Tecnología Femtocell

1. Tecnología Femtocell Carlos Escrivá Alós Joaquín Sanchis Muñoz

2. ¿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”

3. ¿Qué es una Femtocelda?

4. Origen de las Femtoceldas • Implantación de redes 3G lenta y cara • Baja cobertura en edificios • Las redes 3G precisan mayor número de antenas que las 2G • Posibles soluciones: • Acercar las EB a los edificios • Aumentar su potencia • Femtoceldas

5. Arquitectura de red • Se definen (3 GPP) tres elementos nuevos: • Home Node B (HNB) • HNB Gateway (HNB-GW) • Interfaz Iu-h

6. Arquitectura de red Arquitectura de red de una femtocelda 3G

7. Arquitectura de red • Home Node B: • FAP (Femtocell Access Point) • Punto de acceso en el hogar, o empresa. • Incorpora características de un Nodo B estándar.

8. Arquitectura de red • Home 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.

9. Arquitectura de red • Interfaz 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.

10. Funcionamiento

11. Funcionamiento • Como cualquier estación base convencional • En 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)

12. Ventajas • Para los usuarios: • Mejora de cobertura en interior de edificios • Supuesta reducción del coste de llamadas • No se precisa un terminal diferente al 3G

13. Ventajas • Para los operadores: • Reducción del tráfico de sus macroceldas • Se evita la instalación de nuevas estaciones base • Menor número de usuarios por estación base • Mejor calidad de servicio • Mejor experiencia de los usuarios • Competencia en tarifas con otros operadores • Se acerca la cobertura móvil a lugares donde no llega la infraestructura de red móvil

14. Problemática • Interferencias • Ubicación del equipo y llamadas de emergencia. • QoS • Seguridad

15. Problemática • Interferencias: • 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.

16. Problemática • Escenarios 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

17. Problemática • Soluciones 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

18. Problemática • Ubicación del equipo y llamadas de emergencia • Exigencia 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

19. Problemática • QoS • 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

20. Problemática • Seguridad: Los datos viajan por Internet por lo que están expuestos a diferentes riesgos de seguridad: • Privacidad • Denegación de servicio • Fraude o robo del servicio:

21. Problemática • Vulnerabilidades: • Conexión Wireless en la femtocelda • La femtocelda • La Conexión a internet: • Medidas de seguridad: • Uso de IPsec • Autenticación segura de la femtocelda: • EAP (Extensible authentication protocol)

22. Estandarización • ¿Quién se encarga de estandarizarlo? • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) • 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) • WIMAX FORUM • BROADBAND FORUM

23. Estandarización • Primer estándar de Femtoceldas publicado por el 3GPP (7 abril 2009). El nuevo estándar de las femtoceldas cubre 4 áreas principales: • Arquitectura de red • Radio y interferencias • Gestión de las femtoceldas • Seguridad

24. Estandarización • 3gpp2 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.

25. Estandarización • Estandarización 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

26. Femtoceldas y Salud • Las 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.

27. 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.

28. Situación actual

29. Situación actual

30. Situación actual

31. Predicción de mercado • Informa 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.

32. Predicción de mercado

33. Bibliografía • www.3gpp.org • www.3gpp2.org • www.thinkfemtocell.com • www.femtocell.com • www.wimaxforum.org • www.femtoforum.org • www.radio-electronics.com