Фемтосота что это такое

Прошлое и будущее сотовой связи в зонах, где нет GSM

Несмотря на то, что операторы связи постоянно наращивают количество установленных базовых станций, даже в крупных городах все еще остаются зоны с нестабильным приемом.

Абоненту, волею случая оказавшемуся в такой зоне, приходится либо смириться и ждать, пока о покрытии задумается оператор, либо исправить ситуацию собственными силами. Не будем рассматривать способы «обхода» своего оператора за счет сторонних сервисов, а поговорим о том, как могут быть организованы услуги тем же поставщиком в таких «мертвых» зонах.

Понятно, что на пустом месте связь организовать нельзя. Когда нет покрытия базовыми станциями, приходится задействовать другую среду передачи. И сегодня самая доступная — интернет.

Идея звонков через интернет без переключения к другому поставщику услуг витает в отрасли давно. Сначала она была реализована в виде дополнительного устройства — фемтосоты, позволяющей через публичный интернет любого провайдера создать своего рода «мост» между пользовательскими устройствами и сетью сотового оператора. Такой «мост» помогает локально улучшить качество приема. Единственное ограничение заключается в том, что пользовательское устройство должно поддерживать стандарт связи, используемый фемтосотой (в общем случае он может и не совпадать со стандартом, используемом в операторской сети).

Фемтосоты так и не вышли на массовый рынок, когда им на смену пришел Wi-Fi calling — технология, позволяющая просто звонить через Wi-Fi, используя свой смартфон, но не задействуя дополнительные устройства-посредники. Но поговорим обо всем по-порядку.

Фемтосоты — рождение идеи

Концепция фемтосот развивается с 2001 года как часть идеи малых сот. Среди «собратьев» фемтосоты выделяются тем, что являются именно абонентскими, а не операторскими устройствами, и работают через канал, неподконтрольный оператору — обычный канал интернет.

Мысль о создании «миниатюрной соты» возникла еще раньше: параллельно с развитием мобильной связи появлялись интересные решения, однако в 1990-х им было далеко до современных фемтосот. Первый продукт, напоминающий сегодняшнюю фемтосоту (самоконфигурирующаяся домашняя GSM-базовая станция), был анонсирован компанией Alcatel в 1999 году, но так и не вышел на массовый рынок, поскольку получился достаточно объемным и дорогим. Потребовалось пять лет миниатюризации компонент и дальнейшего технологического роста, чтобы фемтосотами плотно занялись одновременно несколько компаний, включая picoChip и Ubiquisys, которые по сей день спорят, кто же из них является автором популярного сегодня термина.

С 2007 года развитием концепции занималась международная организация Femto Forum, куда вошли несколько производителей оборудования (теперь это Small Sell Forum, в сферу ответственности которого входят все малые соты, как пользовательские, так и операторские). В 2008 году мир увидел несколько решений, позволивших построить коммерческие услуги на базе фемтосот. Стоимость и потребительские характеристики этих устройств уже не препятствовали внедрению концепции в массы. В том же 2008 году при непосредственном участии Femto Forum фемтосоты были стандартизованы. Документ стал частью стандарта 3GPP, а самой темой заинтересовались десятки производителей оборудования и операторов по всему миру.

Первые операторские сервисы, подразумевающие аренду или продажу фемтосот, были запущены в США и Японии в 2009 году. К 2011 году концепция пришла и в Россию, несмотря на определенные ограничения законодательства, о чем подробнее далее.

Современная фемтосота

Сейчас фемтосота — это устройство размером с привычный Wi-Fi-роутер, распространяемое операторами сотовой связи. Фемтосоты могут отличаться по исполнению — для домашнего, офисного использования или для размещения вне помещений. Они могут включать в себя набор функций роутера или иных сетевых устройств. Правда, в отличие от тех же роутеров, на данный момент в России фемтосоты нельзя приобрести у независимого поставщика без привязки к оператору.

Зона обслуживания

Мощность фемтосоты — не более 100 мВт. Таким образом, они рассчитаны на обслуживание небольших помещений — например, офиса или квартиры. Зона покрытия зависит от типа помещения (конфигурации и материала стен), электромагнитной обстановки, в частности, наличия других источников сигнала, работающих в том же диапазоне. В среднем она имеет радиус 10 — 30 м.

Частотный диапазон

Наиболее распространены устройства стандарта UMTS («Мегафон» и другие российские операторы, к примеру, используют UMTS2100), однако существуют фемтосоты, поддерживающие и другие стандарты связи. Но разговоры об экзотике выходят за рамки этой статьи.

В России фемтосота работает в лицензируемом частотном диапазоне, но для ее установки пользователю не нужно получать разрешение (по примеру радиолюбителей, которые раньше возили в подразделения Минсвязи даже рации, работающие на частоте 27 МГц). Данные вопросы решает оператор, а от абонента требуется лишь не менять «адрес прописки» устройства.

Перемещения устройства отслеживается оператором по IP-адресу. Некоторые производители даже встраивают в фемтосоты GPS (используется он или нет — зависит от оператора). Но иногда небольшие перемещения все же возможны — в частности, «Мегафон», используя блокировку по окружающим сотам, допускает перемещения фемтосоты в радиусе 250 метров. А с уведомлением поставщика услуги можно перенести фемтосоту внутри лицензионной территории филиала оператора.

Описанные сложности с переездами связаны с обязательствами оператора в определенных ситуациях предоставлять информацию о звонках в МЧС и МВД, а также обслуживать экстренные вызовы, чего требует законодательство.

Эти же требования ранее сдерживали развитие фемтосот в направлении частных пользователей: юридически «операторское» оборудование нельзя было передать в аренду домашним пользователям, только бизнесу. С 2013 года некоторые фемтосоты наконец-то перестали считаться «операторским» оборудованием (Правила применения абонентских терминалов систем подвижной радиотелефонной связи стандарта UMTS с частотным дуплексным и частотно-кодовым разделением радиоканалов, работающих в диапазоне частот 2000 МГц, утвержденные Приказом министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27.08.2007 г. № 100 (Приказ министерства информационных технологий и связи Российской Федерации №147 от 25.06.2013)). Для этого должна быть ограничена ее мощность, а производитель должен пройти процедуру сертификации устройства как домашнего. Правда, пока массового спроса на «домашние» соты даже в крупных городах нет. Попытки некоторых операторов ввести такую услугу пока не увенчались успехом. Лицензируемость радиодиапазона также не позволяет создавать и продавать независимые от оператора фемтосоты, т.е. привозить из-за границы (заказывать из Китая) более интересные или дешевые аналоги, как пользователи привыкли делать с другой «сетевой» электроникой.

Требования к интернету

Для работы фемтосоте необходимо подключение к электросети и интернету. Минимальная скорость интернет-соединения, обеспечивающая передачу технической информации и обслуживание одного клиентского устройства в 3G, — не менее 500 Кбит/с (лучше 2 — 5 Мбит/с), но при увеличении количества подключенных пользователей и задействованных ими услуг требуемая скорость, естественно, пропорционально растет.

Качественная передача голоса дополнительно требует стабильности соединения
(без кратковременных обрывов, колебаний jitter более 50 мс и потери более 1,5% пакетов) и отсутствия блокировки используемых фемтосотой портов и протоколов.

Настройка

В отличие от масштабной базовой станции, фемтосота устанавливается и запускается не оператором, а конечным абонентом, соответственно, здесь несколько иной подход к настройке: все работает «из коробки» и управляется со стороны оператора. Все, что нужно от пользователя, — задать сетевые параметры для подключения к интернету и список «разрешенных» для обслуживания номеров (т.е. указать SIM-карты, которым будет разрешено использование устройства). Все это можно сделать через веб-интерфейс по аналогии с настройкой того же сетевого роутера.

Безопасность

Авторизация в операторской сети выполняется при помощи технологической SIM-карты. Подключение к ней осуществляется через шлюз безопасности (SeGW) — фемтосоте при этом не важно, используется статический или динамический IP-адрес. Для передачи пакетов голосовых звонков организуется защищенный канал связи с оператором с использованием протокола IPsec.

Хотя в сети периодически появлялась информация об обнаружении уязвимостей некоторых фемтосот, позволяющих злоумышленникам совершать звонки за счет абонентов, обслуживаемых устройством, и даже «клонировать» их телефоны, все эти инциденты относились к определенным версиям прошивки конкретных устройств (привязанных к определенным операторам) и позволяли мошенничать только в радиусе действия фемтосоты. Сама по себе фемтосота по уязвимости сопоставима с пользовательским смартфоном. Известные проблемы с фемтосотами в большинстве ситуаций решались обновлением прошивки; более того, российские операторы до сих пор в подобных сообщениях не засветились.

Непрерывность сервиса

После установки и простейшей настройки фемтосота ведет себя практически как «большая» базовая станция: при входе в зону ее приема (когда ее сигнал оказывается сильнее, нежели сигнал базовой станции) пользовательское мобильное устройство переключается на нее, вне зависимости от режима ожидания / разговора. Сеть получает уведомление об этом событии, что может использоваться для отслеживания посетителей через сторонние инструменты или SMS-сообщения (доступность этого сервиса зависит от политики оператора).

Устройство может поддерживать 4 — 32 одновременных голосовых вызова и 4 — 16 каналов пакетной передачи данных (в зависимости от конфигурации и настроек оператора). В случае с фемтосотами UMTS для подключения к сети конечные устройства должны поддерживать 3G.

Практика

Для оператора фемтосота — способ расширить покрытие сети, не устанавливая «полноценные» базовые станции, а также частично снизить нагрузку с существующих сегментов за счет подключения части абонентов на фемтосоты. Ну и о дополнительной монетизации предоставляемых услуг забывать не стоит.

Да, и с точки зрения пользователей фемтосотам можно придумать довольно много сфер применения.

Во-первых, это организация мобильной связи там, где ее нет или качество оставляет желать лучшего (но где присутствует канал ШПД). Актуально это в первую очередь для офисов на территории промзон и в производственных помещениях, где ограждающие конструкции экранируют сигнал «обычных» базовых станций или покрытие сотовой связи отсутствует, а также для тех, кто разворачивает свою деятельность в прямом смысле «в поле».

Фемтосота может работать и через спутниковый интернет, что обеспечивает обслуживание сотовых телефонов хоть в дремучем лесу. Правда, спутниковый интернет отличается большими задержками, соответственно, задержки / обрывы связи будут и в разговоре. Фемтосота через спутник — скорее экзотика.

При использовании более стабильного проводного интернета фемтосоты позволяют не только повысить качество голосовых услуг, но и снизить общий электромагнитный фон, поскольку телефон, находясь в непосредственной близости от соты, автоматически снижает мощность излучения (устанавливая его на уровне, достаточном для устойчивой передачи сигнала).

Во-вторых, фемтосота может стать инструментом слежения, как в хорошем, так и в плохом смысле.

Простейший инструмент отслеживания телефонов — уведомления о появлении в зоне действия фемтосоты определенного абонента. С его помощью беспокойные родители могут настроить оповещение о регистрации в «домашней сети» телефонов своих детей, чтобы знать, что те вернулись домой из школы; начальники тем же способом могут контролировать время прихода на работу сотрудников. За оповещениями может следить и автоматика, запуская, к примеру, синхронизацию данных на смартфоне с офисным сервером.

Иной уровень слежки может быть достигнут за счет использования «модифицированных» фемтосот, например, шпионского оборудования InfoWatch. Анонсированное компанией устройство перехватывает и записывает разговоры абонентов, подключенных к фемтосоте, защищая интересы государства или отдельно взятого бизнеса. Технологии можно придумать массу применений, как «честных», так и не очень, от банального анализа эффективности работы колл-центра до тотального контроля над сотрудниками, даже использующими личные смартфоны.

Вообще функциональные возможности фемтосоты зависят от тарифной политики оператора, поддерживаемых им опций и принятых принципов расширения сети.

К примеру, фемтосоты могут использоваться для борьбы с перегрузкой сети, а именно — сравнительно быстрой реакции на повышение количества подключенных устройств. Это актуально, например, для мероприятий, проводимых в нестандартных местах (вне выставочных комплексов, заточенных на большой поток посетителей). Организаторам может быть важно, чтобы участники мероприятия в любой момент могли связаться друг с другом или с внешним миром. Распределить нагрузку можно как для всех аппаратов, находящихся в зоне действия фемтосоты, так и только для «своих» (SIM-карт из «белого списка»). Хотя в «Мегафоне» такие решения и не применяются.

Wi-Fi calling

Фемтосоты не успели массово выйти на российский потребительский рынок, а им на смену уже пришел другой способ организовать связь в зонах, не покрытых базовыми станциями — Wi-Fi calling. Это сервис, позволяющий совершать звонки со смартфонов через доступную Wi-Fi сеть в отсутствии GSM связи.

Технология

Wi-Fi calling также является частью более широкого понятия — так называемого нелицензируемого мобильного доступа (Unlicensed Mobile Access — UMA) — способа подключения внешних IP-абонентов к операторской сети. Этот доступ обеспечивает Generic Access Network (GAN), а передача IP-пакетов из неуправляемого интернета в операторскую сеть осуществляется соответствующим контроллером — GAN Controller (в этом смысле фемтосота — стандартное GAN-оборудование).

Методология предоставления такого доступа была описана в документе 3GPP Release 6. А первые коммерческие воплощения UMA появились еще в 2005 — 2006 годах.

Со стороны абонента функция должна быть реализована в ПО смартфона (в виде встроенного или дополнительно устанавливаемого программного модуля). Она активируется через настройки аппарата и работает, если ее поддерживает сотовый оператор.

Технология Wi-Fi calling поддерживает бесшовную передачу вызова из сотовой сети в Wi-Fi и обратно, так что это не похоже на привычные Skype или Viber (правда, могут случаться обрывы связи при переходе из зоны обслуживания одного Wi-Fi роутера к другому — это определяется самой технологией Wi-Fi). При включении опции ПО смартфона позволяет выбрать приоритет — куда отправлять вызов, если доступны обе сети; далее аппарат и операторская сеть будут управлять тем, как именно идет вызов, самостоятельно.

С точки зрения любого другого абонента вызов Wi-Fi calling выглядит, как обычный звонок. Звонить можно на номера любых операторов. При поступлении такого вызова на экране аппарата собеседника высветится номер звонящего в сети оператора, а оплачивается звонок в соответствии с выбранным тарифом.

Надо отметить, что Wi-Fi calling не позволяет обойти дорогостоящий международный роуминг. Частью стандарта является поиск существующих GSM-вышек любых операторов при включении аппарата, что автоматически дает информацию о местоположении абонента. Таким образом, возможность экономии на звонках через Wi-Fi calling полностью определяется политикой оператора.

Российская реальность

Wi-Fi calling уже сертифицирована в России. Ее введение еще пару лет назад тормозила законодательная коллизия, запрещающая в соответствии с лицензией предоставлять абонентам местной телефонии доступ в сеть передачи голоса. Но вопрос решился еще в прошлом году.
Услуги Wi-Fi calling уже доступны абонентам российских операторов (по крайней мере в некоторых регионах). Тестирует эту возможность и «Мегафон».

Преимущества по сравнению с фемтосотой

С пользовательской точки зрения технология имеет целый ряд преимуществ на фоне фемтосоты. Основное — отсутствие дополнительного оборудования, т.е. дополнительных затрат и бюрократических сложностей, связанных с лицензированием частот. Промежуточные устройства вообще не используются, а значит нет и разговора о том, чтобы получать какие-то разрешения, привязывать что-то к «месту прописки» и т.п. (о чем мы говорили выше применительно к фемтосотам).

Единственное «но» заключается в том, что звонки Wi-Fi calling доступны не на всех аппаратах. Для поддержки Wi-Fi calling (и UMA в принципе) необходимо, чтобы телефон был оснащен не только GSM, но и Wi-Fi модулем, что изначально дороже — т.е. самые дешевые «звонилки» никогда не получат поддержку этой технологии.

Отсутствие промежуточных устройств ведет к тому, что Wi-Fi calling, в отличие от фемтосоты, не позволяет развернуть никаких дополнительных услуг. Таким образом, для фемтосоты все равно остается место на рынке. Поэтому эти устройства продолжают активно развиваться. Потребность в них есть в первую очередь в корпоративном секторе, где важно предоставить связь всем посетителям определенной зоны. Эту задачу через Wi-Fi calling пока не решить.

Таким образом, условно старая и новая технологии дополняют друг друга, совместно решая вопрос предоставления голосовых услуг там, где покрытие GSM оставляет желать лучшего.

Фемтосота

Если в зоне вашего проживания либо офиса слабый сигнал сотовой связи, и нет надежды, что оператор расширит покрытие в ближайшее время, то идеальным выходом является использования фемтосоты. Это компактное устройство станет вашей персональной базовой станцией, и не только расширит покрытие, но и улучшит качество приема.

В свое время фемтосоты можно было легко купить у любого ведущего оператора сотовой связи страны — Билайн, МТС, МегаФон. Рассказываем, как работает фемтосота, какая цена такого устройства, и какие альтернативные варианты доступны.

Что такое фемтосота

По своему внешнему виду любая современная модель фемтосоты напоминает роутер для раздачи интернета. Такое компактное устройство является миниатюрным аналогом обычной базовой станции сотовой связи, и позволяет расширить покрытие именно там, где это необходимо пользователю.

Одна фемтосота позволяет обеспечить качественное покрытие небольшого офиса, квартиры, либо загородного дома.

Как же работает такое оборудование, позволяющее получить покрытие оператора практически в любом месте?

Сходство с роутером для раздачи интернета не только внешнее, но и по принципу работы. Точно так же, как пользователь получает сигнал беспроводного интернета с роутера, с фемтосоты раздается радиосигнал.

Однако стоит учитывать, что в отличие от роутера, использовать который можно без привязки к своему провайдеру интернета, фемтосота может быть настроена только на одного оператора. Это означает, что если устройство от МТС, то позволит расширить покрытие только этого оператора.

Для использования фемтосоты обязательным условием является наличие проводного доступа к интернету. Именно так оборудование соединяется с сетью оператора, и позволяет использовать расширение покрытия.

Требования к проводному интернету невысокие, и фемтосота будет стабильно работать при подключении на скорости от одного до трех мегабит. А вот если соединение с интернетом обрывается, то пропадает и сигнал, аккумулируемый фемтосотой. Также использовать устройство нельзя при отключении электрической энергии.

Стоит учитывать, что фемтосота всегда остается собственностью сотового оператора, даже если абонент покупает устройство. Это связано с тем, что законодательно только сам сотовый оператор может обеспечивать покрытие, и абонент лишь может арендовать такое устройство.

Фемтосота также имеет строгую региональную привязку. Так, если вы приобретаете устройство в Ростовской области, и то использовать сможете только в пределах этого региона. Поэтому получить покрытие не только там, где у оператора нет лицензии, но и за пределами своего региона, у вас не получится.

Как и обычная базовая станция сотовой сети, фемтосота не лишена ограничения на одновременное использование большим количеством абонентов подключения через нее. Однако, с помощью мини-станции можно создать список номеров, для которых будет открыт доступ для использования сигнала. Это позволяет снизить нагрузку, и исключить использование фемтосоты посторонними.

Что предлагают операторы

Всего несколько лет назад операторы “большой тройки” активно продвигали услугу подключения через фемтосоты, но преимущественно для корпоративных клиентов. В последующем, МТС и Билайн предлагали покупку фемтосот и частным лицам.

Предлагаемые российскими операторами фемтосоты позволяли получить сигнал только в стандарте 3G. Это означает, что использовать подключение через свою мини-сеть оператора можно было только в том случае, если телефонный аппарат поддерживает технологию.

В настоящее время операторы активно развивают собственные сети связи, и вывели из продажи фемтосоты. Использовать их доступно только по ранее заключенным договорам.

Альтернативы фемтосоты

Поскольку сотовые операторы не предлагают для новых пользователей покупку фемтосот, у пользователей возникает необходимость в использовании альтернативных вариантов усиления сигнала сотовой связи.

Несмотря на расширение покрытия, а также увеличение пропускной способности сетей связи, далеко не везде абоненты могут получить качественное покрытие. И это относится не только к использованию телефона в небольших населенных пунктах, на даче, либо в загородном доме и офисе. Проблемы с доступом к сети сотовой связи могут возникать и в крупных городах — внутри зданий либо в подвальных помещениях.

Выходом в такой ситуации является использование репитеров — комплектов для усиления сигнала, поступающего от ближайшей вышки оператора.

В отличие от фемтосоты, такие комплекты не нуждаются в подключении к проводному интернету. Однако обеспечить усиление сигнала невозможно, если нет доступа к сети провайдера сотовой связи, хоть и низкого качества.

Прием сигнала происходит при использовании внешних антенн, направляемых на вышку сотового оператора. Так сигнал поступает на репитер, и раздается на площади до тысячи квадратных метров. Однако стоит учесть, что ширина и качество получаемого сигнала, напрямую зависит от используемого комплекта оборудования.

Качество получаемого сигнала зависит и от точности выполненной настройки. Именно поэтому, если пользователь не обладает должными знаниями, рекомендуется воспользоваться услугами профессионалов, чтобы не только купить, но и выполнить настройку.

Преимуществом использования репитеров является и то, что они позволяют получить не только увеличить качество голосовой связи, но и пользоваться скоростным интернетом, включая подключение по 4G.

Стоимость комплекта зависит от модели репитера, а также дополнительного оборудования, включенного в него. Минимальные комплекты обойдутся в пределах десяти тысяч рублей, а какой именно будет идеальным решением в вашей ситуации, зависит от того, на какой площади вам необходимо усиление сигнала.

Фемтосота (Femtocell) — как альтернатива репитеру

Что такое фемтосота, в чём плюсы данного устройства по сравнению с репитерами сотовой связи?

Фемтосотой принято называть миниатюрную (офисную, домашнюю) базовую станцию сотовой связи с незначительной мощностью, подключить которую можно к сети любого оператора при помощи широкополосного интернет-канала (ШПД). Главной задачей фемтосоты является локальное обеспечение покрытия сотовой связи в диапазоне 3G 2000 МГц.

Описание устройства

Фемтосота немного схожа с обычным беспроводным роутером, вот только в отличие от последнего функционирует в лицензированном частотном радиусе, поэтому ею можно пользоваться при условии предоставлении лишь сотовым оператором.

Попадая в диапазон активности фемтосоты (если это разрешено настройками), мобильный телефон автоматически регистрируется в ней. Вы сразу же получаете на телефон SMS-уведомление о подсоединении. Как и ранее абонент может звонить и принимать звонки, пользуясь высокоскоростным 3G интернетом. В процессе работы фемтосоты сигнал транслируется с фемтосоты по широкополосному интернет-каналу в зашифрованной кодировке к шлюзу сотового оператора.

Фемтосоту можно еще назвать самонастраивающимся устройством, после ее подсоединения к ШПД происходит автоматическое подключение к шлюзу фемтосот оператора, создается IPSec защищенное туннельное соединение, на телефон приходят настройки и в течение 15 минут готова к использованию. В фемтосоту вставляют технологическую SIM-карту, отвечающую за аутентификацию (на которой хранятся ключи), поэтому попытка вставить обычную SIM-карту ни к чему не приведет.

Как это работает

После включения данный девайс анализирует эфир, определяя возможность наличия соседних фемтосот и базовой станций оператора, после сканирования информации сразу же заносит ее в свою память. В процессе перехода в зону действия макросоты активируется поддержка хендовера (перехода абонента от одной базовой станции к другой без ущерба качеству соединения).

Фемтосота работает в двух режимах: открытом и ограниченном доступе. Первый случай предполагает всеобщее пользование мобильным телефоном всех тех, кто находится в диапазоне функционирования устройства. Ограниченный доступ разрешает работать только при наличии определенных SIM-карт, которые прописаны на на фемтосоте.

В каких случаях нужна фемтосота?

Основным преимуществом устройства является подсоединение к сети сотового оператора при помощи любого ШПД, что способствует при помощи фемтосот организации покрытия в зонах, где полностью отсутствует сотовый сигнал, к примеру, в полуподвальном помещении ресторанов и кафе, на цокольном этаже, на удаленном объекте и т.д.

За счет функционала фемтосоты существует возможность организации зон со специальными условиями тарификации. Для таких мест операторы могут предоставить скидки на трафик и звонки.

В зоне со слабым потоком сигнала в диапазоне активности фемтосоты гарантировано наличие равномерного покрытия и устойчивого соединения, соответственно уменьшена мощность излучения мобильного устройства, а время работы аккумулятора увеличивается от первой подзарядки.

Решение для крупных компаний

Для корпораций подойдет идеальное предложение воспользоваться организацией функционала мини-АТС. Тем не менее, есть свои незначительные минусы:

• в случае если мобильные телефоны не поддерживают 3G, они не смогут подключиться к фемтосоте;
• если наружная макросота располагается близко к месту установки фемтосоты и тоже «вещает» сигналы в 3G, возможны варианты что фемтосота не сможет зарегистрироваться в сети

Кому выгодно пользоваться фемтосотой?

Можно сделать определенный вывод: прежде всего, интерес к фемто-точке может появиться у корпоративных пользователей, если операторы предоставят скидку на интернет и голосовой трафик. Кстати, не исключено, что в будущем она пригодится и для владельцев "умного дома", выполняя контроль над оборудованием с наличием микро-sim-карты.

Безусловно, процесс развертывания "домашней соты" выгоден в первую очередь непосредственно оператору, что способствует значимой разгрузки сети, создавая дополнительную адресную базу в зонах с максимальной активностью пользователей.

В то время как на регистрацию базовых станций в среднем уходит 17 месяцев, для фемто-базы действует несложная процедура регистрации и срок сокращен до трех месяцев. Таким образом, можно своевременно заткнуть "пробелы".

В результате таких послаблений в упрощении процедуры регистрации происходят определенные накладки – это применение только внутри помещения и ограничения по мощности в 100 мВт. Для столицы ограничения более жесткие – 25 мВт, а вызвано это близким расположением частот, на которых функционирует система ПРО и частот 3G.

Отличие фемтосот от GSM-репитера

Что из себя представляет репитер? Назвав его двунаправленным усилителем сотового сигнала, вы не ошибетесь. Устройство отвечает за приятие на внешнюю антенну сигнала от базовых станций, и ретрансляцию его с улицы внутрь помещения. Таким же образом, сигнал от сотовых телефонов подается на внутреннюю антенну репитера и передается из помещения на базовую станцию.

Репитеру не по силу создание дополнительной емкости сети, а если при этом у донорной базовой станции происходит перегрузка, то внутри помещения абонент не сможет воспользоваться мобильником.

Для того чтобы контролировать создаваемое покрытие потребуется правильная настройка репитера и специфическое оборудование.

Каков следует вывод?

• Наличие интернет-канала позволяет создавать покрытия сотовой связи в зонах, где вообще нет сигнал от базовой станции;
• Увеличение сетевой емкости сотового оператора и улучшение качества услуг связи;
• Снижение радиуса излучения сотового телефона, увеличивается от одной перезарядки режим работы аккумулятора;
• Не исключена возможность получения от оператора скидок на передачу данных и голосовые услуги;
• Незначительная стоимость оборудования и простота монтажа.

• Наличие стабильного интернет-соединения с шириной канала 256к для каждой фемтосоты;
• Возможность подключения к одной фемтосоте только 4-х абонентов;
• привязка к определённому оператору сотовой связи
• Небольшая зона покрытия (в условиях городской застройки — примерно 30-50 кв.м.);

В случае когда клиенту какого-либо оператора сотовой связи необходимо локально организовать качественное покрытие, при наличие стабильного интернет-канала, Фемтосота является мощным инструментом для решения подобной задачи.

Что 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.

• 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

• 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.

Задайте свой вопрос

Рекомендации по установке усилителя сотовой связи