Фемтосота что это такое


Фемтосота — Википедия

Схема подключения фемтосот к сети мобильного оператора

Фемтосота (англ. Femtocell) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведённый к пользователю (публичный Интернет), обслуживает одновременно в режиме разговора определённое количество телефонов — от 4/8 для дома и малых офисов и 16/32 для предприятия. В режиме ожидания на фемтосоте может находиться намного больше пользователей.

Фемтосоты, пикосоты, метросоты, и микросоты относятся к категории так называемых «малых сот» (small cells) — маломощных беспроводных точек доступа, работающих в лицензируемом частотном спектре и управляемых оператором.

Благодаря фемтосотам, покрытие сотовой сети резко улучшается именно в тех точках, где это необходимо. Предоставляет все те же функции, что и «большая» сотовая ячейка, но в одном удобном для установки устройстве, похожим на обычные роутеры. Хотя основное внимание уделяется развитию UMTS-фемтосот (стандарт 3G), они могут создаваться и для других стандартов.

Для сотового оператора даёт возможность улучшить покрытие и ёмкость сети, особенно внутри зданий. Появляется возможность предоставлять дополнительные услуги по сниженным ценам и экономить на оборудовании.

Схожие принципы использовались в технологии Fixed Mobile Convergence, однако для неё требовались двухстандартные телефоны, способные переключаться между сотовой связью и Wi-Fi-подключением.

Особенности фемтосот, сложности при внедрении и использовании[править | править код]

Хотя фемтосоты могут значительно помочь оператору, для их массового внедрения существует немало технических ограничений использования.

  • Взаимные помехи фемтосоты и уличной соты. Радиосигнал от фемтосоты может влиять на «глобальные» соты если использует тот же частотный диапазон. Решение для оператора может быть или в использовании другой частоты для фемтосот или при одинаковых частотах в правильном планировании, которое заключается в правильном месте расположения фемтосоты и в установке определённых параметров, сбалансирующих фемтосоту и наружную соту макросети. Предельные значения уровней перекрытия фемтосоты и уличной соты при котором не будет помех порядка — 90-95 dBm. При уровнях выше могут возникать взаимные помехи особенно когда два пользователя разговаривают рядом, но один из них разговаривает через фемтосоту а другой через уличную сот.
  • Расходование спектра частот. При постройке сотовой сети операторы используют сложные технологии частотного планирования. Применить их для каждой микросоты, продаваемой пользователю, невозможно, а значит, их работа должна быть рассчитана на соседство с такими же устройствами, а также с «глобальными» сотами в узком частотном диапазоне, выделенном оператору.
  • Предотвращение подключения через соседнюю фемтосоту. Могут быть ситуации, когда работа через чужую фемтосоту должна быть исключена (если предоставляются ценовые льготы или передаваемые данные должны быть секретными). В технологии заложены разные режимы авторизации, но необходим правильный подход или правильная настройка режимов авторизации точки доступа фемтосоты.
  • В некоторых странах местоположение сотовых станций должно быть точно известно, в частности, это важно для экстренных вызовов. Это правило трудно соблюсти для станций, которые подключаются самостоятельно пользователем и даже могут быть перевезены в другую страну. В технологии фемтосот заложена возможность определения местоположения по определённым параметрам, но у разных производителей это решается по-разному: самый базовый способ — это сканирование наружной сети и определение своего местоположения по известным макросотам, но в условиях её отсутствия это могут быть такие параметры как IP адрес, MAC адрес вышестоящих сетевых устройств. Здесь также важна юридическая сторона контракта, где оператор разрешает использовать фемтосоту.
  • Сложности с поддержкой большого количества станций. Архитектура сотовых сетей рассчитана на тысячи или десятки тысяч базовых станций, но не миллионы маленьких станций, генерирующих большую суммарную нагрузку на сеть и коммутаторы. Хотя в технологии заложено, что у фемтокластера свой фемтошлюз, который поддерживает десятки тысяч фемтосот, но он должен интегрироваться в ядро оператора и эти вопросы должны быть проработаны.
  • Необходима технология бесперебойного сервиса для экстренных ситуаций, даже для случаев отключения питания и интернет-подключения. Возможное решение — резервное подключение через наземную телефонную проводку и источники бесперебойного питания. На лето 2009 года в технологии фемтосот это не предусматривается и при отключении питания или доступа в интернет связь у абонента пропадает. Поэтому большинство операторов предоставляет приоритет в обслуживании экстренных вызовов для стационарных сот.
  • Интернет-подключение должно всегда резервировать необходимую пропускную способность для соты, чтобы не вызывать перебои в связи. Заложены определённые показатели ёмкости интернет канала при котором фемтосота предоставляет определённые услуги. Для голосового звонка достаточно канала небольшой ёмкости, но для предоставления услуг UMTS, например HSDPA, необходим канал определённой ёмкости.
  • Соте необходим источник чрезвычайно стабильной опорной частоты, что является достаточно сложной технической задачей. Стационарные соты регулярно подвергаются подстройке по этому параметру. Синхронизация нужна для того чтобы фемтосота и уличная сота работали с одинаковым временем, для того чтобы можно обрабатывать события переходов из фемтосоты в уличную соту и согласовывать голосовые звонки между пользователями фемтосот и пользователями на других сотах. Обычно синхронизация идёт по специальному протоколу NTP внутри или снаружи IPSec туннеля, который выстаивает фемтосота через общественный интернет. Источником синхронизации служит или временные сервера установленные у оператора или сторонние сервера в интернете. У некоторых производителей (HUAWEI) фемтосоты могут брать источник синхронизацию от уличных сот.
  • Сотовый терминал должен надёжно переключаться на фемтосоту когда она находится в зоне видимости, иначе эффекта от её применения не будет. Этот вопрос решается настройкой радиопараметров. Переходы из макросети в фемтосоту и обратно решаются у всех производителей по-разному и могут поддерживаться или не поддерживаться в зависимости от версии. Есть стандарт, который определяет, к чему необходимо стремиться, и производители в конкурентной борьбе совершенствуют технологию. В фемтотехнологии есть проблема переходов от уличной соты на фемтосоту. Она заключается в запаздывании обработки этого события, потому что сеть фемтосот отделена от сети уличных сот и они не успевают договориться о передаче (хендовере) от уличной сети к фемтосети во время быстрого перемещения абонентов. На 2017—2018 год при сильном развитии LTE покрытия и включённых у операторов приоритетах для сетей LTE существует проблема перевода (CSFB) из сети LTE в сеть фемтосот при поступлении или совершении голосового звонка пользователем. Телефоны не видят фемтосоту, когда находятся в сети уличных сот LTE. Данная проблема будет сохранятся до момента установки фемтосоты с наличием LTE или до момента использования голосовых звонков в стандарте LTE.

Пикосоты — аналогичная концепция; отличается тем, что пикосота — не самостоятельная базовая станция, а лишь выносной элемент для приёма и передачи сигнала, требующий подключения к стандартному контроллеру «большой» базовой станции. Такое подключение может быть организовано по дешёвым интернет-сетям. Проблемы этого варианта заключаются в меньшей защищённости передаваемого сигнала, надёжности канала и в том, что контроллеры базовых станций не рассчитаны на большое количество ведомых передатчиков. Вопрос защищённости решается путём использования VPN.

Одну из первых и больших инсталляций фемтосот создала компания Sprint (США) в городах Денвер и Индианаполис. Работа ведётся с конца 2007 г., используются фемтосоты производства Samsung Electronics, названные Sprint Airave. Поддерживаются любые телефоны, приобретённые у Sprint.

На октябрь 2009 уже есть коммерческие запуски в США у AT&T на базе оборудования IPACCESS (при участии CISCO), в английском Vodafone на базе оборудования Alcatel Lucent, в Японии Softbank на базе оборудования NEC. в Таиланде SturHub на базе оборудования HUAWEI. Коммерческие запуски в Европе на 2010 год состоялись у нескольких сотовых операторов. Самые известные — SFR (Франция) на оборудовании NEC, Optimus (Португалия) на оборудовании HUAWEI, пилотные в Telefonica, Mobicom Austria, Telecom Italia, T-mobile Германия и другие.

Компания J’son & Partners Consulting представила аналитический отчёт «Фемтосети в России и в мире».

К концу 2011 г. в мире насчитывалось более 3 млн активных фемтосот различных типов (частный и корпоративный сегмент, городские и сельские сети), то есть больше чем базовых станций 3G. По итогам 2012 г. ожидается увеличение поставок до 6 млн единиц. Продажи 3G-фемтосот будут доминировать.

Основные поставщики: ip.access, Ubiquisys, Airvana, Alcatel-Lucent, Cisco, Huawei, NEC, Nokia-Siemens Networks (NSN), Samsung, ZTE и др. Основные инсталляторы: Sprint (1 млн.), Softbank, SFR и Vodafone — по 100 тыс.), АT&T (более чем 500 тыс.).

Мощным стимулом для продвижения технологии фемтосот (малых сот) станет LTE. SK Telecom (Южная Корея) уже реализовала коммерческий проект по развёртыванию фемтосот в сети LTE. Virgin UK и Telefonica анонсировали испытания «малых сот» для LTE.

В России[править | править код]

В России операторы в 2011 году запустили в эксплуатацию технологию фемтосот. По существовавшим нормам фемтосоты регистрируются в упрощённом уведомительном порядке в определённом географическом месте, на владельца — сотового оператора или абонента, но даже когда она покупается абонентом — фемтосота остаётся элементом радиосети оператора, поскольку работает в лицензионном спектре на частоте подобной ближайшей макроБС за которую платит оператор. Оператор управляет местоположением станции и мощностью её работы и другими параметрами для правильного взаимодействия с наружной макросетью[1]. Так например в Москве на излучение 3G-сот наложены жёсткие ограничения из-за близости военных частот, поэтому фемтосоты могут иметь большое значение.

МТС уже проводили пробную эксплуатацию с положительными результатами — увеличением голосового трафика[1].

МегаФон в мае 2011 запустил пилотный проект опытно-коммерческой эксплуатации 1000 фемтосот в каждом филиале (федеральном субъекте), рассчитанный на полгода. В декабре 2011 оценил результаты и тенденции развития на 2012 год. Вымпелком начал с опытно-коммерческой эксплуатацией в двух регионах (Северо-Западном и Центральном) с оборудованием Alcatel-Lucent.

В июне 2011 г. в Лондоне прошёл мировой саммит по фемтосотам. В рамках саммита представитель МегаФон выступил с докладом о текущем состоянии проекта в России[2].

В сентябре 2011 года Дальневосточный филиал Мегафон организовал связь на базе фемтосот через спутниковый канал VSAT на парусном учебном судне «Надежда», которое принадлежит МГУ им. адм. Г. И. Невельского[3].

В мае 2012 стартовал в кругосветное путешествие барк Седов, на котором так же были установлены две фемтосоты для обеспечения технологической связи.

На 2012 год рынок фемтосот в России был на этапе становления — менее 2 000 фемтосот (50 % в ЦФО, СЗФО — 24 %). Прогнозы аналитиков «Infonetics Research, к 2016 г. 75 % российского рынка фемтосот придётся на домашние, 12 % — на фемтосоты общественного доступа, 13 % — на корпоративные фемтосоты. В оптимистическом сценарии J’son & Partners Consulting ожидает в РФ до 1 млн фемтосот к концу 2016 г.» не оправдались. На 2016 год Фемтосоты стали частью концепции малых сот. Сотовые операторы начали использовать пикосоты и микросоты, которые имеют большую мощность и ёмкость и являются операторским оборудованием. МегаФон продолжил фемтопроект с компаниями производителями Alcatel-Lucent и NEC и общее кол-во на всю Россию у МегаФон не более 20.000. Фемтосоты HUAWEI также работают, но компания HUAWEI объявила о прекращении производства фемтосот и поддержки фемтотехнологии в конце 2017 года.

Чем фемтосота отличается от GSM-репитера, Wi-Fi-роутера и макросоты? Кто какой аплинк использует?

Пост о фемтосотах показал, можно запросто запутаться в том, какое оборудование как используется: что такое базовая станция, что такое Femto AP, как это все относится к Wi-Fi и так далее. В топике простое объяснение про различные типы оборудования и классификация базовых станций для мультистандартных сотовых сетей.


Иерархия сети

Если вы хотите знать, что за штука висит на соседнем доме и как она создаёт вам сотовое покрытие, добро пожаловать под кат.

Первое, что нужно понять — это то, что приставки типа макро-, пико- и т.п никак не характеризуют изменение количественных параметров базовой станции, они только обозначают место класса в иерархии.

Макросота (большая)


Базовая станция


Секторные антенны

Это стандартные базовые станции, на которых строится мобильная сеть оператора. Принципы работы, используемые транспортные решения, приведены в любой статье об архитектуре сотовых сетей. Основной транспорт на настоящий момент – стандартные сети SDH-TDM, но все ближе момент массового перехода на IP/Ethernet. Характеризуются высокой мощностью — до 60W, большим радиусом покрытия – 10...100 км, большими массово-габаритными показателями (стойка до 200кг). Существуют разновидности макро базовых станций – такие как распределенные базы (Distributed BTS), но в данной классификации это не существенно. Бывают любого стандарта разрешенного к использованию на территории России: GSM/UMTS/CDMA в будущем — LTE.

Микросота (10-6)


Микро базовая станция

Очень распространенное решение в сетях крупного оператора. Фактически является компактным вариантом первого типа, с урезанными характеристиками в части емкости базы, излучаемой мощности – до 5...10W, радиуса покрытия – 1...5 км и массово-габаритных характеристик (компактный корпус весом до 50 кг). Используется оператором там, где сложно установить макро базовую станцию, или где не требуется высокая мощность и емкость. Например: крупные торговые центры, офисные комплексы, удаленные поселки и т.п. Часто используется в комплексе с Распределенной Антенной Системой (Distributed Antenna System – DAS), состоящей из кабелей и антенн, разведенных по зданию. Выглядеть антенны могут разнообразно, например, как в метро:


Панельные антенны

Также бывают стандартов GSM/UMTS/CDMA в будущем – LTE.

Пико- или нано базовая станция (10-12 и 10-9)


Пикосота


«Наносота»

Это уже более экзотичный вариант. Базовая станция малой мощности офисного/домашнего исполнения. В качестве опорной транспортной сети использует только сети IP/Ethernet, в которых резервируется необходимая полоса для пропускания трафика, генерируемого базовой станцией. Типичные мощности до 0,2W, габариты – примерно с ноутбук. Несмотря на маленькие габариты – это все еще базовая станция, которая принадлежит оператору и не может быть передана абоненту для самостоятельного запуска и использования. Обычно устанавливаются в офисах корпоративных клиентов, или в местах возможной концентрации пользователей – в ресторанах, гостиницах и т.п.

Технически тоже могут быть GSM/UMTS/CDMA в будущем – LTE. Однако сейчас сложилась практика – что pico/nano базовыми станциями называют только маломощные базы стандарта GSM.

Фемтосота или femto-точка доступа (10-15)


Домашняя фемтосота

Фемтосота — это уже не базовая станция – это Access Point. Разница в терминологии появляется из-за того, что данное оборудование изначально ориентировано на использование в качестве домашнего или офисного, и предполагается, что владельцем является пользователь. Транспорт – только IP/Ethernet, причем как выделенный провайдером канал, так и публичный Internet. Принципиальное отличие от всех остальных типов базовых станций – автоконфигурация при включении в транспортную сеть и подключении к сети оператора. Femto AP самостоятельно оценивает радиопараметры в точке запуска, выбирает наилучшие настройки для себя, и активируется, если это разрешает оператор. Для защиты данных – все взаимодействие с оборудованием оператора начинается только после создания тоннеля IPSec. Типичная излучаемая мощность – до 0,1W, габариты – примерно соответствуют домашнему Wi-Fi-роутеру.
Те же GSM/UMTS/CDMA стандарты, в будущем – LTE. Однако сейчас Femto AP прочно ассоциируется только со стандартом UMTS (3G), в будущем ожидается массовое появление таких устройств стандарта LTE.

Репитер


GSM-Репитер

Данное оборудование включено в обзор исключительно по причине того, что многие также считают его оборудованием для создания сотовой сети. Это заблуждение! Репитер – это всего лишь усилитель внешнего сигнала от макростанции, и его предназначение – транслировать сигнал с улицы внутрь здания. Репитер не создает дополнительной емкости сети, то есть если донорная базовая станция перегружена – внутри здания также не удастся воспользоваться телефоном по причине перегрузки. Несмотря на кажущуюся простоту устройства и монтажа – правильная настройка репитера требует специфических навыков и приборов для контроля создаваемого покрытия. Более того – согласно российскому законодательству – владеть таким оборудованием, а также монтировать и запускать его может только фирма, имеющая соответствующие лицензии. Часто использовать репитер бывает невозможно, поскольку для его работы требуется монтаж внешней антенны на фасаде здания, принимающей сигнал от макро базовой станции.

Существуют варианты самых различных репитеров. Разной мощности, исполнения и стандартов. Наибольшее распространение в сетях операторов получили репитеры с высоким коэффициентом усиления, стандартов GSM/UMTS. Применяются для организации связи в труднодоступных участках (к примеру с перепадом высот), как временное решение до запуска полноценной базовой станции одного из типов описанных выше.

Кто кого переборет: Wi-Fi роутер или фемтосота?

Чем же лучше такая Femto AP чем мой родной Wi-Fi роутер? Ответ очень прост — это совершенно разные типы оборудования! Все базовые станции, описанные выше, предназначены для создания мобильной сети стандартов GSM/UMTS, в этих сетях доступны голосовые и пакетные сервисы, которые вы можете получить, воспользовавшись телефоном поддерживающим стандарты GSM/UMTS. Привычный же нам Wi-Fi-роутер – это просто беспроводной удлинитель медного кабеля от вашего провайдера, и по нему вам могут предоставляться только пакетные сервисы, в том числе: Voice/Video over IP (к примеру Skype).
Любой желающий (или определённые люди внесенные вами в списки) могут войти в зону действия фемтосоты с 3G телефоном без Wi-Fi и получить доступ прямо к сети оператора.

Существуют модели фемтосот доукомплектованные Wi-Fi-передатчиком, и таким образом вы можете пользоваться и UMTS и Wi-Fi сетями, используя один CPE, но не забывайте – это не конкурирующие, а взаимодополняющие друг друга технологии.

Надеюсь, теперь путаница устранена. Если что-то ещё осталось, спрашивайте в комментариях, постараюсь детально ответить.

Фемтосота для усиления связи

Фемтосота – миниатюризированная станция мобильной связи, которая транслирует радиосигнал, опираясь на интернет-канал конкретного оператора. Клиент может самостоятельно обеспечить себя устойчивым сигналом для принятия данных, обмена SMS-сообщениями и голосовых звонков в местах с плохой и очень плохой связью. Все, что нужно – розетка 220V и доступ к проводному интернету.
 

Сравнение фемтосоты и репитера:

 Фемтосота  Репитер
 - Маленький радиус действия
 - Обслуживается оператором
 - Усиливает сигнал только одного оператора
 - Большая площадь покрытия
 - Не требует обслуживания
 - Усиливает сигнал всех операторов
   Выбрать и купить репитер


«Домашняя» базовая станция

Принцип работы фемтосоты такой же, как и в случае базовой станции оператора мобильной связи. Главное отличие – скромный радиус действия. В 2007 году, когда на заокеанском рынке впервые появилось подобное предложение, фемто рассматривались как маленькие антенны для обеспечения связи в загородных коттеджах, подвальных помещениях, экранированных зданиях. В настоящее время фемтосота используется и в офисах. Вот только площадь покрытия не превышает 10-20 кв. м для «домашних» вариантов и 100-200 кв. м – для офиса, склада. Большое значение имеет материал перекрытий, стен, планировка. Мощность излучения колеблется в диапазоне 10-100 мВт.  Располагать устройство лучше всего в центре обслуживаемого помещения, так как антенна использует круговое распространение сигнала. Также на тыльной стороне корпуса часто есть кронштейны для вешания на стену в горизонтальном/вертикальном положении.

От проводного интернета

Особенность фемтосоты – зависимость от проводного интернета. Другими словами, решение пригодно в тех редких случаях, когда есть хороший интернет, но отсутствует (почти) мобильная связь. В комплекте поставки обычно идет соединительный кабель длиной 2-3 метра, что накладывает определенные ограничения на выбор места установки антенны. Кроме того, интернет должен быть постоянным и с достаточной пропускной способностью, так как оборудование в фоновом режиме потребляет определенную долю ресурсов. Впрочем, паспортные требования – не менее 1-3 Мбит/с – обычно указываются с солидным запасом в расчете на одновременное подключение нескольких пользователей. В зависимости от модели, фемтосота способна обслуживать от 4 до 32 телефонов (гаджетов). А вот обрыв подключения через Ethernet грозит полным отказом соты, как и отключение электроэнергии. Решить данную проблему малой кровью вряд ли получится.

Настройка фемтосоты производится оператором

Важным преимуществом фемто выглядит простота ее использования. Настройка фемтосоты не нужна. Станция подключается к публичному интернету, запитывается от бытовой розетки, после чего «зависает» на 5-7 минут для обмена данными с оператором и генерирует стойкий сигнал. Не нужно настраивать и приемное оборудование. Телефон автоматически переключается на «местную» антенну при входе в область ее действия, о чем, возможно, абоненту пришлют текстовое сообщение. При выходе из-под крыла фемтосоты гаджет (смартфон, планшет и пр.) тут же перенастраивается на основную базовую станцию.

По умолчанию передатчик открыт для всех держателей сим-карт оператора, поставившего вам соту. Это означает, что светодиод приема звонков может моргать и в том случае, когда разговаривают соседи, посетители офиса. Для фильтрации доступа можно указать, какие именно телефоны необходимо обслуживать в первую очередь (приоритет) либо установить закрытый режим пользования, когда через фемтосоту идет соединение исключительно выбранных абонентов.

Работа по указанному адресу

Настройка фемтосоты полностью ложится на плечи оператора мобильной связи, так как станция остается в его владении. Приобрести себе лично антенну не удастся, по закону она может использоваться лишь оператором и только в его частотном диапазоне, на который оформлена лицензия. Соответственно, техника регистрируется через уполномоченный орган компанией-поставщиком услуг, но по письменному заявлению абонента. В заявлении указывается адрес установки соты, и менять обусловленную локацию нельзя. При желании сменить адрес проживания (использования антенны) человек уведомляет об этом оператора за месяц.

Попытка самовольно подключить фемтосоту в другом месте и тем более в круизном путешествии за пределами страны обернется ее отказом работать. Сигнала попросту не будет. Фемтосота запрограммирована на работу лишь по согласованным координатам и только при наличии покрытия оператора. Именно так. Антенна не будет работать в зоне с нулевым сигналом – хотя бы слабое излучение все же должно присутствовать. 

Фемтосота для всех операторов – бывает ли такое

Универсальных антенн в данной категории не существует. Каждая фемтосота заточена под определенного оператора мобильной связи. Как результат, при полном отсутствии покрытия миниатюрная станция не активируется, работающая сота не обслуживает сим-карты посторонних операторов мобильной связи. Вмешательство в программное обеспечение передатчика невозможно – все настройки вводятся удаленно. Кроме того, фемтосоту купить попросту невозможно – она лишь арендуется корпоративными клиентами согласно заключаемому договору и после окончания его действия возвращается обратно в исходном состоянии.

Где купить фемтосоты 4G

На данный момент в России используются фемтосоты для передачи данных в стандарте GSM/UMTS/CDMA. Другими словами, это старый добрый 3G. Об LTE или 4G речь пока не идет. В лучшем случае, это планы операторов на будущее. Но когда оно наступит, и будут ли предлагаться фемтосоты 4G вообще, сейчас никто сказать не может. В этом плане усилители связи LTE выглядят куда привлекательнее, так как стандарт передачи данных 4G с таким оборудованием – норма.

 

Преимущества в сравнении с репитером сотовой связи:

  • нет необходимости в наружной (приемной) антенне – не нужно сверлить фасад, прокладывать кабель и пр.;
  • устойчивый и «сильный» сигнал вне зависимости от качества покрытия;
  • возможность запрета пользования связью соседями, работниками ближайших офисов;
  • нет нужды в какой-либо настройке оборудования.

Чем фемтосота уступает обычному усилителю связи:

  • скромная площадь покрытия сигналом;
  • трансляция сигнала исключительно в стандарте 3G или исключительно 4G;
  • невозможность свободного приобретения антенны;
  • необходимость заключения письменного договора с оператором на пользование соты на условиях определенной платы за аренду;
  • жесткая привязка к местоположению, указанному в заявке – фемто невозможно использовать на транспорте;
  • потребность в постоянном проводном интернете с резервированием пропускной способности, из-за чего возможны подвисания звонков, задержки, потеря сообщений и пр.;
  • фемтосота передает сигнал конкретного оператора – универсальных антенн не бывает.

 

Заключение:

 Фемтосота

 Репитер

 - Маленький радиус действия

 - Обслуживается оператором

 - Усиливает сигнал только одного оператора

 

 - Большая площадь покрытия

 - Не требует обслуживания

 - Усиливает сигнал всех операторов

   Выбрать и купить репитер

 

своя сота, свои правила / ВымпелКом (Билайн) corporate blog / Habr

Фемтосоты или Femto Access Points – это маломощные базовые станции UMTS мощностью до 100 мВт. Это plug'n'play-устройство, которое с одной стороны подключаются к макросети оператора через Интернет (например, по локальной сети офиса), а с другой – обеспечивает сотовое покрытие в радиусе своего действия.

Проще говоря, это маленькая настраиваемая сота, которая подключена к сети оператора по Интернету. Она может предоставлять в зоне своего покрытия особые тарифы и давать покрытие там, где его сложно или нереально получить другими методами, плюс обеспечивать ряд специальных сервисов. Покрытием могут пользоваться все подряд или, например, по списку разрешённых SIM. Фемтосота берётся у оператора и ставится дома, в офисе или где-то ещё, где нужны все эти услуги.


Домашнее устройство

Для чего мне может пригодиться такая вещь?

• Для офисов (скидки и организация локальной телефонии)
• Для различных мероприятий (чтобы улучшить покрытие)
• Для труднодоступных мест (удалённых объектов или доступа к сети в зоне помех)
• В «умных домах»
• Для контроля доступа (например, информирования о том, что ребёнок пришел из школы)
Какие бывают фемтосоты?

Есть Home Femto для домашнего использования, Enterprise Femto для малого и среднего бизнеса и Outdoor Femto для использования вне помещений.

Вот показатели для одного из производителей фемто-точек:

  • Home Femto: максимальная мощность 10-20 мВт, 4-8 одновременных голосовых вызовов/пакетных сессий, DL/UL 7,2 — 14,4 / 5,7 Mbps.
  • Enterprise Femto: максимальная мощность до 100 мВт, 8-32 одновременных голосовых вызовов/пакетных сессий, DL/UL 7,2 — 14,4 / 5,7 Mbps.
  • Outdoor Femto: максимальная мощность до 250 мВт, 16-32 одновременных голосовых вызовов/пакетных сессий, DL/UL 7,2 — 14,4 / 5,7 Mbps.
Одна фемтосота может обеспечить покрытие до 1000 квадратных метров, однако, чем больше перегородок/стен в помещении, тем сильнее затухает сигнал от фемто-точки и, соответственно, уменьшается зона действия фемтосоты.

Схематично фемтосеть выглядит следующим образом:

Улучшение покрытия

Как для частных, так и для корпоративных клиентов фемтосота в первую очередь улучшает качество покрытия 3G, там где это необходимо (первые этажи зданий, подвальные помещения, заводские площади, склады, офисы за пределами города), а также избавляет абонентов от проблем, связанных с перегрузкой сети в часы-пик.
Пример: можно развернуть такую соту в офисе или на складе без 3G-покрытия и получить его на месте.

Дополнительные услуги и льготная тарификация

Фемто позволяет предоставлять абонентам ряд полезных дополнительных услуг, например, таких как локальная скидка на звонки через фемтосоту. В «домашней зоне», определяемой радиусом действия фемтосоты, абонентам могут предоставляться звонки с существенной скидкой, а также практически бесплатный мобильный интернет.
Можно поставить соту в офисе и звонить с существенной скидкой. Если во время разговора выйти за пределы соты, звонок всё равно будет тарифицироваться по точке начала вызова.

Контроль доступа

Частным и корпоративным клиентам наверняка будет интересна услуга СМС-оповещения о регистрации определенных абонентов в фемтосоте.
Пример: сота может сообщать о прибытии вашего ребёнка из школы или времени прихода-ухода сотрудников.

Синхронизация и локальные соцсети

На базе фемтосот можно реализовывать услуги синхронизации контента на мобильных и стационарных устройствах, плюс оказывать другие услуги на базе технологии.
Когда абонент заходит домой и регистрируется в фемтосоте, все изменения, сделанные на его смартфоне (список контактов, фотографии, видео и т.д.) автоматически синхронизируются со стационарным компьютером через appserver оператора и приложения на локальных устройствах. Это полезно для обладателей «умного дома».

Мини-АТС

Для корпоративных пользователей возможно предоставление услуги мини-АТС, а также ряд других услуг офисной телефонии и передачи данных.
Правильно настроенная сота решает вопросы приёма звонков в небольших call-центрах и устанавливает правила переброски, плюс реализует другой функционал мини-АТС.


Корпоративная фемтосота


Наружная фемтосота

Когда можно будет купить одну себе?

Сейчас сети фемтосот развернуты в опытной эксплуатации в Центральном и Северо-Западном регионе, в 2012 году планируется коммерческая эксплуатация фемтосетей. Также в 2012 возможность пользоваться фемтосотами появится у абонентов Московского региона.

На первом этапе развертывания сети фемто предложение будет в основном ориентировано на улучшение покрытия у корпоративных клиентов, при этом у некорпоративных абонентов также будет возможность установить у себя дома фемтосоту.

По мере развертывания фемтосети будет расширяться набор услуг на базе фемтосот и увеличиваться ассортимент фемтосот для домашних пользователей (появится встроенный Wi-Fi-роутер, ТВ-приставка). В будущем планируется использовать их для организации сетей 3G — в удаленных небольших поселках, в районах города где сложно организовать обслуживать стандартными базовыми станциями и так далее.

Их уже кто-то использует?

Да, фемтосети уже работают у крупнейших европейских, азиатских и американских операторов, таких как Vodafone UK, Telefonica, StarHub, NTT DoCoMo, Softbank Mobile, Verizone, Sprint.

Фемтосота - это... Что такое Фемтосота?

Схема подключения фемтосот к сети мобильного оператора

Фемтосота (англ. Femtocell) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведенный к пользователю (публичный Интернет), обслуживает обычно от 2 до 16 сотовых телефонов.

Преимущества

Благодаря фемтосотам, покрытие сотовой сети резко улучшается именно в тех точках, где это необходимо. Предоставляет все те же функции, что и «большая» сотовая ячейка, но в одном удобном для установки контейнере. Хотя основное внимание уделяется развитию UMTS-фемтосот, они могут создаваться и для других стандартов.

Для сотового оператора даёт возможность улучшить покрытие и ёмкость сети, особенно внутри зданий. Появляется возможность предоставлять дополнительные услуги по сниженным ценам и экономить на оборудовании.

Схожие принципы использовались в технологии Fixed Mobile Convergence, однако для неё требовались двухстандартные телефоны, способные переключаться между сотовой связью и Wi-Fi-подключением.

Особенности фемтосот, сложности при внедрении и использовании

Хотя фемтосоты могут значительно помочь оператору, для их массового внедрения существует немало технических препятствий.

  • Взаимные помехи. Радиосигнал от фемтосоты может влиять на «глобальные» соты если использует тот же частотный диапазон. Решение для оператора может быть или в использовании другой частоты для фемтосот или при одинаковых частотах в правильном планировании, которое заключается в правильном месте расположении фемтосоты и в установки определенных параметров сбалансирующих фемтосоту и наружную соту макросети.
  • Расходование спектра частот. При постройке сотовой сети операторы используют сложные технологии частотного планирования. Применить их для каждой микросоты, продаваемой пользователю, невозможно, а значит, их работа должна быть рассчитана на соседство с такими же устройствами, а также с «глобальными» сотами в узком частотном диапазоне, выделенном оператору.
  • Предотвращение подключения через соседнюю фемтосоту. Могут быть ситуации, когда работа через чужую фемтосоту должна быть исключена (если предоставляются ценовые льготы или передаваемые данные должны быть секретными). В технологии заложены разные режимы авторизации, но необходим правильный подход или правильная настройка режимов авторизации точки доступа фемтосоты.
  • В некоторых странах местоположение сотовых станций должно быть точно известно, в частности, это важно для экстренных вызовов. Это правило трудно соблюсти для станций, которые подключаются самостоятельно пользователем и даже могут быть перевезены в другую страну. В технологии фемтосот заложена возможность определения местоположения по определенным параметрам, но у разных производителей это решается по разному: самый базовый способ — это сканирование наружной сети и определение своего местоположения по известным макросотам, но в условиях её отсутствия это могут быть такие параметры как IP адрес, MAC адрес вышестоящих сетевых устройств. Здесь также важна юридическая сторона контракта, где оператор разрешает использовать фемтосоту.
  • Сложности с поддержкой большого количества станций. Архитектура сотовых сетей рассчитана на тысячи или десятки тысяч базовых станций, но не миллионы маленьких станций, генерирующих большую суммарную нагрузку на сеть и коммутаторы. Хотя в технологии заложено, что у фемтокластера свой фемтошлюз, который поддерживает десятки тысяч фемтосот, но он должен интегрироваться в ядро оператора и эти вопросы должны быть проработаны.
  • Необходима технология бесперебойного сервиса для экстренных ситуаций, даже для случаев отключения питания и интернет-подключения. Возможное решение — резервное подключение через наземную телефонную проводку и источники бесперебойного питания. На лето 2009 года пока в технологии фемтосот это не предусматривается и при отключении питания или интернета связь у абонента пропадает. Поэтому большинство операторов предоставляет приоритет в обслуживании экстренных вызовов для стационарных сот.
  • Интернет-подключение должно всегда резервировать необходимую пропускную способность для соты, чтобы не вызывать перебои в связи. Заложены определенные показатели емкости интернет канала при котором фемтосота предоставляет определенные услуги. Для голосового звонка достаточно канала небольшой емкости, но для предоставления услуг UMTS например HSDPA необходим канал определенной емкости.
  • Соте необходим источник чрезвычайно стабильной опорной частоты, что является достаточно сложной технической задачей. Стационарные соты регулярно подвергаются подстройке по этому параметру.
  • Сотовый терминал должен надежно переключаться на фемтосоту когда она находится в зоне видимости, иначе эффекта от её применения не будет. Этот вопрос решается настройкой радиопараметров. Переходы из макросети в фемтосоту и обратно решаются у всех производителей по-разному и могут поддерживаться или не поддерживаться в зависимости от версии. Есть стандарт, который определяет, к чему необходимо стремиться, и производители в конкурентной борьбе совершенствуют технологию.

Сравнение с пикосотами

Пикосоты — аналогичная концепция; отличается тем, что пикосота — не самостоятельная базовая станция, а лишь выносной элемент для приёма и передачи сигнала, требующий подключения к стандартному контроллеру «большой» базовой станции. Такое подключение может быть организовано по дешёвым интернет-сетям. Проблемы этого варианта заключаются в меньшей защищенности передаваемого сигнала, надежности канала и в том, что контроллеры базовых станций не рассчитаны на большое количество ведомых передатчиков. Вопрос защищенности решается путем использования VPN.

Внедрения

Одну из первых и больших инсталляций фемтосот создала компания Sprint (США) в городах Денвер и Индианаполис. Работа ведется с конца 2007 г., используются фемтосоты производства Samsung Electronics, названные Sprint Airave. Поддерживаются любые телефоны, приобретенные у Sprint.

На октябрь 2009 уже есть коммерческие запуски в США у AT&T на базе оборудования IPACCESS (при участии CISCO), в английском Vodafone на базе оборудования Alcatel Lucent, в Японии Softbank на базе оборудования NEC. в Таиланде SturHub на базе оборудования HUAWEI. Коммерческие запуски в Европе на 2010 год состоялись у нескольких сотовых операторов. Самые известные — SFR (Франция)на оборудовании NEC, Optimus (Португалия)на оборудовании HUAWEI, пилотные в Telefonica, Mobicom Austria, Telecom Italia, T-mobile Германия и другие.

В России

В России операторы в 2011 году запустили в эксплуатацию технологию фемтосот. По существовавшим нормам каждая фемтосота как базовая станция должна быть зарегистрирована в определенном географическом месте и на неё должно быть получено разрешение. Это не касается фемтосот, с мощностью излучения до 100 мВт, которые оформляются в упрощенном режиме.

Операторы разработали следующую схему — фемтосоты будут оставаться в собственности оператора и будут устанавливаться у клиентов. В этом случае оператор сможет управлять местоположением станции и мощностью её работы.[1] Так например в Москве на излучение 3G-сот наложены жесткие ограничения из-за близости военных частот, поэтому фемтосоты могут иметь большое значение.

МТС уже проводили пробную эксплуатацию с положительными результатами — увеличением голосового трафика.[1]

МегаФон в мае 2011 запустил пилотный проект опытно-коммерческой эксплуатации 1000 фемтосот в каждом филиале (федеральном субъекте), рассчитанный на полгода. В декабре 2011 оценил результаты и тренды развития на 2012 год. Вымпелком начал с опытно-коммерческой эксплуатацией в двух регионах (Северо-Западном и Центральном) с оборудованием Alcatel-Lucent.

В июне 2011 г. в Лондоне прошел мировой саммит по фемтосотам. В рамках саммита представитель МегаФон выступил с докладом о текущем состоянии проекта в России[2].

В сентябре 2011 года Дальневосточный филиал Мегафон организовал связь на базе фемтосот через спутниковый канал VSAT на парусном учебном судне «Надежда», которое принадлежит МГУ им. адм. Г. И. Невельского.[3]

В мае 2012 стартовал в кругосветное путешествие барк Седов, на котором также были установлены две фемтосоты для обеспечения технологической связи.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Примечания

Ссылки

Как устроена фемтосеть / Habr

О преимуществах, которые предоставляет использование фемтосот, уже писали на Хабре, поэтому в этой небольшой заметке хотелось немного рассказать о архитектуре построения фемтосетей на стороне оператора.

Фемтосота (англ. Femtocell) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведенный к пользователю.

На картинке ниже изображена общая структура фемтосетей.


Точка доступа Фемто (FAP) — является пользовательским устройством. FAP устанавливается на территории пользователя и подключается к сети оператора посредством пользовательского интернет канала и не требует участия пользователя в инициализации и настройке (zero touch plugand‐ play). Точка доступа обеспечивает локальное покрытие 3G и выделенную емкость в доме или офисе и предоставляет пользователю возможность использовать весь функционал своего 3G терминала.

Security Gateway (SeGW) – обеспечивает защищенный доступ к сети оператора через RAN GW, аутентификацию и установление IPsec туннелей с точкой доступа.

IP Network Controller (INC) – является центральным компонентом RAN GW решения, который обеспечивает канал между сетью мобильного оператора и RAN GW.

Authentication, Authorisation, Accounting (AAA) Server – обеспечивает аутентификацию между FAP и HLR по стандартизированной 3GPP схеме защиты.

Media Gateway Controller (MGW) – Управляет CS потоками и взаимодействует с MSC в сети мобильного оператора.

Load Balancing Router (LBR) – маршрутизатор CISCO, который используется, чтобы соединить все элементы шлюза между собой.

Femtocell Manager — является платформой для управления точками доступа HNB, число которых может достигать нескольких миллионов. C помощью HNB Manager можно управлять настроийками радио параметров, сетевых интерфейсов, планировать и производить обновление программного обеспечения, задавать списки доступа в закрытых группах, а также управлять работой точек доступа в полном объеме.

Network Management System (NMS) – позволяет производить мониторинг аварий, управлять конфигурацией и производительностью элементов RAN‐GW.

DNS сервер — обеспечивает распознавание IP адресов в закрытой области сети оператора. Например, HNB использует DNS сервер для распознавания FQDN имени обслуживающего INC узла. DNS сервер может быть отдельно для каждого HNB GW или централизованным для всех HNB запросов.

NTP сервер – это источник синхронизации, необходимый для поддержки синхронизации всех HNB в случае когда HNB не может засинхронизироваться по полученным по радио интерфейсу 2G/3G сигналам. NTP сервер может быть в каждом RAN GW или может быть централизованным для всех RAN GW.

Если некоторые аббревиатуры из заметки оказались непонятны, рекомендую прочитать статью о построении сетей сотовой связи UMTS.

Фемтосота — Википедия. Что такое Фемтосота

Схема подключения фемтосот к сети мобильного оператора

Фемтосота (англ. Femtocell) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведённый к пользователю (публичный Интернет), обслуживает одновременно в режиме разговора определённое количество телефонов — от 4/8 для дома и малых офисов и 16/32 для предприятия. В режиме ожидания на фемтосоте может находиться намного больше пользователей.

Фемтосоты, пикосоты, метросоты, и микросоты относятся к категории так называемых «малых сот» (small cells) — маломощных беспроводных точек доступа, работающих в лицензируемом частотном спектре и управляемых оператором.

Преимущества

Благодаря фемтосотам, покрытие сотовой сети резко улучшается именно в тех точках, где это необходимо. Предоставляет все те же функции, что и «большая» сотовая ячейка, но в одном удобном для установки устройстве, похожим на обычные роутеры. Хотя основное внимание уделяется развитию UMTS-фемтосот (стандарт 3G), они могут создаваться и для других стандартов.

Для сотового оператора даёт возможность улучшить покрытие и ёмкость сети, особенно внутри зданий. Появляется возможность предоставлять дополнительные услуги по сниженным ценам и экономить на оборудовании.

Схожие принципы использовались в технологии Fixed Mobile Convergence, однако для неё требовались двухстандартные телефоны, способные переключаться между сотовой связью и Wi-Fi-подключением.

Особенности фемтосот, сложности при внедрении и использовании

Хотя фемтосоты могут значительно помочь оператору, для их массового внедрения существует немало технических ограничений использования.

  • Взаимные помехи фемтосоты и уличной соты. Радиосигнал от фемтосоты может влиять на «глобальные» соты если использует тот же частотный диапазон. Решение для оператора может быть или в использовании другой частоты для фемтосот или при одинаковых частотах в правильном планировании, которое заключается в правильном месте расположения фемтосоты и в установке определённых параметров, сбалансирующих фемтосоту и наружную соту макросети. Предельные значения уровней перекрытия фемтосоты и уличной соты при котором не будет помех порядка — 90-95 dBm. При уровнях выше могут возникать взаимные помехи особенно когда два пользователя разговаривают рядом, но один из них разговаривает через фемтосоту а другой через уличную сот.
  • Расходование спектра частот. При постройке сотовой сети операторы используют сложные технологии частотного планирования. Применить их для каждой микросоты, продаваемой пользователю, невозможно, а значит, их работа должна быть рассчитана на соседство с такими же устройствами, а также с «глобальными» сотами в узком частотном диапазоне, выделенном оператору.
  • Предотвращение подключения через соседнюю фемтосоту. Могут быть ситуации, когда работа через чужую фемтосоту должна быть исключена (если предоставляются ценовые льготы или передаваемые данные должны быть секретными). В технологии заложены разные режимы авторизации, но необходим правильный подход или правильная настройка режимов авторизации точки доступа фемтосоты.
  • В некоторых странах местоположение сотовых станций должно быть точно известно, в частности, это важно для экстренных вызовов. Это правило трудно соблюсти для станций, которые подключаются самостоятельно пользователем и даже могут быть перевезены в другую страну. В технологии фемтосот заложена возможность определения местоположения по определённым параметрам, но у разных производителей это решается по разному: самый базовый способ — это сканирование наружной сети и определение своего местоположения по известным макросотам, но в условиях её отсутствия это могут быть такие параметры как IP адрес, MAC адрес вышестоящих сетевых устройств. Здесь также важна юридическая сторона контракта, где оператор разрешает использовать фемтосоту.
  • Сложности с поддержкой большого количества станций. Архитектура сотовых сетей рассчитана на тысячи или десятки тысяч базовых станций, но не миллионы маленьких станций, генерирующих большую суммарную нагрузку на сеть и коммутаторы. Хотя в технологии заложено, что у фемтокластера свой фемтошлюз, который поддерживает десятки тысяч фемтосот, но он должен интегрироваться в ядро оператора и эти вопросы должны быть проработаны.
  • Необходима технология бесперебойного сервиса для экстренных ситуаций, даже для случаев отключения питания и интернет-подключения. Возможное решение — резервное подключение через наземную телефонную проводку и источники бесперебойного питания. На лето 2009 года в технологии фемтосот это не предусматривается и при отключении питания или доступа в интернет связь у абонента пропадает. Поэтому большинство операторов предоставляет приоритет в обслуживании экстренных вызовов для стационарных сот.
  • Интернет-подключение должно всегда резервировать необходимую пропускную способность для соты, чтобы не вызывать перебои в связи. Заложены определённые показатели ёмкости интернет канала при котором фемтосота предоставляет определённые услуги. Для голосового звонка достаточно канала небольшой ёмкости, но для предоставления услуг UMTS, например HSDPA, необходим канал определённой ёмкости.
  • Соте необходим источник чрезвычайно стабильной опорной частоты, что является достаточно сложной технической задачей. Стационарные соты регулярно подвергаются подстройке по этому параметру. Синхронизация нужна для того чтобы фемтосота и уличная сота работали с одинаковым временем, для того чтобы можно обрабатывать события переходов из фемтосоты в уличную соту и согласовывать голосовые звонки между пользователями фемтосот и пользователями на других сотах. Обычно синхронизация идёт по специальному протоколу NTP внутри или снаружи IPSec туннеля, который выстаивает фемтосота через общественный интернет. Источником синхронизации служит или временные сервера установленные у оператора или сторонние сервера в интернете. У некоторых производителей (HUAWEI) фемтосоты могут брать источник синхронизацию от уличных сот.
  • Сотовый терминал должен надёжно переключаться на фемтосоту когда она находится в зоне видимости, иначе эффекта от её применения не будет. Этот вопрос решается настройкой радиопараметров. Переходы из макросети в фемтосоту и обратно решаются у всех производителей по-разному и могут поддерживаться или не поддерживаться в зависимости от версии. Есть стандарт, который определяет, к чему необходимо стремиться, и производители в конкурентной борьбе совершенствуют технологию. В фемтотехнологии есть проблема переходов от уличной соты на фемтосоту. Она заключается в запаздывании обработки этого события, потому что сеть фемтосот отделена от сети уличных сот и они не успевают договорится о передаче (хендовере) от уличной сети к фемтосети во время быстрого перемещения абонентов. На 2017—2018 год при сильном развитии LTE покрытия и включённых у операторов приоритетах для сетей LTE существует проблема перевода (CSFB) из сети LTE в сеть фемтосот при поступлении или совершении голосового звонка пользователем. Телефоны не видят фемтосоту, когда находятся в сети уличных сот LTE. Данная проблема будет сохранятся дом момента установки фемтосоты с наличием LTE или до момента использования голосовых звонков в стандарте LTE.

Сравнение с пикосотами

Пикосоты — аналогичная концепция; отличается тем, что пикосота — не самостоятельная базовая станция, а лишь выносной элемент для приёма и передачи сигнала, требующий подключения к стандартному контроллеру «большой» базовой станции. Такое подключение может быть организовано по дешёвым интернет-сетям. Проблемы этого варианта заключаются в меньшей защищённости передаваемого сигнала, надёжности канала и в том, что контроллеры базовых станций не рассчитаны на большое количество ведомых передатчиков. Вопрос защищённости решается путём использования VPN.

Внедрения

Одну из первых и больших инсталляций фемтосот создала компания Sprint (США) в городах Денвер и Индианаполис. Работа ведётся с конца 2007 г., используются фемтосоты производства Samsung Electronics, названные Sprint Airave. Поддерживаются любые телефоны, приобретённые у Sprint.

На октябрь 2009 уже есть коммерческие запуски в США у AT&T на базе оборудования IPACCESS (при участии CISCO), в английском Vodafone на базе оборудования Alcatel Lucent, в Японии Softbank на базе оборудования NEC. в Таиланде SturHub на базе оборудования HUAWEI. Коммерческие запуски в Европе на 2010 год состоялись у нескольких сотовых операторов. Самые известные — SFR (Франция) на оборудовании NEC, Optimus (Португалия) на оборудовании HUAWEI, пилотные в Telefonica, Mobicom Austria, Telecom Italia, T-mobile Германия и другие.

Компания J’son & Partners Consulting представила аналитический отчёт «Фемтосети в России и в мире».

К концу 2011 г. в мире насчитывалось более 3 млн активных фемтосот различных типов (частный и корпоративный сегмент, городские и сельские сети), то есть больше чем базовых станций 3G. По итогам 2012 г. ожидается увеличение поставок до 6 млн единиц. Продажи 3G-фемтосот будут доминировать.

Основные поставщики: ip.access, Ubiquisys, Airvana, Alcatel-Lucent, Cisco, Huawei, NEC, Nokia-Siemens Networks (NSN), Samsung, ZTE и др. Основные инсталляторы: Sprint (1 млн.), Softbank, SFR и Vodafone — по 100 тыс.), АT&T (более чем 500 тыс.).

Мощным стимулом для продвижения технологии фемтосот (малых сот) станет LTE. SK Telecom (Южная Корея) уже реализовала коммерческий проект по развёртыванию фемтосот в сети LTE. Virgin UK и Telefonica анонсировали испытания «малых сот» для LTE.

В России

В России операторы в 2011 году запустили в эксплуатацию технологию фемтосот. По существовавшим нормам фемтосоты регистрируются в упрощённом уведомительном порядке в определённом географическом месте, на владельца — сотового оператора или абонента, но даже когда она покупается абонентом — фемтосота остаётся элементом радиосети оператора, поскольку работает в лицензионном спектре на частоте подобной ближайшей макроБС за которую платит оператор. Оператор управляет местоположением станции и мощностью её работы и другими параметрами для правильного взаимодействия с наружной макросетью[1]. Так например в Москве на излучение 3G-сот наложены жёсткие ограничения из-за близости военных частот, поэтому фемтосоты могут иметь большое значение.

МТС уже проводили пробную эксплуатацию с положительными результатами — увеличением голосового трафика[1].

МегаФон в мае 2011 запустил пилотный проект опытно-коммерческой эксплуатации 1000 фемтосот в каждом филиале (федеральном субъекте), рассчитанный на полгода. В декабре 2011 оценил результаты и тенденции развития на 2012 год. Вымпелком начал с опытно-коммерческой эксплуатацией в двух регионах (Северо-Западном и Центральном) с оборудованием Alcatel-Lucent.

В июне 2011 г. в Лондоне прошёл мировой саммит по фемтосотам. В рамках саммита представитель МегаФон выступил с докладом о текущем состоянии проекта в России[2].

В сентябре 2011 года Дальневосточный филиал Мегафон организовал связь на базе фемтосот через спутниковый канал VSAT на парусном учебном судне «Надежда», которое принадлежит МГУ им. адм. Г. И. Невельского[3].

В мае 2012 стартовал в кругосветное путешествие барк Седов, на котором так же были установлены две фемтосоты для обеспечения технологической связи.

На 2012 год рынок фемтосот в России был на этапе становления — менее 2 000 фемтосот (50 % в ЦФО, СЗФО — 24 %). Прогнозы аналитиков «Infonetics Research, к 2016 г. 75 % российского рынка фемтосот придётся на домашние, 12 % — на фемтосоты общественного доступа, 13 % — на корпоративные фемтосоты. В оптимистическом сценарии J’son & Partners Consulting ожидает в РФ до 1 млн фемтосот к концу 2016 г.» не оправдались. На 2016 год Фемтосоты стали частью концепции малых сот. Сотовые операторы начали использовать пикосоты и микросоты, которые имеют большую мощность и ёмкость и являются операторским оборудованием. МегаФон продолжил фемтопроект с компаниями производителями Alcatel-Lucent и NEC и общее кол-во на всю Россию у МегаФон не более 20.000. Фемтосоты HUAWEI также работают, но компания HUAWEI объявила о прекращении производства фемтосот и поддержки фемтотехнологии в конце 2017 года.

Примечания

Ссылки

Фемтосота – что это такое?

С мая 2011 "МегаФон" начал использовать фемтосоты. Мы объявили о старте адресной программы по установке фемтосот (мини-сот) у абонентов – физических лиц и корпоративных клиентов.

Что же такое эта самая фемтосота и чем она может оказаться полезной нашим абонентам?

Фемтосота – это миниутюрная базовая станция оператора сотовой связи, но с большими возможностями: она позволяет предоставлять все услуги – входящие и исходящие голосовые соединения, обмен сообщениями (SMS и MMS), передачу данных. Внешне и по своим размерам фемтосота похожа на привычные всем устройства – например, базу от телефона DECT или Wi-Fi-роутер.

Вкратце напомним: сеть оператора состоит из "сот", которые в свою очередь образованы набором базовых станций. Мобильный телефон или модем постоянно сканируют сеть оператора сотовой связи на предмет определения уровня (качества) сигнала от различных базовых станций. Для связи выбирается та, у которой в данный момент времени уровень сигнала самый хороший и у которой при этом есть свободные каналы. Сами базовые станции связаны между собой высокоскоростной сетью, по которой передаются в цифровом виде как телефонные разговоры, так и мобильные данные. Фемтосота, имея небольшой радиус действия (обычно до 30 м) дополняет основные базовые станциям. При этом мобильное устройство, попадая в зону уверенного приема фемтосоты, переключается на нее и работает с ней как с "обычной" базовой станцией.

В последнее время у сотовых операторов по всему миру наблюдается взрывной рост трафика мобильного интернет, генерируемого абонентами. Для сохранения качества предоставляемых услуг и высокой скорости в мобильных каналах передачи данных многие идут по пути уменьшения размеров сот (увеличения количества базовых станций). Но это не всегда возможно – вот тут и приходит на помощь технология фемтосот.

Бывают и другие ситуации, когда фемтосота может помочь. Например, ваш район находится в зоне запланированного развития 3G , а преимущества этой технологии вы хотите получить уже сейчас. Часто кафе или рестораны располагаются в подвальных помещениях, куда не добираются радиоволны. Или, базовая станция попросту сломалась, а связь нужна "здесь и сейчас". Бывает, что возможности мобильной связи ограничены какими-либо городскими или федеральными запретами – например, в Москве существует ряд районов, в которых по стратегическим соображениям ограничено или запрещено использование некоторых "мобильных" частот.

Технология фемтосот развивалась с 2001 года, но только в 2008-м была стандартизована основными органами стандартизации - Союзом стандартизации 3GPP, Ассоциацией GSMA и организацией FemtoForum. После этого технологию поддержали ведущие производители оборудования для сотовых сетей.

В московском регионе мы приняли решение остановиться на комплексном решении Alcatel-Lucent 9360 Small Cells.

Одна фемтосота обеспечивает покрытие помещения площадью до 200 м2 (дальность уверенного приема примерно 30 метров, которая зависит от индивидуальных характеристик помещения (толщина стен, расположение комнат и т.д.) и позволяет обслуживать до 4 или 8 абонентов (в зависимости от комплектации), одновременно разговаривающих по мобильному телефону или пользующихся мобильным интернетом. Для устойчивой работы фемтосоты требуется канал доступа в интернет со скоростью не менее 1024 Кб/с. (для голосовых соединений достаточно 256 Кб/с.).

К слову, не следует путать технологию фемтосот с репитерами, хотя внешне (с абонентской точки зрения) они сильно похожи. Репитер лишь усиливает сигнал ближайшей базовой станции, тогда как фемтосота создает новую сеть 3G там, где его вообще нет, и позволяет увеличить емкость сети оператора сотовой связи. Т.е. если с ближайшей базовой станцией проблемы или она перегружена репитер не поможет – а фемтосота справится :)

Итак, фемтосота позволяет повысить качество покрытия 3G-сети внутри помещения – в первую очередь это актуально в случаях, когда:

- здание расположено в зоне неуверенного приема сотового сигнала
- конструкция здания мешает прохождению радиосигнала
- помещение находится на уровне нулевых и подземных этажей
- ваша территория расположена за чертой города
- по каким-либо причинам отсутствует или ограничена мобильная связь

В Европе услуги использования фемтосот впервые запустил Vodafone - в 2009 году. Услуга получила название Vodafone Access Gateway и довольно успешно функционирует и поныне.

Плюсы использования фемтосоты очевидны :) Установив такую штуку в офисе, в котором "МегаФон" по каким-то причинам не ловит, мы можем обеспечить сотрудников устойчивой связью. И они останутся с нами!:) В том случае, если иначе улучшить связь не представляется возможным, в Москве мы ставим фемтосоты корпоративным клиентам и физическим лицам абсолютно бесплатно. После проведения соответствующих проверок. Так что обращайтесь. Если ситуация критическая, то рассмотрим возможность улучшения связи с помощью фемты.

Как работает шпионская фемтосота InfoWatch для перехвата мобильных телефонов в офисе

Наталья Касперская считает, что перехват, запись и распознавание всех разговоров — это не прослушка, ведь «у роботов нет ушей, чтобы слушать»


Три дня назад генеральный директор компании InfoWatch Наталья Касперская
рассказала о новой разработке своей фирмы — системе перехвата телефонных переговоров в мобильных сетях, с автоматическим распознаванием речи и полнотекстовым поиском по ключевым словам.

Предполагается, что такие системы будут устанавливать в офисах для шпионажа за сотрудниками коммерческих и государственных компаний. Сейчас служба безопасности читает переписку сотрудников по электронной почте и в мессенджерах, прослушивает разговоры по Skype и станционарным телефонам, просматривает интернет-трафик. Единственная проблема — это сотовая связь, которая пока ускользает от СБ, потому что трафик идёт через базовые станции операторов сотовой связи.

Ранее сообщалось, что офисная фемтосота InfoWatch «будет интегрирована с ядром сети сотового оператора, чтобы оно стало доверенной базовой станцией оператора сотовой связи. Затем эта базовая станция будет перехватывать голосовой трафик с мобильных телефонов, находящихся в зоне действия». По желанию, заказчик может прослушивать только корпоративные SIM-карты или перехватывать звонки всех посетителей офиса, а также прослушивать личные SIM-карты сотрудников.

Вчера Наталья Касперская дала интервью «Коммерсантъ ФМ», где раскрыла некоторые дополнительные подробности о работе системы. В частности, она объяснила, как легко разработчикам удалось обойти конституционный запрет на нарушение тайны телефонных переговоров (статья 23 Конституции РФ).

«Есть некое законодательное ограничение, связанное с анализом телефонных разговоров, — то, что называется прослушка телефонных разговоров. Здесь, конечно, наступает некая путаница, потому что у нас данное решение автоматически большинство называют прослушкой. Как я уже объяснила, это не прослушка — это именно техническое решение, где слушает робот. А у робота, вообще говоря, нет ушей, чтобы слушать. То есть факта слушания как такового нет, потому что нет субъекта, который прослушивает, — объяснила Касперская. — Теоретически, конечно, любые переговоры пишутся на некоторые носители, и потом, если какой-то диалог вызывает интерес, то его можно прослушать. И в этом смысле это станет прослушкой постфактум. Но предполагается, что от этого могут быть некоторые механизмы защиты, как то, например, что люди, которые будут иметь возможность прослушивания, будут уполномочены соответствующим органом, соответствующими регламентами — и абы кто прослушать не может».

Таким образом, InfoWatch считает, что система не нарушает Конституцию и законодательствр и не является «спецсредством для получения негласного доступа», то есть даже не требует получения лицензии у ФСБ.

«Мы представляем техническое решение. Техническое решение состоит в том, чтобы делать это роботам, а не сажать людей, собственно, осуществлять прослушку. Для прослушки техническое решение не нужно. Точнее не так: нужны перехватчики, но это не мы. Мы не занимаемся системой оперативно-розыскных мероприятий — это не наша специализация. То, что делаем мы, выглядит таким образом: это некая виртуальная сота, которая ставятся внутрь. Она перехватывает звонки, идущие через эту виртуальную соту по белому списку. Это значит, что список заранее задан работодателем. И только те телефоны, которые попали в этот список, будут анализироваться. Что значит анализироваться? Это значит, что содержание телефонных разговоров переводится в смысл — то есть в текст. И уже из этого текста извлекаются какие-то ключевые слова и выражения. Если сотрудники будут обсуждать террористическую атаку, то этот диалог перехватится, если же они будут обсуждать какой-нибудь борщ или обед, то, наверное, это сообщение не перехватится».

Вообще, Наталья Касперская высоко оценила российское ПО в области информационной безопасности: «У нас довольно много различного софта, программного обеспечения, и оно довольно высокого качества. Скажем, в области информационной безопасности мы вообще впереди планеты всей, потому что у нас есть несколько сотен компаний, которые работают в этой области и производят продукты мирового класса, продающиеся спокойно на мировом рынке. Несколько таких, я думаю, все знают: например, «Лаборатория Касперского», та же самая Acronis, Dr.Web и так далее».

Однако она отметила отставание России в разработке операционных систем и системного программирования: «С точки зрения операционных систем, собственной операционки у нас нет на текущий момент, зато у нас есть несколько клонов Linux-систем, самостоятельных — порядка семи мы насчитали. Формально говоря, они не являются отечественными, потому что это такая общая разработка, которая пишется многими разработчиками со всего мира — и наши там вносят свою лепту. С другой стороны, это лучше, чем проприетарный софт, скажем, от Microsoft, который полностью принадлежит Microsoft, с которым Microsoft может делать всё что угодно».

Наталья Касперская также констатировала, что в последние два года усилилась утечка кадров за рубеж из-за того, что курс рубля рухнул по отношению к доллару: «Дело в том, что программисты считают свою зарплату в долларах, к сожалению, довольно часто, — сказала она. — Получается, когда начинаешь сравнивать с европейскими — опа, наша зарплата становится меньше. И люди начинают уезжать. За последние полтора-два года я слышала довольно много таких случаев, когда люди покидали страну именно из меркантильных соображений, что, на самом деле, очень обидно».

Что такое 5G интернет

Рейтинг: 5/5 - 2 голосов

Обновлено: 25.12.2019

Первые пилотные 5G сети в России запустили в 2019 году в Москве операторы МТС и ТЕЛЕ2, предлагая потребителям более высокую скорость передачи данных и меньшую задержку, по нашим данным скорость 5G интернета достигала 4.5 Гбит/с. В дальнейшем 5G откроет новые возможности для промышленных приложений и IOT устройств, и станет основополагающим элементом для создания "умных городов". 5G - это следующий шаг к созданию более совершенных сетей в нашем технологичном мире.

Что такое 5G интернет и основные характеристики технологии

5G - это технология беспроводной мобильной связи пятого поколения, которая обеспечит в 10 раз более высокие скорости, чем современные технологии 4G LTE (1–10 Гбит/с), время отклика (пинг) до 1 мс, поддержку мобильности до 500 км/ч, ширину полосы до 1 ГГц и Очень высокую плотность подключенных устройств (до 1 миллиона на 1 кв.км.) . Тем не менее, не существует стандартизированной формы технологии 5G, такой как LTE для 4G. 5G все еще находятся в стадии разработки и, как ожидается, появятся на рынках к 2020 году.

Подробная информация про LTE, в каких диапазонах частот (lte band's 3,7,8,20,31,38) работают операторы сотовой связи Мегафон, МТС, Билайн, Теле2 в России на 2019 год. Как работает агрегация частот в LTE Advanced.

Наиболее распространенной технологией 5G является mmWave, но несущие также будут использовать новый спектр в области Wi-Fi ниже 6 ГГц, в полосах ниже 1 ГГц и в существующих диапазонах 4G LTE.

Общая идея заключается в том, чтобы значительно увеличить количество доступного спектра путем объединения плюсов и минусов разных частот. Объединение большего спектра с агрегацией несущих (отправка данных по нескольким частям спектра) позволяет увеличить пропускную способность и значительно повысить скорость для абонентов.

Высокочастотные базовые станции миллиметровых волн mmWave

Для того чтобы достичь более высоких скоростей, нам нужно расширить спектр. Миллиметровые волны, которые находятся в частотном спектре 30–300 ГГц, предоставляют нам необходимое пространство для расширения спектра. mmWave позволяют передавать данные на высокой скорости, но из-за большого затухания радиус действия сужается. И втрое ограничение высокой частоты - эти волны не могут проникать сквозь преграды – деревья, стены зданий. Поэтому приходится менять архитектуру сети: высокие мощные базовые станции, покрывающие большие расстояния будут работать совместно с компактными маломощными ячейками.

Спектр 5G

Полный спектр показан на рисунке выше, желтым цветом изображены существующие полосы, которые уже могут использоваться 5G NR для мобильных широкополосных и IoT-приложений. Затем показана полоса зеленого цвета, которая одобрена на всемирной конференции радиосвязи ВКР-19, и полоса красного цвета с большей шириной полосы. Красная полоса регулируется соглашением федеральная комиссии по связи.

5G NR может использовать спектр от 6 ГГц до 100 ГГц. По сравнению с LTE-A пропускная способность системы 5G увеличивается в 10 раз (с 100 МГц в LTE-A до 1 ГГц +). Полосы для NR в основном классифицируются как Low Band, Mid Band и High Band, и эти полосы могут использоваться в зависимости от приложения, как указано ниже:

  • Низкий диапазон - ниже 1 ГГц. Более длинный диапазон, например, мобильная широкополосная связь и массовые IoT, например: 600 МГц, 800 МГц, 900 МГц. Это охват больших расстояний;
  • Средний диапазон - от 1 ГГц до 6 ГГц. Более широкие полосы пропускания: 3.4–3.8 ГГц, 3.8–4.2 ГГц, 4.4–4.9 ГГц. Высокая пропускная способность в городских районах, охват среднего радиуса действия. Использование внутри помещений;
  • Высокий диапазон - выше 24 ГГц (мм-волна). Экстремальные полосы пропускания, например: 24.25–27.5 ГГц, 27.5–29.5, 37–40, 64–71 ГГц. Малый радиус действия и большая пропускная способность.

Большое количество малых сот

Малые соты - это базовые станции с небольшим радиусом действия, они покрывают на улицах ограниченную область или применяются внутри помещений. Малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций, поддерживают высокие скорости передачи данных с минимальной задержкой.

В зависимости от зоны покрытия и количества обслуживаемых пользователей Малые БС делятся на три основные категории.

Фемтосоты (Femtocells)

Фемтосоты - это в основном небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для обеспечения расширенного покрытия в жилой зоне и офисных помещениях. Плохой уровень сигнала от базовых станций оператора мобильной связи может быть компенсирован путем использования Femtocells. Фемтосоты в основном используются для расширения зоны покрытия и увеличения емкости данных для пользователей внутри помещений. Для их работы необходим Интернет канал.

Основные технические характеристики

Зона покрытия От 10 до 50 метров (в помещении)
Мощность передатчика Обычно 100 милливатт
Количество пользователей От 8 до 16 пользователей
Ретрансляция сигнала (Backhaul) Проводное, оптоволоконное соединение
Место установки Внутри жилых и рабочих помещений
Стоимость Бюджетный вариант

Пикосоты (Picocells)

Пикосоты являются еще одной категорией малых сот, устанавливаются на малых предприятиях для расширения покрытия сети и увеличения пропускной способности передачи данных. Еще одно популярное название – репитер.

Основные технические характеристики

Зона покрытия От 100 до 250 метров (в помещении)
Мощность передатчика Обычно 250 милливатт
Количество пользователей От 32 до 64 пользователей
Ретрансляция сигнала (Backhaul) Микроволновое
Место установки Внутри помещения (офисы, больницы, торговые центры и школы)
Стоимость Бюджетный вариант

Микросоты (Microcells)

Микросоты предназначены для поддержки большего числа пользователей по сравнению с фемто- и пикосотами. Благодаря высокой мощности передатчика, они способны покрывать соты большего размера и применяются на улицах.

Основные характеристики / технические характеристики

Зона покрытия 500 метров до 2,5 километров
Мощность передатчика От 2 до 5 Вт
Количество пользователей до 200 одновременных пользователей
Ретрансляция сигнала (Backhaul) Проводное, оптоволоконное и микроволновое соединение
Место установки Наружное применение
Стоимость Средняя стоимость

З сегмента для развития 5G – eMMB, ULLRC и mMTC

  1. Усовершенствованная мобильная широкополосная связь (eMMB - Enhanced mobile broadband): соединение со скоростью до нескольких гигабайт в секунду для ресурсоемких приложений телемедицины и виртуальной реальности.
  2. Сверхнадежная сеть с низкой задержкой (ULLRC - Ultra Low Latency Reliable Communication): интеллектуальная сеть с задержкой менее 1 миллисекунды и сверхнадежностью для критически важных приложений промышленной автоматики и автономного транспорта.
  3. Массивный IoT (Massive IoT/IIoT, мMTC (massive Machine Type Communication). Интернет вещей соединит огромное количество (миллионы или миллиарды) устройств и интеллектуальных датчиков для массовой машинной коммуникации приложений в умном доме, здравоохранении.

Обычная мобильная сеть ограничена технологией - частотным спектром (полосы пропускания) и сетевой инфраструктурой. Емкость передачи данных и количество абонентов в каждой соте регламентировано. В 5G используются технологии массивного MIMO и 3D Beamforming-a, что позволяет увеличить скорость передачи данных и эффективность использования спектра.

Массивное МИМО (Massive MIMO)

MIMO расшифровывается как множественный вход, множественный выход. В 4G у нас было около десятка портов MIMO, предназначенных для передачи сигналов: восемь работают на передачу и четыре на прием. В технологии 5G мы увеличиваем это число почти в 4 раза, чтобы сигналы проходили быстрее во всех направлениях. Эта технология получила название Massive MIMO.

Но сложность сети возрастает, и мы сталкиваемся с большим количеством помех, поскольку многие сигналы передаются на одинаковой частоте через одни и те же станции. Чтобы преодолеть это, используют метод формирования и отслеживания луча.

Формирование луча (3D Beamforming)

Трехмерное формирование луча - используется в базовых станциях mmWave и на частоте ниже 6 ГГц для направления сигналов на абонентские устройства. Это метод предназначен для устранения помех сигналов, вместо того чтобы передавать сигналы с антенн во всех направлениях, мы направляем сфокусированный сигнал в указанном направлении точно в цель, это уменьшает помехи и ослабления сигнала. Это ключевая технология в преодолении ограничений диапазона и доставки высокочастотных сигналов.

Как работает 5G?

"Автономный" (NSA) и "New Radio" (NR). Первые сети 5G основаны на NSA, но в конечном итоге в ближайшие годы планируется перейти на SA, как только эта часть спецификации будет завершена.

Ключ к пониманию различий между 5G NSA и SA лежит в бэкэнде сети. Первые сети 5G, основанные на стандарте NSA, используют существующую инфраструктуру 4G LTE для обработки плоскости управления. Плоскость управления обрабатывает сигнальный трафик, управляет подключением пользовательских устройств к базовым станциям, проверкой подписок и т. д. Между тем плоскость данных - это то, что вы и я фактически используем для отправки и получения данных.

В некотором смысле, 5G NSA можно рассматривать как просто наличие сверхбыстрой передачи данных, подключенной к существующей инфраструктуре 4G LTE. Принятие спецификации 5G Standalone (SA) позволяет увидеть переход плоскости управления на ядро 5G и отметить гораздо большие изменения в работе сетей.

В дополнение к внедрению плоскости управления поверх радиотехнологий 5G, Standalone поддерживает более гибкую секцию сети и кодирование поднесущих.

Network Slicing (сетевая нарезка) - это форма архитектуры виртуальной сети, обеспечивающая большую гибкость для разделения, совместного использования и связывания частей внутренней сети. Это позволит сотовым операторам предлагать своим клиентам более гибкий трафик, приложения и услуги. Эта идея рассматривается как ключ к реализации автономных транспортных средств и умных городов.

Изменения в поднесущих немного сложнее объяснить. Технологии включают в себя:

  • масштабируемое OFDM;
  • разнесение поднесущих;
  • оконное OFDM;
  • гибкую нумерологию;
  • масштабируемые интервалы времени передачи.

Проще говоря, кадры, которые переносят данные, могут быть больше и быстрее, когда требуется более высокая пропускная способность при высокой эффективности. В качестве альтернативы, эти кадры могут быть уменьшены для достижения гораздо меньшей задержки для приложений реального времени.

Первые сети 5G будут основаны на нестандартной спецификации, до больших изменений с полной автономной спецификацией после 2021 года.

Модуль базовой станции 5G.

Что значит 5G для потребителей?

Базовые радиостанции IMT-2020 5G должны предоставить пользователям скорость не менее 20 Гбит/с на загрузку и 10 Гбит/с на отправку данных. Это относится к общей скорости потока, поэтому фактическая скорость у абонента будет ниже. В спецификации говорится, что каждый пользователь должен получить минимальную скорость загрузки 100 Мбит/с и скорость отправки 50 Мбит/с.

Базовые станции 5G должны будут обслуживать как стационарных пользователей, так и транспортные средства, движущиеся со скоростью до 500 км/ч. Сети пятого поколения должны предлагать потребителям максимальную задержку в 4 мс. Также упоминается задержка в 1 мс для сверхнадежной связи с малой задержкой (URLLC). Для сравнения, мое соединение 4G LTE в Москве имеет задержку 78 мс.

5G также обеспечивает одновременное подключение тысячам устройств Интернета вещей (IoT) с низким энергопотреблением и поддерживает подключение (D2D) с малой задержкой между соседними устройствами.

5G vs 4G - ключевые отличия

По сравнению с 4G LTE сети 5G будут работать стабильнее и быстрее. Минимальные скорости пользователей увеличиваются с 10 Мбит/с до 100 Мбит/с, что в 10 раз больше. Задержка будет снижена на аналогичную величину, с 10 мс до 1 мс по сравнению с LTE-Advanced. Значительное увеличение пропускной способности также означает, что 5G сможет обрабатывать до одного миллиона устройств на квадратный километр, что еще в 10 раз больше, чем у LTE-A, и все это в 10 раз повышает энергоэффективность сети.

  5G Новое радио (выпуск 15) LTE-Advanced Pro (Выпуск 13, 14) LTE-Advanced (выпуск от 10 до 12)
Скорость пользовательских данных > 10 Гбит / с > 3 Гбит / с > 1 Гбит / с
Задержка > 1 мс > 2 мс ~ 10 мс
Поддержка частоты До 40 ГГц До 6 ГГц До 6 ГГц
Пропускная способность канала До 500 МГц До 20 МГц До 20 МГц
Макс. кол-во несущих 16 (LTE + NR) 32 5
Макс. пропускная способность 1000 МГц 640 МГц 100 МГц
Антенны MIMO От 64 до 256 32 8
Разделение спектра mmWave & NR Двойное подключение на базе NR; LAA+NR MulteFire LTE-U LAA / eLAA LWA MulteFire CBRS / LSA LTE-U LTE-U (Rel. 12)

За эти годы LTE претерпел много улучшений. От введения 256QAM и агрегации несущих с LTE-A до поддержки более широкого использования нелицензированного спектра через LAA, LWA и Multefire с LTE-A Pro. Вот почему сегодняшние 4G сети намного быстрее, чем те, которые были построены во время первоначального развертывания.

5G продвинулся еще на один шаг вперед, предписывая использовать модуляцию 256-QAM и улучшая технологию агрегации несущих путем поддержки нелицензированного спектра частот ниже 6 ГГц и миллиметровые-волны. Изображение ниже довольно кратко объясняет это основное различие.

Развитие 5G сетей в 2019-2021 годах

К запуску 5G готовятся как сотовые операторы, так и производители устройств. Как это было с принятием сетей 4G LTE, так же будет поэтапным процесс развёртывания 5G, и некоторые страны запустят свои сети намного раньше других.

Середина 2019 года - смартфоны и сети 5G доступны для первой волны потребителей. Однако очевидно, что развертывание не будет увеличиваться в более глобальном масштабе до 2020 и 2021 годов. Даже к 2023 году ожидается, что только 50 процентов потребителей будут иметь смартфон 5G и сетевое подключение.

5G в США

США являются одной из первых стран, которые подключили свои сети 5G к нескольким операторам в первой половине 2019 года. Американские операторы были одними из крупнейших сторонников технологии миллиметровых волн. Первопроходцем стал Verizon, предложив потребителям 5G через услугу фиксированного беспроводного доступа, за ними подтянулись Sprint и T-Mobile.

Европа отстает от лидеров

Европа отстает от США, и первые сети 5G включились ближе к концу 2019 года. Великобритания первой запустила 5G в крупных городах. EE планирует запустить свой сервис в 16 городах в этом году. Между тем O2, Vodafone и Three планируют дату запуска 5G на 2020 год. На континенте основные игроки Orange, Deutsche Telekom и Telefonica взяли на себя обязательство запуска не ранее середины 2020 года.

Частично эта задержка заключается в техническом согласовании между полосами спектра, а полная готовность ожидается в 2022 году.

Амбициозная Азия

Япония и Южная Корея были лидерами тестирования инфраструктуры на протяжении всего цикла разработки 5G.

В Южной Корее крупные операторы начали коммерческое развертывание 5G в первом квартале 2019 года. Южная Корея набрала 1 миллион абонентов 5G всего за 69 дней после первого запуска. Ожидается, что общенациональный запуск будет завершен к 2022 году. В Японии Олимпиада 2020 года станет следующей целью для испытаний 5-миллиметровой волны в густонаселенных городских районах, а соглашение между Nokia и NTT DoCoMo начнет действовать в том же году.

Китай быстро становится основным игроком 5G. В стране находятся крупные телекоммуникационные инфраструктурные компании, такие как Huawei и ZTE, которые будут предоставлять оборудование операторам по всему миру. Китай также инвестировал 180 миллиардов долларов в материковую инфраструктуру, что в четыре раза больше, чем в Японии. China Mobile тестирует свои услуги в крупных городах в этом году и планирует полный коммерческий запуск в 2020 году.

5G в России

Пятое поколение в России общедоступным станет еще не скоро, все упирается в частотный дефицит.

Самые популярные в мире и удобные в плане эффективности частоты 3,4-3,8 ГГц заняты военными. Тем не менее, вполне вероятно, что у нас 5G будет работать с сигналами "миллиметровой волны" на более высоких частотах 25-29 ГГц. Или мы пойдем своим "эксклюзивным" путем развития 5G в диапазоне 4,4—4,99 ГГц. 24 декабря на заседании государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) объявили о проведении аукционов в третьем квартале 2020 года. Для создания сетей 5G будет торговаться частотный ресурс в диапазоне 4,4-4,99 ГГц и 25,25–27,5 ГГц.

А как насчет 5G смартфонов?

В настоящее время на рынке не так много смартфонов, способных работать в сетях 5G. 5G Moto Mod, доступный для Motorola Moto Z3, возможно, считается первым.

Вот список 5G смартфонов, которые в настоящее время есть на рынке:

  • Samsung Galaxy S10 5G
  • Samsung Galaxy Note 10 5G / Plus 5G
  • LG V50 ThinQ 5G
  • OnePlus 7 Pro 5G
  • Huawei Mate 20 X 5G
  • Motorola 5G Moto Mod
  • Xiaomi Mi Mix 3 5G
  • Oppo Reno 10x Zoom 5G
  • ZTE Axon 10 Pro 5G
  • Huawei Mate X

Выделение полос частот в 5G

Как и в 4G, сети и смартфоны будут поддерживать разные полосы частот для передачи данных. В дополнение к существующим диапазонам LTE, 5G New Radio стандартизирует ряд новых для будущих сетей. 5G разделен на два диапазона, первый для частот между 400 МГц и 6 ГГц. Диапазон 2 учитывает диапазоны мм-волн между 24 и 53 ГГц.

5G Band Частота восходящей линии Частота нисходящей линии связи Пропускная способность Пропускная способность канала Тип
n1 1920 -1989 МГц 2110 - 2170 МГц 60 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n2 1850 - 1910 МГц 1930 - 1990 МГц 60 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n3 1710 - 1785 МГц 1805 - 1880 МГц 75 МГц 5, 10, 15, 20, 25, 30 МГц FDD
n5 824 - 849 МГц 869 - 894 МГц 25 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n7 2500 - 2670 МГц 2620 - 2690 МГц 70 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n8 880 - 915 МГц 925 - 960 МГц 35 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n20 832 - 862 МГц 791 - 821 МГц 30 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n28 703 - 748 МГц 758 - 803 МГц 45 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n66 1710 - 1780 МГц 2110 - 2200 МГц 90 МГц 5, 10, 15, 20, 40 МГц FDD
n70 1695 - 1710 МГц 1995 - 2020 МГц 15/25 МГц 5, 10, 15, 20, 25 МГц FDD
n71 663 - 698 МГц 617 - 652 МГц 35 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n74 1427 - 1470 МГц 1475 - 1518 МГц 43 МГц 5, 10, 15, 20 МГц FDD
n38 2570 - 2620 МГц 2570 - 2620 МГц 50 МГц 5, 10, 15, 20 МГц TDD
n41 2469 - 2690 МГц 2496 - 2690 МГц 194 МГц 5, 10, 15, 20, 40, 50, 60, 80, 100 МГц TDD
n50 1431 - 1517 МГц 1432 - 1517 МГц 85 МГц 5, 10, 15, 20, 40, 50, 60, 80 МГц TDD
n51 1427 - 1432 МГц 1427 - 1432 МГц 5 МГц 5 МГц TDD
N77 3300 - 4200 МГц 3300 - 4200 МГц 900 МГц 5, 10, 15, 20, 40, 50, 60, 80, 100 МГц TDD
n78 3300 - 3800 МГц 3300 - 3800 МГц 500 МГц 5, 10, 15, 20, 40, 50, 60, 80, 100 МГц TDD
n79 4400 - 5000 МГц 4400 - 5000 МГц 600 МГц 40, 50, 60, 80, 100 МГц TDD
n75 - 1432 - 1517 МГц 85 МГц 5, 10, 15, 20 МГц SDL
n76 - 1427 - 1432 МГц 5 МГц 5 МГц SDL
N80 1710 - 1785 МГц - 75 МГц 5, 10, 15, 20, 25, 30 МГц О
n81 880 - 915 МГц - 35 МГц 5, 10, 15, 20 МГц О
n82 832 - 862 МГц - 30 МГц 5, 10, 15, 20 МГц О
N83 703 - 748 МГц - 45 МГц 5, 10, 15, 20 МГц О
n84 1920 - 1980 МГц - 60 МГц 5, 10, 15, 20 МГц О
n257 26,5 - 29,5 ГГц 26,5 - 29,5 ГГц 3 ГГц 50, 100, 200, 400 МГц TDD
n258 24,250 - 27,5 ГГц 24,250 - 27,5 ГГц 3,250 ГГц 50, 100, 200, 400 МГц TDD
N260 37 - 40 ГГц 37 - 40 ГГц 3 ГГц 50, 100, 200, 400 МГц TDD

Комментарии

Задайте свой вопрос

Вместе с этой статьей сейчас смотрят

Фемтосота — Википедия

Схема подключения фемтосот к сети мобильного оператора

Фемтосота (англ. Femtocell) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры). Соединяется с сетью сотового оператора через канал связи, подведённый к пользователю (публичный Интернет), обслуживает одновременно в режиме разговора определённое количество телефонов — от 4/8 для дома и малых офисов и 16/32 для предприятия. В режиме ожидания на фемтосоте может находиться намного больше пользователей.

Фемтосоты, пикосоты, метросоты, и микросоты относятся к категории так называемых «малых сот» (small cells) — маломощных беспроводных точек доступа, работающих в лицензируемом частотном спектре и управляемых оператором.

Преимущества

Благодаря фемтосотам, покрытие сотовой сети резко улучшается именно в тех точках, где это необходимо. Предоставляет все те же функции, что и «большая» сотовая ячейка, но в одном удобном для установки устройстве, похожим на обычные роутеры. Хотя основное внимание уделяется развитию UMTS-фемтосот (стандарт 3G), они могут создаваться и для других стандартов.

Для сотового оператора даёт возможность улучшить покрытие и ёмкость сети, особенно внутри зданий. Появляется возможность предоставлять дополнительные услуги по сниженным ценам и экономить на оборудовании.

Схожие принципы использовались в технологии Fixed Mobile Convergence, однако для неё требовались двухстандартные телефоны, способные переключаться между сотовой связью и Wi-Fi-подключением.

Особенности фемтосот, сложности при внедрении и использовании

Хотя фемтосоты могут значительно помочь оператору, для их массового внедрения существует немало технических ограничений использования.

  • Взаимные помехи фемтосоты и уличной соты. Радиосигнал от фемтосоты может влиять на «глобальные» соты если использует тот же частотный диапазон. Решение для оператора может быть или в использовании другой частоты для фемтосот или при одинаковых частотах в правильном планировании, которое заключается в правильном месте расположения фемтосоты и в установке определённых параметров, сбалансирующих фемтосоту и наружную соту макросети. Предельные значения уровней перекрытия фемтосоты и уличной соты при котором не будет помех порядка — 90-95 dBm. При уровнях выше могут возникать взаимные помехи особенно когда два пользователя разговаривают рядом, но один из них разговаривает через фемтосоту а другой через уличную сот.
  • Расходование спектра частот. При постройке сотовой сети операторы используют сложные технологии частотного планирования. Применить их для каждой микросоты, продаваемой пользователю, невозможно, а значит, их работа должна быть рассчитана на соседство с такими же устройствами, а также с «глобальными» сотами в узком частотном диапазоне, выделенном оператору.
  • Предотвращение подключения через соседнюю фемтосоту. Могут быть ситуации, когда работа через чужую фемтосоту должна быть исключена (если предоставляются ценовые льготы или передаваемые данные должны быть секретными). В технологии заложены разные режимы авторизации, но необходим правильный подход или правильная настройка режимов авторизации точки доступа фемтосоты.
  • В некоторых странах местоположение сотовых станций должно быть точно известно, в частности, это важно для экстренных вызовов. Это правило трудно соблюсти для станций, которые подключаются самостоятельно пользователем и даже могут быть перевезены в другую страну. В технологии фемтосот заложена возможность определения местоположения по определённым параметрам, но у разных производителей это решается по разному: самый базовый способ — это сканирование наружной сети и определение своего местоположения по известным макросотам, но в условиях её отсутствия это могут быть такие параметры как IP адрес, MAC адрес вышестоящих сетевых устройств. Здесь также важна юридическая сторона контракта, где оператор разрешает использовать фемтосоту.
  • Сложности с поддержкой большого количества станций. Архитектура сотовых сетей рассчитана на тысячи или десятки тысяч базовых станций, но не миллионы маленьких станций, генерирующих большую суммарную нагрузку на сеть и коммутаторы. Хотя в технологии заложено, что у фемтокластера свой фемтошлюз, который поддерживает десятки тысяч фемтосот, но он должен интегрироваться в ядро оператора и эти вопросы должны быть проработаны.
  • Необходима технология бесперебойного сервиса для экстренных ситуаций, даже для случаев отключения питания и интернет-подключения. Возможное решение — резервное подключение через наземную телефонную проводку и источники бесперебойного питания. На лето 2009 года в технологии фемтосот это не предусматривается и при отключении питания или доступа в интернет связь у абонента пропадает. Поэтому большинство операторов предоставляет приоритет в обслуживании экстренных вызовов для стационарных сот.
  • Интернет-подключение должно всегда резервировать необходимую пропускную способность для соты, чтобы не вызывать перебои в связи. Заложены определённые показатели ёмкости интернет канала при котором фемтосота предоставляет определённые услуги. Для голосового звонка достаточно канала небольшой ёмкости, но для предоставления услуг UMTS, например HSDPA, необходим канал определённой ёмкости.
  • Соте необходим источник чрезвычайно стабильной опорной частоты, что является достаточно сложной технической задачей. Стационарные соты регулярно подвергаются подстройке по этому параметру. Синхронизация нужна для того чтобы фемтосота и уличная сота работали с одинаковым временем, для того чтобы можно обрабатывать события переходов из фемтосоты в уличную соту и согласовывать голосовые звонки между пользователями фемтосот и пользователями на других сотах. Обычно синхронизация идёт по специальному протоколу NTP внутри или снаружи IPSec туннеля, который выстаивает фемтосота через общественный интернет. Источником синхронизации служит или временные сервера установленные у оператора или сторонние сервера в интернете. У некоторых производителей (HUAWEI) фемтосоты могут брать источник синхронизацию от уличных сот.
  • Сотовый терминал должен надёжно переключаться на фемтосоту когда она находится в зоне видимости, иначе эффекта от её применения не будет. Этот вопрос решается настройкой радиопараметров. Переходы из макросети в фемтосоту и обратно решаются у всех производителей по-разному и могут поддерживаться или не поддерживаться в зависимости от версии. Есть стандарт, который определяет, к чему необходимо стремиться, и производители в конкурентной борьбе совершенствуют технологию. В фемтотехнологии есть проблема переходов от уличной соты на фемтосоту. Она заключается в запаздывании обработки этого события, потому что сеть фемтосот отделена от сети уличных сот и они не успевают договориться о передаче (хендовере) от уличной сети к фемтосети во время быстрого перемещения абонентов. На 2017—2018 год при сильном развитии LTE покрытия и включённых у операторов приоритетах для сетей LTE существует проблема перевода (CSFB) из сети LTE в сеть фемтосот при поступлении или совершении голосового звонка пользователем. Телефоны не видят фемтосоту, когда находятся в сети уличных сот LTE. Данная проблема будет сохранятся до момента установки фемтосоты с наличием LTE или до момента использования голосовых звонков в стандарте LTE.

Сравнение с пикосотами

Пикосоты — аналогичная концепция; отличается тем, что пикосота — не самостоятельная базовая станция, а лишь выносной элемент для приёма и передачи сигнала, требующий подключения к стандартному контроллеру «большой» базовой станции. Такое подключение может быть организовано по дешёвым интернет-сетям. Проблемы этого варианта заключаются в меньшей защищённости передаваемого сигнала, надёжности канала и в том, что контроллеры базовых станций не рассчитаны на большое количество ведомых передатчиков. Вопрос защищённости решается путём использования VPN.

Внедрения

Одну из первых и больших инсталляций фемтосот создала компания Sprint (США) в городах Денвер и Индианаполис. Работа ведётся с конца 2007 г., используются фемтосоты производства Samsung Electronics, названные Sprint Airave. Поддерживаются любые телефоны, приобретённые у Sprint.

На октябрь 2009 уже есть коммерческие запуски в США у AT&T на базе оборудования IPACCESS (при участии CISCO), в английском Vodafone на базе оборудования Alcatel Lucent, в Японии Softbank на базе оборудования NEC. в Таиланде SturHub на базе оборудования HUAWEI. Коммерческие запуски в Европе на 2010 год состоялись у нескольких сотовых операторов. Самые известные — SFR (Франция) на оборудовании NEC, Optimus (Португалия) на оборудовании HUAWEI, пилотные в Telefonica, Mobicom Austria, Telecom Italia, T-mobile Германия и другие.

Компания J’son & Partners Consulting представила аналитический отчёт «Фемтосети в России и в мире».

К концу 2011 г. в мире насчитывалось более 3 млн активных фемтосот различных типов (частный и корпоративный сегмент, городские и сельские сети), то есть больше чем базовых станций 3G. По итогам 2012 г. ожидается увеличение поставок до 6 млн единиц. Продажи 3G-фемтосот будут доминировать.

Основные поставщики: ip.access, Ubiquisys, Airvana, Alcatel-Lucent, Cisco, Huawei, NEC, Nokia-Siemens Networks (NSN), Samsung, ZTE и др. Основные инсталляторы: Sprint (1 млн.), Softbank, SFR и Vodafone — по 100 тыс.), АT&T (более чем 500 тыс.).

Мощным стимулом для продвижения технологии фемтосот (малых сот) станет LTE. SK Telecom (Южная Корея) уже реализовала коммерческий проект по развёртыванию фемтосот в сети LTE. Virgin UK и Telefonica анонсировали испытания «малых сот» для LTE.

В России

В России операторы в 2011 году запустили в эксплуатацию технологию фемтосот. По существовавшим нормам фемтосоты регистрируются в упрощённом уведомительном порядке в определённом географическом месте, на владельца — сотового оператора или абонента, но даже когда она покупается абонентом — фемтосота остаётся элементом радиосети оператора, поскольку работает в лицензионном спектре на частоте подобной ближайшей макроБС за которую платит оператор. Оператор управляет местоположением станции и мощностью её работы и другими параметрами для правильного взаимодействия с наружной макросетью[1]. Так например в Москве на излучение 3G-сот наложены жёсткие ограничения из-за близости военных частот, поэтому фемтосоты могут иметь большое значение.

МТС уже проводили пробную эксплуатацию с положительными результатами — увеличением голосового трафика[1].

МегаФон в мае 2011 запустил пилотный проект опытно-коммерческой эксплуатации 1000 фемтосот в каждом филиале (федеральном субъекте), рассчитанный на полгода. В декабре 2011 оценил результаты и тенденции развития на 2012 год. Вымпелком начал с опытно-коммерческой эксплуатацией в двух регионах (Северо-Западном и Центральном) с оборудованием Alcatel-Lucent.

В июне 2011 г. в Лондоне прошёл мировой саммит по фемтосотам. В рамках саммита представитель МегаФон выступил с докладом о текущем состоянии проекта в России[2].

В сентябре 2011 года Дальневосточный филиал Мегафон организовал связь на базе фемтосот через спутниковый канал VSAT на парусном учебном судне «Надежда», которое принадлежит МГУ им. адм. Г. И. Невельского[3].

В мае 2012 стартовал в кругосветное путешествие барк Седов, на котором так же были установлены две фемтосоты для обеспечения технологической связи.

На 2012 год рынок фемтосот в России был на этапе становления — менее 2 000 фемтосот (50 % в ЦФО, СЗФО — 24 %). Прогнозы аналитиков «Infonetics Research, к 2016 г. 75 % российского рынка фемтосот придётся на домашние, 12 % — на фемтосоты общественного доступа, 13 % — на корпоративные фемтосоты. В оптимистическом сценарии J’son & Partners Consulting ожидает в РФ до 1 млн фемтосот к концу 2016 г.» не оправдались. На 2016 год Фемтосоты стали частью концепции малых сот. Сотовые операторы начали использовать пикосоты и микросоты, которые имеют большую мощность и ёмкость и являются операторским оборудованием. МегаФон продолжил фемтопроект с компаниями производителями Alcatel-Lucent и NEC и общее кол-во на всю Россию у МегаФон не более 20.000. Фемтосоты HUAWEI также работают, но компания HUAWEI объявила о прекращении производства фемтосот и поддержки фемтотехнологии в конце 2017 года.

Примечания

Ссылки


Смотрите также