По результатам исследования ABI Research, к 2011 году количество пользователей услуг на основе фемтосот составит более 102 миллионов абонентов. Идея персональных базовых станций с увеличенной пропускной способностью привлекла внимание операторов связи всего мира. Что заставило 17 из 20 крупнейших операторов с абонентской базой в 2,3 триллиона абонентов вступить в Femto Forum и приступить к испытаниям технологии? [1]  Что это за технология, развивающаяся столь быстро и каковы перспективы ее внедрения на отечественном рынке?

Впервые термин FemtoCell (фемтосота) был употреблен в 2005 году для обозначения миниатюрной домашней базовой станции. В 2007 году был организован Femto Forum, одной из задач которого стала разработка и стандартизация новой технологии. И уже в конце 2008 года Femto Forum подготовил, а 3GPP утвердил стандарт для 3G/UMTS фемтосот (Home Node B - HNB). [2]

Фемтосота и ее возможности.

Одно из наиболее полных определений фемтосоты было предоставлено Фемто Форумом и характеризует ее как маломощную точку беспроводного доступа, работающую в лицензированном спектре и обеспечивающую подключение стандартных мобильных устройств к сети оператора с использованием абонентского DLS или другого канала широкополосного доступа (ШПД).  Другими словами - это миниатюрная домашняя базовая станция с максимальной мощностью излучения менее 0.1 Вт (менее 0.02 Вт для 3G). Устройство обычно поддерживает от 2 до 8 параллельных разговоров или сессий обмена данными. Фемтосота размещается недалеко от мобильного телефона, что обеспечивает значительную экономию заряда батареи и выгодно отличает ее от «прожорливых» Wi-Fi телефонов.

При своей миниатюрности фемтосота, тем не менее, должна обладать «интеллектом», достаточным для решения целого ряда задач:

- исключение взаимных помех (интерференции) с макросетью и другими фемтосотами (при массовой установке фемтосот невозможно выполнять частотное планирование);

- автоматическое конфигурирование и настройка по принципу "Plug & Play" для возможности самостоятельной установки оборудования пользователем;

- определение местоположения фемтосоты для предотвращения несанкционированного переноса оборудования и поддержки вызовов экстренных служб;

- исключение несанкционированного доступа фемтосоты к макросети и неавторизированных пользователей к фемтосоте.

- обеспечение высокого качества предоставляемых услуг (QoS) при передаче данных через сеть оператора ШПД.

Решение NEC.

Все поставленные задачи нашли ответ в решении корпорации NEC, известной своим инновационным подходом в области разработки решений для мобильных и фиксированных сетей связи.  Активный член Фемто Форума, корпорация в числе первых предложила законченное, полнофункциональное решение на базе фемтосотовых точек доступа (фемтосоты), фемтошлюза и системы управления (AP-MS) фемтосотами. На рис.1 проиллюстрировано решение NEC по организации фемтосот в сети 3G. 

 
Для обеспечения безопасности фемтосоты подключаются к шлюзу RAN GW (RGW) через IP-сеть с  применением протокола шифрования IPsec.  Включение RGW в сеть оператора осуществляется через  стандартные интерфейсы Iu-PS и Iu-СS, используемые для подключения контроллеров базовых станций (RNC).

Фемтосота поддерживает стандартный Uu радиоинтерфейс, обеспечивая поддержку любых телефонов и абонентских 3G устройств. Телефонный коммутатор  (MSC) и коммутатор данных (SGSN) взаимодействуют со шлюзом RGW так же, как при обработке звонков в мобильной сети. Поэтому абонентам доступны все услуги макросети, включая переадресацию, голосовую почту, доступ в интернет и другие.



NEC предлагает как автономные, так и интегрированные фемтосоты (рис.2)

 Рассмотрим некоторые особенности решения NEC:

 - гибкость подключения: поддержка архитектуры 3G GSM/UMTS 3GPP (Release 8)[2]  и  архитектуры IMS/SIP (3GPP Release 9). Любая из перечисленных архитектур позволяет обеспечить подключение сотен тысяч фемтосот при помощи только одного шлюза RGW, в отличие от архитектуры, использующей подключение фемтосот через Iu-b к контроллеру RNC.

 - установка фемтосоты "Zero Touch".  При приобретении устройства пользователь сообщает оператору  адрес  установки фемтосоты и номера телефонов, которым будет разрешен доступ к фемтосоте.  Для  подключения потребуется установка SIM-карты в фемтосоту, подключение к DSL-модему и включение питания. Остальная настройка произойдет автоматически и займет не более 10 минут. 

- система управления фемтосотами (APMS). Управление фемтосотами осуществляется с использованием стандарта TR-069, рекомендованного Фемто Форумом. Это позволяет полностью контролировать фемтосоты, автоматизировать загрузку параметров конфигурации и обновлений программного обеспечения для внедрения новых услуг и поддержки дополнений к стандартам (Iu-h).  Система управления легко масштабируется для обслуживания миллионов фемтосот.

- предотвращение несанкционированного перемещения фемтосоты. Фемтосота постоянно сканирует радиоокружение и определяет наличие соседних фемтосот 3G и макросот GSM. При изменении окружения генерируется сигнал, на основании которого фемтосота может быть заблокирована оператором. Данная особенность исключает потребность в GPS-приемниках, усложняющих устройство и установку фемтосоты. Дополнительно осуществляется привязка фемтосоты по IP и MAC-адресам провайдера ШПД.

Для чего оператору фемтосоты?

Основной причиной растущей популярности фемтосот является простота и эффективность, с которой технология решает насущные проблемы операторов:

- быстрый рост трафика данных, ради которого и создавались сети 3G. При этом большая часть трафика (до 70%) потребляется и генерируется  дома или в офисе. Появление на рынке  iPhone3G и его многочисленных последователей значительно ускорило этот процесс.

- высокие затраты на обеспечение качественного покрытия и высокой скорости 3G  внутри помещений, то есть там, где оно более всего востребовано.

- усиление конкурентной борьбы с фиксированными операторами за сегмент пользователей услуг дома и в офисе, реализация FMS (Fixed mobile substitution).

Результаты исследований Фемто форума подтверждают привлекательность технологии фемтосот для операторов для различных бизнес моделей [3] за счет нескольких факторов:

- уменьшение капитальных расходов. Фемтосоты  обеспечивают экономичный  способ улучшения покрытия 3G в помещениях и увеличивают емкость (доступную пропускную способность) сети за счет отвода трафика из макросети в фиксированную сеть.

- уменьшение эксплуатационных расходов за счет исключения оплаты за размещение, подключение и электропитание базовых станций.

- увеличение ARPU, уменьшение оттока абонентов, привлечение других членов семьи.

- увеличение доходов от внедрения новых услуг, основанных на информации о входе/выходе абонента в/из фемтозоны: оповещение родителей о приходе детей домой, различные Push-услуги при входе в Фемто зону: загрузка музыки, выгрузка медиаконтента на YouTube, Vkontakte и другие ресурсы.

Для абонентов основными преимуществами внедрения фемтосот являются: отличное качество голосовых вызовов, высокоскоростная передача данных, появление выгодных тарифных планов и новых интересных услуг.

Проекты NEC.

Одна из ведущих участниц Фемто Форума, корпорация NEC подписала ряд контрактов с международными операторами связи о проведении эксплуатационных испытаний своих фемто решений.

Среди них проекты для частных пользователей: контракты с японским оператором сотовой связи SoftBank и датским сотовым оператором TDC Modile, и коммерческий контракт по внедрению услуг на базе фемтосот для корпоративных клиентов во Франции с телекоммуникационным концерном France Telecom (FT).

Повышенный интерес к технологии Femtocеll за рубежом заставляет российских операторов и вендоров внимательней рассмотреть перспективы  внедрения фемтосот на отечественном рынке. Не секрет, что тремя из двадцати крупнейших операторов, не вступивших до сих пор  в Фемто Форум, остаются российские компании.

Но кто знает? Возможно, тернистый путь от стандартизации к внедрению технологии окажется короче ожидаемого и уже завтра фемтофорумы станут фемтореальностью нашей цифровой жизни.

 http://www.telecomredux.com/

 http://www.dectweb.com/

 http://www.femtoforum.org/

Алексей Дойников,

Начальник отдела   развития

ЗАО «NEC Нева Коммуникационные Системы»

Журнал "Век качества" Апрель 2009