мощность её работы.
Фемтосоты Мегафон
В мае 2011 года компанией Мегафон запущен первый пилотный проект коммерческой эксплуатации 1000 фемтосот в каждом Федеральном субъекте. При нахождении абонента внутри зоны покрытия фемтосоты предоставляются скидки на вызовы, которые действует на протяжении всего разговора, даже при выходе абонента из зоны действия станции. Стоимость оборудования 6400 руб. Услуга предоставляется на базе оборудования NEC G3-10 и HUAWEI ePico-3801.
Мини базовая станция NEC
- Частотный диапазон: UMTS: на приём 1920-1980 МГц, на передача 2110-2170 МГц;
- Максимальная мощность на передачу: 10мВт (10дБм);
- Ширина канала: 5 МГц;
- 4 одновременных голосовых каналов;
- Радиус действия: около 10-15 метров внутри помещений;
- Передача данных HSPA: 7,2 Мб/с передача, 5,7 Мб/с приём.
Фемтосоты МТС
В конце апреля 2011 года компания МТС предложила услугу улучшения 3G indoor покрытия - "Уверенный прием", на базе 3G фемто-станции ePico-3801 производства компании Huawei. Стоимость установки в среднем обойдется в 9000 рублей.
Мини базовая станция Huawei Femto 16
- • Частотный диапазон: UMTS: на приём 1920-1980 МГц, на передача 2110-2170 МГц;
- • Максимальная мощность на передачу: 100мВт (20дБм);
- • Ширина канала: 5 МГц;
- • 16 одновременных голосовых каналов;
- • Радиус действия: около 15-20 метров внутри помещений;
- • Передача данных HSPA: 7,2 Мб/с передача, 5,7 Мб/с приём.
Чем фемтосота отличается от обычной WI-Fi точки доступа?
Фемтосота предназначена для создания мобильной сети стандартов GSM/UMTS/CDMA, в этих сетях доступны голосовые и пакетные сервисы, которые вы можете получить, воспользовавшись мобильным телефоном, поддерживающим эти стандарты.
Wi-Fi-роутер – можно рассматривать как беспроводной удлинитель витой пары, идущей от вашего провайдера, и по ней предоставляться только пакетные сервисы, в том числе: Voice/Video over IP (например: Skype, QIP и др.).
Любой желающий (если фемтосота работает в открытом доступе) может войти в зону ее действия с 3G телефоном без Wi-Fi и получить доступ напрямую к сети оператора.
Чем фемтосота отличается от GSM-репитера?
Репитер – это двунаправленный усилитель сотового сигнала. Он принимает на внешнюю антенну сигнал от базовой станции, и ретранслирует его с улицы внутрь здания. Точно так же, сигнал от сотового телефона поступает на внутреннюю антенну репитера и транслируется из здания на базовую станцию.
Репитер не может создать дополнительной емкости сети, и если донорная базовая станция испытывает перегрузки, то внутри здания также не удастся воспользоваться телефоном.
Для контроля создаваемого покрытия требуется специфическое оборудование и правильная настройка репитера.
Подведем итог.
Плюсы:
- при наличии интернет-канала можно создать покрытие сотовой связи в местах, где сигнал от базовой станции вообще отсутствует
- увеличение емкости сети сотового оператора и повышение качества услуг связи
- уменьшение излучения сотового телефона, увеличение работы аккумулятора от одной перезарядки
- возможность получить от оператора скидки на голосовые услуги и передачу данных
- небольшая стоимость оборудования и простота установки
Минусы:
- маленький радиус действия
- работа только в режиме 3G
- необходимость регистрации оборудования в Роскомнадзоре по месту установки
- телефон сможет работать только с сетью того оператора, к которому будет подключена фемтосота
- высокие требования к пропускной способности интернет канала и его характеристикам (задержки, джиттер, потеря пакетов).
Для операторов фемтосоты представляют мощный инструментарий для решения проблем плохой сотовой связи, которая по прежнему актуальна для мегаполисов и областных центров.
Комментарии
Золотарев Николай Романович 2020-03-25 19:43:00
Здравствуйте! Если сигнал от базовой станции вообще отсутствует, то откуда фемтосота возьмет этот сигнал?
Здравствуйте Николай Романович!
Фемтосоты были спроектированы таким образом, что бы работать в условиях отсутствия радиосигнала от базовой станции. Для этого в них встроен Ethernet модуль для работы с БС через интернет, т.е. "Фемта" способна подключаться к опорной сети оператора через интернет-канал.
