Femtokomórka


Femtokomórka w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Femtokomórka (ang. femtocell) to rodzaj niewielkiego nadajnika telefonii komórkowej zapewniającego użytkownikowi domowemu lub biurowemu dostęp do usług sieci 3G lub 4G[1]. Nadajnik ten łączy się z siecią operatora telefonii komórkowej za pomocą sieci internetowej zapewniając przedłużenie w swoim bliskim otoczeniu sygnału radiowego operatora komórkowego[2]. Stacje femto uproszczono i zaprojektowano w taki sposób, aby użytkownik mógł samemu, bez większych przeszkód uruchomić je np. w swoim domu. Łączy w sobie wiele funkcji, dotychczas rozproszonych, w kilku elementach sieci telekomunikacyjnych. Występuje w nomenklaturze telekomunikacyjnej zdefiniowanej przez 3GPP jako Home Node B, w skrócie HNB (wersja 3G), oraz Home enhanced NodeB, w skrócie H(e)NB (w wersji 4G).

Instalacja femtokomórek u użytkowników końcowych niesie za sobą szereg korzyści dla operatorów telefonii komórkowej:

  • zwiększenie zasięgu (siły sygnału) sieci radiowej
  • zwiększenie pojemności sieci bez konieczności budowania nowych (i drogich, również w eksploatacji) stacji bazowych typu macro,
  • wprowadzeniem dla użytkowników femtokomórek specjalnych usług i taryf

Spis treści

Historia | edytuj kod

Pierwsze prace w 3GPP nad standardem femtokomórki rozpoczęto w maju 2005 roku[3] co oznacza, iż pojawiły się one już w wydaniu 8[4], jednakże z okrojoną funkcjonalnością. Prace skupiły się głównie na:

  • zapewnieniu poprzez HNB/H(e)NB dostępu do usług 3G/4G
  • wprowadzeniu zamkniętych grup użytkowników (ang. Closed Subscriber Group)
  • uwierzytelnianie HNB/H(e)NB w sieci operatora
  • zapewnieniu połączeń alarmowych poprzez HNB/H(e)NB

Dużo wagi przywiązano do kompatybilności wstecz, tak aby telefony komórkowe wyprodukowane wcześniej mogły korzystać z usług HNB/H(e)NB. W konsekwencji według wydania 8 standardu 3GPP możliwa była wyłącznie re-selekcja do stacji femto. Oznacza to, iż nadajniki femto nie wspierały przychodzących handoverów ze stacji makro. Zdefiniowany został wyłącznie handover wychodzący ze stacji Femto do stacji makro.

Dopiero wydanie 9 standardu 3GPP zawierać będzie w sobie pełną funkcjonalność femtokomórek, tzn. umożliwi zarówno reselekcję jak i handovery do/z femtokomórek[5]. Dodatkowo wydanie to doprecyzuje typy dostępu pod względem grup użytkowników na stacje otwarte, hybrydowe i zamknięte, określa zachowanie terminali(telefonów komórkowych) starszego typu (sprzed wydania ósmego), przeniesie ruchu do sieci lokalny(tzw. local break-out),użycie femtokomórek w środowisku biurowym, itp.

Architektura | edytuj kod

Architektura rozwiązania femtokomórek dla systemu 3G przedstawia się następująco[6]

Kontrola dostępu | edytuj kod

Nowością w femtokomórkach jest kontrola dostępu, oznaczająca, iż wyłącznie telefony z określonej grupy użytkowników mogą dołączyć się do sieci za pomocą danego nadajnika. Ograniczenie wynika z faktu, iż femtokomóki łączą się z siecią operatora za pomocą sieci internetowej (np. w domu lub w biurze) najczęściej o ograniczonej przepływności. Ograniczona przepływność łączy transmisyjnych pociąga za sobą kilka ograniczeń,np:

  • ograniczoną liczbę użytkowników jaką można dołączyć do danego nadajnika, ze względu na wymaganie zapewniania właściwego poziomu QoS. W obecnej chwili przyjmuje się, iż co najmniej 4 użytkowników jest w stanie korzystać jednocześnie z danego nadajnika;
  • łącze może cechować czasowe ograniczenie przesłanej liczby danych, którym właściciel może nie chcieć dzielić z innymi.

Tradycyjny sposobów na ograniczenie dostępu użytkowników do stacji bazowych (stosowany w systemach 3G) poprzez odrzucenie przez sieć szkieletową użytkowników meldujących się z określonych lokacji (ang. Location Area Reject)[7] nie spełniłby swojej roli dla femtokomórek przy przewidywaniach dotyczących wysokiej liczby zainstalowanych stacji femto[8]. Po pierwsze mechanizm ten wymagałby przydzielenia osobnej lokalizacji dla każdej stacji femto, podczas gdy maksymalna liczba lokalizacji (ang. Location Area ID) jaką można przydzielić to 65536[7], z czego część jest już wykorzystana. Po drugie, mechanizm ten powodowałby zbyt dużą liczbę wiadomości sygnalizacyjnych wysyłanych z telefonu w środowisku gdzie działa wiele femtokomórek. Dlatego też stworzono kontrolę dostępu opartą na identyfikatorach zamkniętych grup użytkowników (ang. CSG ID), których liczbę ustalono na 134217728 oraz listach grup dozwolonych (ang. Allowed CSG List), zapisanych w telefonach/kartach SIM współpracujących z femtokomórkami. Telefony komórkowe zdolne do współpracy ze stacjami femto (a więc zgodne z wydaniem 3GPP od wersji 8 wzwyż) posiadające listę dozwolonych grup użytkowników (ang. Allowed CSG List), weryfikują swoje prawa dostępu do danej femtokomórki porównując otrzymany z femtokomórki numery list użytkowników (ang. CSG ID) z wpisami na liście z numerami dozwolonych grup użytkowników (ang.Allowed CSG List).

Nie wszystkie femtokomórki rozgłaszają obsługiwany numer zamkniętej grupy użytkowników mogących uzyskać połączenie z siecią za pomocą danej stacji. Zależy to od trybu w jakim działa dana stacja femto. Standard przewiduje, iż stację femto można skonfigurować w jednym z trzech trybów[1]:

Cechy charakterystyczne:

  • mała moc a więc niewielki zasięg,
  • instalowane przez użytkowników końcowych w domach, biurach itp.,
  • podłączane do Internetu.

Urządzenia te umożliwiają zwiększenie zasięgu wewnątrz budynków. Odciążają także sieci radiowe operatorów. Ich zasięg wynosi zazwyczaj 50-200 metrów.

Przypisy | edytuj kod

  1. a b 3GPP TS 22.220 v.9.1.1 (2009-07)
  2. 3GPP TS 23.830 v.0.6.0 (2009-09)
  3. 3GPP work program
  4. Overview of 3GPP Release 8 V0.0.8 (2009-09)
  5. Overview of 3GPP Release 9 V0.0.7 (2009-09)
  6. 3GPP TR 23.830 V9.0.0 (2009-09), Architecture aspects of Home NodeB and Home eNodeB
  7. a b 3GPP TS 36.331 V9.0.0 (2009-10), Radio Resource Control(RRC); Protocol specification
  8. 3GPP TS 36 300 V9.1.0 (2009-10), Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description
  9. R3-092644 3GPP TS 36.300 v.9.0.0 Agreed Change Request: Access control for handover procedures to LTE CSG/hybrid cells
Na podstawie artykułu: "Femtokomórka" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy