Несмотря на то, что операторы связи постоянно увеличивают количество установленных базовых станций, даже в крупных городах все еще остаются участки с нестабильным приемом.
Абоненту, случайно оказавшемуся в такой зоне, приходится либо смириться и ждать, пока оператор задумается о покрытии, либо исправить ситуацию самостоятельно.
Мы не будем рассматривать способы «обхода» вашего оператора с помощью сторонних сервисов, а поговорим о том, как можно организовать услуги одного и того же провайдера в таких «мертвых» зонах.
Понятно, что коммуникацию невозможно организовать с нуля.
При отсутствии покрытия базовыми станциями необходимо использовать другую среду передачи.
И сегодня самым доступным является Интернет. Идея совершать звонки через Интернет без переключения на другого поставщика услуг существует в отрасли уже давно.
Сначала оно было реализовано в виде дополнительного устройства — фемтосоты, позволяющего создать своеобразный «мост» между пользовательскими устройствами и сетью сотового оператора через общедоступный Интернет любого провайдера.
Такой «мост» помогает локально улучшить качество приема.
Единственным ограничением является то, что пользовательское устройство должно поддерживать стандарт связи, используемый фемтосотой (в общем, он может не совпадать со стандартом, используемым в сети оператора).
Фемтосоты так и не вышли на массовый рынок, когда их заменила Wi-Fi-звонок — технология, позволяющая просто звонить по Wi-Fi с помощью смартфона, но без использования дополнительных устройств-посредников.
Но давайте обо всем по порядку.
Фемтосоты – рождение идеи
Концепция фемтосоты развивается с 2001 года как часть идеи малых сот. Среди своих «собратьев» фемтосоты выделяются тем, что являются абонентскими, а не операторскими устройствами и работают через неконтролируемый оператором канал — обычный интернет-канал.
Идея создания «миниатюрной соты» возникла еще раньше: параллельно с развитием мобильной связи появлялись интересные решения, но в 1990-е годы они были далеки от современных фемтосот. Первый продукт, напоминающий сегодняшнюю фемтосоту (самонастраивающуюся домашнюю базовую станцию GSM), был объявлено компанией Alcatel в 1999 году, но так и не вышел на массовый рынок, поскольку оказался достаточно объемным и дорогим.
Потребовалось пять лет миниатюризации компонентов и дальнейшего технологического роста, чтобы фемтосотами активно занимались одновременно несколько компаний, в том числе picoChip и Ubiquisys, которые по сей день спорят, кто из них является автором популярного сегодня термина.
С 2007 года концепцию разрабатывает международная организация Femto Forum, в которую входят несколько производителей оборудования (сейчас это Small Sell Forum, в обязанности которого входят все малые соты, как пользователя, так и оператора).
В 2008 году мир увидел несколько решений, позволивших построить коммерческие услуги на базе фемтосот. Стоимость и потребительские характеристики этих устройств больше не мешали внедрению концепции в массы.
Также в 2008 году при непосредственном участии Фемтофорума были стандартизированы фемтосоты.
Документ стал частью стандарта 3GPP, и темой заинтересовались десятки производителей и операторов оборудования по всему миру.
Первые операторские услуги по аренде или продаже фемтосот были запущены в США и Японии в 2009 году.
К 2011 году концепция пришла и в Россию, несмотря на определенные законодательные ограничения, о которых подробнее будет сказано ниже.
Современная фемтосота
В настоящее время фемтосота — это устройство размером с типичный Wi-Fi-роутер, распространяемое операторами сотовой связи.
Фемтосоты могут различаться по конструкции – для домашнего, офисного использования или для размещения на открытом воздухе.
Они могут включать в себя набор функций роутера или других сетевых устройств.
Правда, в отличие от тех же роутеров, на данный момент в России фемтосоты нельзя приобрести у независимого поставщика без привязки к оператору.
Зона обслуживания
Мощность фемтосоты не более 100 мВт. Таким образом, они предназначены для обслуживания небольших помещений – например, офиса или квартиры.Зона покрытия зависит от типа помещения (конфигурации и материала стен), электромагнитной обстановки, в частности, наличия других источников сигнала, работающих в том же диапазоне.
В среднем он имеет радиус 10 – 30 м.
Диапазон частот
Наиболее распространены устройства стандарта UMTS (Мегафон и другие российские операторы, например, используют UMTS2100), но есть фемтосоты, поддерживающие другие стандарты связи.Но разговор об экзотике выходит за рамки данной статьи.
В России фемтосота работает в лицензионном диапазоне частот, но пользователю не нужно получать разрешение на ее установку (по примеру радиолюбителей, которые привозили в ведомства даже рации, работающие на частоте 27 МГц).
Министерство связи).
Эти вопросы решает оператор, а от абонента требуется лишь не менять «адрес регистрации» устройства.
Передвижение устройства отслеживается оператором по его IP-адресу.
Некоторые производители даже встраивают GPS в фемтосоты (используется он или нет, зависит от оператора).
Но иногда небольшие перемещения все же возможны — в частности, Мегафон, используя блокировку на соседних сотах, позволяет фемтосотам перемещаться в радиусе 250 метров.
А с уведомлением поставщика услуг вы можете перемещать фемтосоту в пределах лицензионной территории филиала оператора.
Описанные трудности с переездом связаны с обязанностями оператора в определенных ситуациях предоставлять информацию о звонках в МЧС и МВД, а также обслуживать вызовы экстренных служб, что требуется по закону.
Эти же требования ранее сдерживали развитие фемтосот в сторону частных пользователей: по закону «операторское» оборудование нельзя было сдавать в аренду домашним пользователям, только предприятиям.
С 2013 года некоторые фемтосоты окончательно перестали считаться «операторским» оборудованием (Правила использования абонентских терминалов систем мобильной радиотелефонной связи стандарта UMTS с частотным дуплексом и частотно-кодовым разделением радиоканалов, работающих в диапазоне частот 2000 МГц , утвержденный Приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27 августа 2007 г.
№ 100 (Приказ Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 25 июня 2013 г.
№ 147)) .
Для этого его мощность должна быть ограничена, а производитель должен пройти процедуру сертификации устройства как домашнего устройства.
Правда, даже в крупных городах по-прежнему существует массовый спрос на «домашние» соты.
Нет .
Попытки некоторых операторов внедрить такую услугу пока не увенчались успехом.
Лицензирование радиодиапазона также не позволяет создавать и продавать фемтосоты независимо от оператора, т.е.
привозить из-за границы (заказывать из Китая) более интересные или более дешевые аналоги, как пользователи привыкли делать с другой «сетевой» электроникой.
Требования к Интернету
Для работы фемтосоты требуется подключение к электросети и Интернету.Минимальная скорость интернет-соединения, обеспечивающая передачу технической информации и обслуживание одного клиентского устройства в 3G, составляет не менее 500 Кбит/с (предпочтительно 2 – 5 Мбит/с), но с увеличением количества подключаемых пользователей и используемых ими услуг.
, требуемая скорость, естественно, увеличивается и растет пропорционально.
Качественная передача голоса дополнительно требует стабильности соединения.
(без кратковременных прерываний, колебаний джиттера более 50 мс и потери более 1,5% пакетов) и отсутствия блокировки портов и протоколов, используемых фемтосотой.
Настройки
В отличие от масштабной базовой станции, фемтосоту устанавливает и запускает не оператор, а конечный абонент; соответственно, немного другой подход к настройке: все работает «из коробки» и контролируется оператором.Все, что требуется от пользователя – это задать параметры сети для подключения к Интернету и список «разрешенных» номеров для обслуживания (т.е.
указать SIM-карты, которым будет разрешено использовать устройство).
Все это можно сделать через веб-интерфейс, аналогично настройке того же сетевого роутера.
Безопасность
Авторизация в сети оператора осуществляется с помощью технологической SIM-карты.Подключение к ней осуществляется через шлюз безопасности (SeGW) — фемтосоте не важно, статический или динамический IP-адрес используется.
Для передачи пакетов голосовых вызовов устанавливается защищенный канал связи с оператором по протоколу IPsec. Хотя в сети периодически появлялась информация об обнаружении уязвимостей в некоторых фемтосотах, позволяющих злоумышленникам совершать звонки за счет обслуживаемых устройством абонентов и даже «клонировать» их телефоны, все эти инциденты касались определенных версий прошивок конкретных устройств ( привязаны к определенным операторам) и допускали мошенничество только в пределах зоны действия фемтосоты.
Сама фемтосота по уязвимости сравнима со смартфоном пользователя.
Известные проблемы с фемтосотами в большинстве ситуаций решались путем обновления прошивки; Более того, российские операторы в подобных отчетах пока не фигурируют.
Непрерывность обслуживания
После установки и простой настройки фемтосота ведет себя практически как «большая» базовая станция: при входе в ее зону приема (когда ее сигнал сильнее сигнала базовой станции) мобильное устройство пользователя переключается на нее независимо от режима ожидания/разговора.режим.
В сеть поступает уведомление об этом событии, которое можно использовать для отслеживания посетителей посредством сторонних инструментов или SMS-сообщений (доступность данной услуги зависит от политики оператора).
Устройство может поддерживать от 4 до 32 одновременных голосовых вызовов и от 4 до 16 каналов пакетной передачи данных (в зависимости от конфигурации и настроек оператора).
В случае фемтосот UMTS конечные устройства должны поддерживать 3G для подключения к сети.
Упражняться
Для оператора фемтосота — это способ расширить покрытие сети без установки «полноценных» базовых станций, а также частично снизить нагрузку на существующие сегменты за счет подключения части абонентов к фемтосотам.Ну и не стоит забывать о дополнительной монетизации предоставляемых услуг.
Да и с точки зрения пользователей фемтосоты можно использовать довольно во многих сферах.
Во-первых, это организация мобильной связи там, где ее нет или качество оставляет желать лучшего (но там, где есть широкополосный канал).
Это актуально, прежде всего, для офисов в промзонах и в производственных помещениях, где ограждающие конструкции экранируют сигнал «обычных» базовых станций или отсутствует сотовая связь, а также для тех, кто осуществляет свою деятельность буквально «в поле».
Фемтосота также может работать через спутниковый Интернет, который обеспечивает обслуживание сотовых телефонов даже в густом лесу.
Правда, для спутникового интернета характерны большие задержки, и соответственно будут задержки/обрывы разговора.
Фемтосота через спутник – это довольно экзотично.
При использовании более стабильного проводного Интернета фемтосоты позволяют не только улучшить качество голосовых услуг, но и снизить общий электромагнитный фон, поскольку телефон, находясь в непосредственной близости от соты, автоматически снижает мощность излучения (устанавливая ее на уровне достаточно для стабильной передачи сигнала).
Во-вторых, фемтосоты могут стать инструментом наблюдения, как в хорошем, так и в плохом смысле.
Самый простой инструмент слежения за телефоном — это уведомления при появлении конкретного абонента в зоне покрытия фемтосоты.
С его помощью тревожные родители могут настроить оповещение, когда телефоны их детей регистрируются в «домашней сети», чтобы они знали, что те вернулись домой из школы; Точно так же начальство может контролировать время прихода сотрудников на работу.
Автоматика также может отслеживать оповещения, запуская, например, синхронизацию данных на смартфоне с офисным сервером.
Другой уровень наблюдения может быть достигнут за счет использования «модифицированных» фемтосот, например шпионское оборудование Инфовотч.
Анонсированное компанией устройство перехватывает и записывает разговоры абонентов, подключенных к фемтосоте, защищая интересы государства или отдельного бизнеса.
Применений технологии можно придумать массу, как «честных», так и не очень: от банального анализа эффективности колл-центра до тотального контроля над сотрудниками, даже теми, которые используют личные смартфоны.
В целом функциональность фемтосоты зависит от тарифной политики оператора, поддерживаемых им опций и принятых принципов расширения сети.
Например, фемтосоты можно использовать для борьбы с перегрузкой сети, а именно для относительно быстрого реагирования на увеличение количества подключенных устройств.
Это актуально, например, для мероприятий, проводимых в нестандартных местах (вне выставочных комплексов, рассчитанных на большой поток посетителей).
Организаторам может быть важно, чтобы участники мероприятия могли общаться друг с другом или с внешним миром в любое время.
Распределить нагрузку можно как на все устройства, находящиеся в зоне покрытия фемтосоты, так и только на «свои» (симки из «белого списка»).
Хотя Мегафон такие решения не использует.
звонки по Wi-Fi
Фемтосоты не успели массово выйти на российский потребительский рынок, но на смену им уже пришел другой способ организации связи в зонах, не покрытых базовыми станциями, — Wi-Fi-звонки.Это сервис, позволяющий совершать звонки со смартфонов через доступную сеть Wi-Fi при отсутствии GSM-связи.
Технологии
Звонки по Wi-Fi также являются частью более широкого понятия – так называемого нелицензионного мобильного доступа (UMA) – способа подключения внешних IP-абонентов к сети оператора.Этот доступ обеспечивается Generic Access Network (GAN), а передачу IP-пакетов из неуправляемого Интернета в сеть оператора осуществляет соответствующий контроллер – GAN Controller (в этом смысле фемтосота является стандартным оборудованием GAN).
Методика предоставления такого доступа описана в документе 3GPP Release 6. А первые коммерческие реализации UMA появились еще в 2005 – 2006 годах.
На стороне абонента функция должна быть реализована в программном обеспечении смартфона (в виде встроенного или дополнительно устанавливаемого программного модуля).
Он активируется через настройки устройства и работает, если поддерживается мобильным оператором.
Технология звонков по Wi-Fi поддерживает плавный перевод вызова из сотовой сети в Wi-Fi и обратно, поэтому она не похожа на привычные Skype или Viber (однако при переходе из зоны обслуживания одного Wi-Fi-роутера могут возникать перебои в соединении).
другому – это определяется самой технологией Wi-Fi).
При включении опции программное обеспечение смартфона позволяет выбрать приоритет – куда направить звонок, если доступны обе сети; Тогда устройство и сеть оператора будут самостоятельно контролировать способ совершения звонка.
С точки зрения любого другого абонента звонок по Wi-Fi выглядит как обычный звонок.
Вы можете звонить на номера любых операторов.
При поступлении такого звонка на экране телефона собеседника отобразится номер звонящего в сети оператора, а звонок будет оплачен в соответствии с выбранным тарифом.
Стоит отметить, что звонки по Wi-Fi не позволяют обойти дорогой международный роуминг.
Частью стандарта является поиск существующих GSM-вышек любых операторов при включении устройства, что автоматически предоставляет информацию о местонахождении абонента.
Таким образом, возможность экономии на звонках через Wi-Fi-звонки полностью определяется политикой оператора.
Российская действительность
Звонки по Wi-Fi уже сертифицированы в России.Ее внедрению пару лет назад помешала законодательная коллизия, запрещавшая в соответствии с лицензией предоставлять абонентам местной телефонной связи доступ к голосовой сети.
Но в прошлом году вопрос был решен.
Услуги звонков по Wi-Fi уже доступны абонентам российских операторов (по крайней мере, в некоторых регионах).
«МегаФон» также тестирует эту возможность.
Преимущества перед фемтосотой
С точки зрения пользователя, технология имеет ряд преимуществ перед фемтосотами.Главное – отсутствие дополнительного оборудования, т.е.
дополнительные затраты и бюрократические сложности, связанные с лицензированием частот. Промежуточные устройства не используются вообще, а значит, о получении каких-либо разрешений, привязке чего-либо к «месту регистрации» и т. д. речи не идет (о чем мы говорили выше применительно к фемтосотам).
Единственное «но» — звонки по Wi-Fi доступны не на всех устройствах.
Для поддержки звонков по Wi-Fi (и UMA в принципе) необходимо, чтобы телефон был оснащен не только GSM, но и модулем Wi-Fi, который изначально дороже - т.е.
самые дешевые звонилки никогда не получат поддержку эта технология.
Отсутствие промежуточных устройств означает, что вызовы по Wi-Fi, в отличие от фемтосот, не позволяют развертывать какие-либо дополнительные услуги.
Таким образом, место на рынке фемтосот еще есть.
Поэтому эти устройства продолжают активно разрабатываться.
Потребность в них есть прежде всего в корпоративном секторе, где важно обеспечить связью всех посетителей определенной территории.
Эту проблему пока невозможно решить с помощью звонков по Wi-Fi. Таким образом, старые и новые технологии дополняют друг друга, совместно решая вопрос предоставления голосовых услуг там, где покрытие GSM оставляет желать лучшего.
Теги: #стандарты связи #связь #фемтосота #фемтонеть #вызовы по Wi-Fi
-
Частично-Волновой Дуализм: Визуально
19 Oct, 24
