За последние годы мобильная связь стала самым быстроразвивающимся сектором телекоммуникационного рынка. Темпы развития мобильных систем столь высоки, что за прошедшее десятилетие количество абонентов сетей мобильной связи превысило число пользователей стационарной телефонии. Однако дальнейший рост числа абонентов мобильных сетей напрямую связан не только с технологическими аспектами, но и с повышением качества потребительских услуг

Происходящий процесс совершенствования технологии подвижной связи направлен не только на повышение эффективности использования радиочастотного ресурса и внедрение дополнительных услуг, но и, главным образом, на удовлетворение потребностей абонентов в высокоскоростном доступе к мировым информационным ресурсам.

Доступность широкополосных подключений в зданиях подталкивает операторов к конвергенции технологий мобильной и фиксированной связи, позволяющей удешевлять процесс оказания услуг. Именно на этой почве возникла идея использовать специальные устройства, подключаемые к широкополосным сетям, которые должны обеспечивать улучшении качества радиосигнала в квартирах и офисах. Такие устройства называют «фемтосотовые точка доступа» (Femto access point - FAP), а саму новую технологию — «фемтосотовой связью».

Концепция фемтосот нашла место в архитектуре сетей 3G как решение, призванное улучшить покрытие сигнала в офисах и жилых домах (где мобильные абоненты проводят значительную часть времени), а также разгрузить транспортную сеть сотового оператора. Установив маломощные передатчики, клиенты получат очень качественный радиосигнал, на который не смогут «претендовать» пользователи с улицы. Конечно, нужно убедиться, что сигнал не покидает пределы здания и не создает помех внешним радиосетям. За счет улучшения качества сигнала достигается более устойчивая голосовая связь и повышается скорость передачи данных.

По мере развертывания 3G-сетей и других беспроводных решений широкополосного доступа (ШПД) операторы обнаружили, что вещательная сеть базовых станций, хорошо работавшая для передачи голоса, далека от идеала при передаче данных. Есть много причин этому, но основная заключается в том, что в сетях 3G используются более высокие частоты, в результате чего радиоволны значительно хуже проникают внутрь зданий. Кроме того, к сетям передачи данных предъявляются более высокие требования к соотношению «сигнал-шум», особенно если абоненту требуется повышенная скорость передачи трафика данных и голосового трафика. Кроме того, по [1] 36 % мобильного трафика данных пользователь получает, находясь дома, (диаграмма распределения мобильного трафика данных представлена на рис. 1). По прогнозам внутри помещений к 2015 году будет генерироваться до 75 % мобильного трафика, причем 95 % из него будет составлять передача данных.

Высокая заинтересованность разработчиков и производителей в усовершенствовании качества услуг, предоставляемых в данной области, а также необходимость абонентов всегда быть уверенными в качестве связи и стали основанием для написания данной статьи.

Femto Access Point – Фемтосотовая точка доступа (фемтосота) — маломощная и миниатюрная станция сотовой связи, предназначенная для обслуживания небольшой территории (одного офиса или квартиры).

Одно из наиболее полных определений фемтосоты дано Фемто Форумом (Femto Forum) и характеризует ее как маломощную точку беспроводного доступа, работающую в лицензированном спектре частот и обеспечивающую подключение стандартных мобильных устройств к сети оператора с использованием абонентского xDSL (digital subscriber line, цифровая абонентская линия) или другого канала ШПД.

Общие сведения о фемтосотовых точках доступа

Другими словами - это миниатюрная домашняя базовая станция с максимальной мощностью излучения менее 0.1 Вт (менее 0.02 Вт для 3G) [2]. 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 по сравнению, например, с Wi-Fi телефонами.

При своей миниатюрности фемтосота, обладает «интеллектом», достаточным для решения целого ряда задач, в частности, она обеспечивает:

• автоматическое конфигурирование и настройку по принципу "Plug&Play" (включил и работай) для возможности самостоятельной установки оборудования пользователем, т.е. осуществляется автоматическое распознавание объекта и внесение соответствующих изменений в конфигурацию абонентской системы;

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

• исключение несанкционированного доступа FAP к макросети и неавторизированных пользователей к фемтосоте;

• высокое качество предоставляемых услуг (QoS) при передаче данных через сеть оператора ШПД.

Фемтосоты используют существующие мобильные технологии (GSM, CDMA, WCDMA, mobileWiMAX, LTE), работая в лицензированном спектре частот и тех же полосах частот, что и внешние станции. Кроме того, они полностью контролируются и управляются оператором, а также обладают свойствами самоорганизации и самоуправления. В целом, FAP фактически являются «умным радио» для массового рынка. Они используют различную технику для избавления от интерференции, имеют большой динамический диапазон регулировки мощности и поддерживают динамическую реконфигурацию под радиочастотное окружение. При этом фемто точки доступа позволяют осуществлять удаленное автоматическое обновление программного обеспечения (ПО) и профиля услуг, поддерживают автозагрузку, автосканирование и автоконфигурирование.

Использование имеющихся широкополосных соединений для транспортировки мобильного трафика дает сотовым операторам очевидные преимущества.

Во-первых, снижается стоимость предоставления услуг, так как xDSL — более дешевый транспорт, чем опорные магистрали, связывающие обычные базовые станции с контроллерами БС и мобильным коммутатором. По Интернет протоколу трафик пользователей сразу же попадает в ядро операторской сети, откуда автоматически транслируется либо в Интернет, либо в центр мобильной коммутации (в зависимости от типа трафика). Во-вторых, снижая себестоимость услуг, оператор может предлагать специальные тарифы на обслуживание, выгодно отличающиеся от базовых.

Упрощенная схема организации соединения FAP с сетью оператора показана на рис. 2.

Радикальное преимущество решения заключается в том, что фемтосотовая точка доступа не требует специального частотного планирования и дорогостоящих исследований. Миниатюрная «ячейка» интегрируется в сетевую инфраструктуру почти автоматически. В домашней версии устройства FAP соответствует стандартам plug-&-play и не требует от пользователя каких-либо специальных умений и навыков ее настройки.