tecnología femtocell

Carlos Escrivá AlósJoaquín Sanchis Muñoz

¿Qué es una Femtocelda?

“Punto de acceso inalámbrico de baja potencia que opera en bandas licenciadas del espectro y que conecta los dispositivos móviles con la

red del operador mediante conexiones de cable de banda ancha”

¿Qué es una Femtocelda?

Origen de las FemtoceldasImplantación de redes 3G lenta y caraBaja cobertura en edificiosLas redes 3G precisan mayor número de

antenas que las 2GPosibles soluciones:

Acercar las EB a los edificiosAumentar su potenciaFemtoceldas

Arquitectura de redSe definen (3 GPP) tres elementos nuevos:

Home Node B (HNB)HNB Gateway (HNB-GW)Interfaz Iu-h

Arquitectura de red

Arquitectura de red de una femtocelda 3G

Arquitectura de redHome Node B:

FAP (Femtocell Access Point)Punto de acceso en el hogar, o empresa.Incorpora características de un Nodo B

estándar.

Arquitectura de redHome Node B Gateway:

Punto de entrada al núcleo de la red celular.Hace uso del interfaz Iu-cs, Iu-ps que emplea el

RNC en una red convencional.Funciones:

Proporciona autentificación y certificación para datos desde y hacia HNBs autorizados.

Agrega tráfico de gran número de HNBs y les proporciona un punto de acceso a la red.

Arquitectura de redInterfaz Iu-h:

Proporciona el enlace que conecta el HNB con el HNB-GW.

Incluye el HNBAP (HNB Application Protocol), que realiza funciones de gestión entre el HNB y HNB-GW, como el registro de los puntos de acceso.

Funcionamiento

FuncionamientoComo cualquier estación base convencionalEn una red móvil 3G:

Los nodos B se comunican con los RNC mediante enlaces privado de gran capacidad (Iu-b)

Los dispositivos móviles acceden a la infraestructura de red vía Iu-b

La diferencia con la tecnología femtocell es que el acceso de los dispositivos móviles al núcleo de la red se realiza haciendo uso de Internet (Iu-h)

VentajasPara los usuarios:

Mejora de cobertura en interior de edificiosSupuesta reducción del coste de llamadasNo se precisa un terminal diferente al 3G

VentajasPara los operadores:

Reducción del tráfico de sus macroceldasSe evita la instalación de nuevas estaciones

baseMenor número de usuarios por estación baseMejor calidad de servicioMejor experiencia de los usuariosCompetencia en tarifas con otros operadoresSe acerca la cobertura móvil a lugares donde

no llega la infraestructura de red móvil

ProblemáticaInterferenciasUbicación del equipo y llamadas de

emergencia.QoSSeguridad

ProblemáticaInterferencias:

las femtoceldas usan frecuencias del espectro que ya están asignadas

Las femtoceldas se despliegan sin la planificación normal que se haría en el despliegue de estaciones base.

Los beneficios de bajo coste de despliegue de la red se convertirán en un problema si el rendimiento global de la red se reduce.

ProblemáticaEscenarios de interferencia:

Femtoceldas interfiriendo con la estación base en la misma frecuencia

Estaciones base interfiriendo con las femtoceldas en la misma frecuencia

Femtoceldas cercanas interfiriéndose entre ellas

Equipo de usuario transmitiendo con suficiente potencia para que sea recibido por mas de una estación base

ProblemáticaSoluciones a los problemas de interferencia

Piloto de control de potencia adaptable (Adaptative Pilot Power Control)

Receptor femtocell de gestión de ganancia dinámico

Teléfono móvil con limitador de energía en el enlace de subida.

Receptor femtocell de rango dinámico extendido

ProblemáticaUbicación del equipo y llamadas de

emergenciaExigencia en la mayoría de los países para el

operador de una red de ser capaz de mostrar exactamente dónde se encuentra cada estación base

Desplazamiento de las femtoceldas por parte del usuario

Servicios de llamadas de emergencia como el de los sistemas de telefonía por cable

ProblemáticaQoS

la baja potencia de radiación de las femtoceldas provoca que muchos teléfonos móviles operen cerca del límite de cobertura

la conexión a Internet se comparte con las llamadas de voz

sólo los operadores que proporcionan servicios combinados fijo-móvil pueden arbitrar mecanismos para coordinar el uso de Internet con las femtoceldas y asegurar un QoS mínimo

ProblemáticaSeguridad: Los datos viajan por Internet por

lo que están expuestos a diferentes riesgos de seguridad:PrivacidadDenegación de servicioFraude o robo del servicio:

ProblemáticaVulnerabilidades:

Conexión Wireless en la femtoceldaLa femtoceldaLa Conexión a internet:

Medidas de seguridad:Uso de IPsecAutenticación segura de la femtocelda:EAP (Extensible authentication protocol)

Estandarización¿Quién se encarga de estandarizarlo?

3GPP (3rd Generation Partnership Project)3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2)WIMAX FORUMBROADBAND FORUM

EstandarizaciónPrimer estándar de Femtoceldas publicado

por el 3GPP (7 abril 2009). El nuevo estándar de las femtoceldas cubre 4 áreas principales:Arquitectura de redRadio y interferenciasGestión de las femtoceldasSeguridad

Estandarización3gpp2 anuncia la publicación de

especificaciones generales para femtoceldas CDMA2000 (23 marzo 2010)Estas especificaciones describen todos los

aspectos de una arquitectura Femtocell basada en SIP/IMS para el despliegue altamente escalable de femtoceldas que pueden proporcionar servicios de voz, multimedia y servicios de datos para dispositivos móviles CDMA2000 y HRPD.

EstandarizaciónEstandarización Femtocell del WIMAX Forum

El Wimax Forum ha creado un conjunto detallado de requerimientos para femtoceldas Wimax.

La definición de estos requerimientos ya esta incluida en el IEEE802.16m

Femtoceldas y SaludLas femtoceldas tienen una potencia de emisión de

menos de 0.1 Watt. Parecida a otros equipos inalámbricos domésticos.

Los teléfonos móviles conectados a la femtocelda operaran a niveles similares a otros teléfonos inalámbrico.

Las femtoceldas deben cumplir con los mismos limites de seguridad que se aplican a otros dispositivos inalámbricos.

Estos limites de seguridad han sido establecidos por la ICNIRP (International Commision on Non-Ionizing radiation protection) y han sido aprobados por la organización mundial de la salud.

Situación actual“Vodafone’s Sure Signal” esta teniendo un

considerable éxito en el Reino Unido. Vodafone le ha cambiado la marca a las femtoceldas para hacerlo mas claro a los usuarios.

En el primer cuatrimestre de 2010 hay 12 servicios de femtoceldas.

El Femto Forum ha crecido hasta incluir 55 operadores de telefonía móvil.

Situación actual

Situación actual

Situación actual

Predicción de mercadoInforma Telecoms & Media espera que el

mercado de las Femtoceldas experimente un crecimiento significativo en los próximos años llegando a poco menos de 49 millones de puntos de acceso Femtocell (FAP) en el mercado en 2014 y 114 millones de usuarios móviles que accedan a las redes móviles a través de femtoceldas durante ese año.

Se prevé un crecimiento sostenido con ventas de unidades Femtocell que llegarían a los 25 millones en 2014.

Predicción de mercado

Bibliografíawww.3gpp.orgwww.3gpp2.orgwww.thinkfemtocell.comwww.femtocell.comwww.wimaxforum.orgwww.femtoforum.orgwww.radio-electronics.com