small cell что это

Чем фемтосота отличается от GSM-репитера, Wi-Fi-роутера и макросоты? Кто какой аплинк использует?

Пост о фемтосотах показал, можно запросто запутаться в том, какое оборудование как используется: что такое базовая станция, что такое Femto AP, как это все относится к Wi-Fi и так далее. В топике простое объяснение про различные типы оборудования и классификация базовых станций для мультистандартных сотовых сетей.

Иерархия сети

Если вы хотите знать, что за штука висит на соседнем доме и как она создаёт вам сотовое покрытие, добро пожаловать под кат.

Первое, что нужно понять — это то, что приставки типа макро-, пико- и т.п никак не характеризуют изменение количественных параметров базовой станции, они только обозначают место класса в иерархии.

Макросота (большая)

Базовая станция

Секторные антенны

Это стандартные базовые станции, на которых строится мобильная сеть оператора. Принципы работы, используемые транспортные решения, приведены в любой статье об архитектуре сотовых сетей. Основной транспорт на настоящий момент – стандартные сети SDH-TDM, но все ближе момент массового перехода на IP/Ethernet. Характеризуются высокой мощностью — до 60W, большим радиусом покрытия – 10. 100 км, большими массово-габаритными показателями (стойка до 200кг). Существуют разновидности макро базовых станций – такие как распределенные базы (Distributed BTS), но в данной классификации это не существенно. Бывают любого стандарта разрешенного к использованию на территории России: GSM/UMTS/CDMA в будущем — LTE.

Микро базовая станция

Очень распространенное решение в сетях крупного оператора. Фактически является компактным вариантом первого типа, с урезанными характеристиками в части емкости базы, излучаемой мощности – до 5. 10W, радиуса покрытия – 1. 5 км и массово-габаритных характеристик (компактный корпус весом до 50 кг). Используется оператором там, где сложно установить макро базовую станцию, или где не требуется высокая мощность и емкость. Например: крупные торговые центры, офисные комплексы, удаленные поселки и т.п. Часто используется в комплексе с Распределенной Антенной Системой (Distributed Antenna System – DAS), состоящей из кабелей и антенн, разведенных по зданию. Выглядеть антенны могут разнообразно, например, как в метро:

Панельные антенны

Также бывают стандартов GSM/UMTS/CDMA в будущем – LTE.

Пикосота

«Наносота»

Это уже более экзотичный вариант. Базовая станция малой мощности офисного/домашнего исполнения. В качестве опорной транспортной сети использует только сети IP/Ethernet, в которых резервируется необходимая полоса для пропускания трафика, генерируемого базовой станцией. Типичные мощности до 0,2W, габариты – примерно с ноутбук. Несмотря на маленькие габариты – это все еще базовая станция, которая принадлежит оператору и не может быть передана абоненту для самостоятельного запуска и использования. Обычно устанавливаются в офисах корпоративных клиентов, или в местах возможной концентрации пользователей – в ресторанах, гостиницах и т.п.

Технически тоже могут быть GSM/UMTS/CDMA в будущем – LTE. Однако сейчас сложилась практика – что pico/nano базовыми станциями называют только маломощные базы стандарта GSM.

Домашняя фемтосота

Фемтосота — это уже не базовая станция – это Access Point. Разница в терминологии появляется из-за того, что данное оборудование изначально ориентировано на использование в качестве домашнего или офисного, и предполагается, что владельцем является пользователь. Транспорт – только IP/Ethernet, причем как выделенный провайдером канал, так и публичный Internet. Принципиальное отличие от всех остальных типов базовых станций – автоконфигурация при включении в транспортную сеть и подключении к сети оператора. Femto AP самостоятельно оценивает радиопараметры в точке запуска, выбирает наилучшие настройки для себя, и активируется, если это разрешает оператор. Для защиты данных – все взаимодействие с оборудованием оператора начинается только после создания тоннеля IPSec. Типичная излучаемая мощность – до 0,1W, габариты – примерно соответствуют домашнему Wi-Fi-роутеру.
Те же GSM/UMTS/CDMA стандарты, в будущем – LTE. Однако сейчас Femto AP прочно ассоциируется только со стандартом UMTS (3G), в будущем ожидается массовое появление таких устройств стандарта LTE.

Репитер

GSM-Репитер

Данное оборудование включено в обзор исключительно по причине того, что многие также считают его оборудованием для создания сотовой сети. Это заблуждение! Репитер – это всего лишь усилитель внешнего сигнала от макростанции, и его предназначение – транслировать сигнал с улицы внутрь здания. Репитер не создает дополнительной емкости сети, то есть если донорная базовая станция перегружена – внутри здания также не удастся воспользоваться телефоном по причине перегрузки. Несмотря на кажущуюся простоту устройства и монтажа – правильная настройка репитера требует специфических навыков и приборов для контроля создаваемого покрытия. Более того – согласно российскому законодательству – владеть таким оборудованием, а также монтировать и запускать его может только фирма, имеющая соответствующие лицензии. Часто использовать репитер бывает невозможно, поскольку для его работы требуется монтаж внешней антенны на фасаде здания, принимающей сигнал от макро базовой станции.

Существуют варианты самых различных репитеров. Разной мощности, исполнения и стандартов. Наибольшее распространение в сетях операторов получили репитеры с высоким коэффициентом усиления, стандартов GSM/UMTS. Применяются для организации связи в труднодоступных участках (к примеру с перепадом высот), как временное решение до запуска полноценной базовой станции одного из типов описанных выше.

Кто кого переборет: Wi-Fi роутер или фемтосота?

Чем же лучше такая Femto AP чем мой родной Wi-Fi роутер? Ответ очень прост — это совершенно разные типы оборудования! Все базовые станции, описанные выше, предназначены для создания мобильной сети стандартов GSM/UMTS, в этих сетях доступны голосовые и пакетные сервисы, которые вы можете получить, воспользовавшись телефоном поддерживающим стандарты GSM/UMTS. Привычный же нам Wi-Fi-роутер – это просто беспроводной удлинитель медного кабеля от вашего провайдера, и по нему вам могут предоставляться только пакетные сервисы, в том числе: Voice/Video over IP (к примеру Skype).
Любой желающий (или определённые люди внесенные вами в списки) могут войти в зону действия фемтосоты с 3G телефоном без Wi-Fi и получить доступ прямо к сети оператора.

Существуют модели фемтосот доукомплектованные Wi-Fi-передатчиком, и таким образом вы можете пользоваться и UMTS и Wi-Fi сетями, используя один CPE, но не забывайте – это не конкурирующие, а взаимодополняющие друг друга технологии.

Надеюсь, теперь путаница устранена. Если что-то ещё осталось, спрашивайте в комментариях, постараюсь детально ответить.

Источник

Small cell что это

Хотя в традиционных сотовых сетях также растет число базовых станций и размер соты уменьшается, в сетях 5G эта тенденция многократно усиливается за счёт очень большого числа подключённых устройств и перехода на высокочастотные диапазоны 5G-NR (New Radio). Достижение хорошей пропускной способности сетей при помощи традиционной структуры базовых станций приводит к огромным затратам. Однако, антенны в маленьких сотах 5G могут быть гораздо меньше обычных антенн, поскольку они работают в диапазоне миллиметровых волн. Уменьшение размера антенн приводит к тому, что их можно размещать на обычных фонарных столбах, стенах домов и пр. таким образом, значительно упрощая и удешевляя инфраструктуру радиосети. Более того, такая инфраструктура позволяет гораздо лучше использовать радиочастотный спектр.

Следует учесть, что, хотя использование малых сот в городской среде очень эффективно, в сельской и пригородной области эффективность такого решения падает.

На рисунке ниже показан пример Small Cell (слева) по сравнению с обычной базовой станцией[1].

Рис. 1. Сравнение Small Cell (слева) с обычной базовой станцией традиционной сотовой сети
(источник: http://www.digitalfuturealliance.com).

Решение Small Cells также помогает решить проблему покрытия сети внутри помещений[2].

Рис. 2. Решение проблемы покрытия внутри помещений при помощи решения Small Cell (источник: http://www.ibwave.com).

Малые соты работают так же, как и обычные соты, но используют новые технологии, такие как множественность антенн передачи и приёма (MIMO), формирование луча (Beamforming), и миллиметровые волны (5G New Radio). Базовые станции малой мощности могут легко разворачиваться. Кроме того, устройства с малыми сотами спроектированы так, чтобы снизить сложность, и, следовательно, их установка и запуск будут происходить быстрее и проще.

Небольшие базовые станции могут быть закреплены на стене для применения внутри помещений, а небольшие мачты или фонарные столбы можно использовать для наружного применения малых сот. Транзитные соединения могут быть выполнены с использованием оптоволоконных или проводных соединений, а также через микроволновые каналы. Конфигурация малой соты не сложна, её просто нужно закрепить на столбе и подключить к транспортной сети и источнику питания (см. фото ниже).

Рис. 3. Малая сота уличного исполнения.

Виртуализация в беспроводных сетях

Раннее поколение базовых станций было конструктивно сложным и требовало большого количества аппаратного обеспечения (BBU – базовый блок, RRU – радиопередающий блок и пр.). В LTE и более поздних версиях беспроводных технологий централизованные сети радиодоступа C-RAN заменили распределённые RAN. В C-RAN блоки BBU и RRU виртуализированы и располагаются в ближайших дата-центрах на границе сети. Сложная задача обработки сигналов выполняется на центральной облачной станции, виртуализированной в дата-центре, и расположенной вдали от местоположения соты. Сама сота представляет собой только матричную антенну MIMO и занимается только приёмом и передачей радиосигнала.

Будущие применения маленьких сот

Преимущества маленьких сот

Недостатки маленьких сот

Заключение

Концепция малых сот – это хорошее решение для предоставления пользователям расширенной мобильной широкополосной связи, малой задержки и надёжного обслуживания, что требуется в 5G. Методы модуляции высоких порядков, технология MIMO и спектр миллиметровых волн обеспечат хорошее качество услуг при развёртывании малых сот.

Источник

Маленькая ячейка

Содержание

Типы маленьких ячеек [ править ]

Малые соты обеспечивают небольшую радиопередачу, которая может варьироваться от 10 метров в городах и внутри зданий до 2 км в сельской местности. Пикосоты и микроячейки также могут иметь радиус действия от нескольких сотен метров до нескольких километров, но они отличаются от фемтосот тем, что не всегда обладают возможностями самоорганизации и самоуправления.

Зонтичный термин [ править ]

Наиболее распространенной формой мелких ячеек являются фемтосоты. Первоначально они были разработаны для использования в жилых домах и малом бизнесе [8] с малым радиусом действия и ограниченным количеством каналов. Фемтосоты с увеличенным диапазоном и емкостью породили множество терминов: метроячейки, метро фемтосоты, фемтосоты общего доступа, корпоративные фемтосоты, супер фемто, фемто класса 3, большие фемто и микроячейки. Термин «малые соты» часто используется аналитиками и отраслью как общий для описания различных реализаций фемтосот и для устранения путаницы, связанной с ограничением использования фемтосот в жилых помещениях. Иногда небольшие соты также неправильно используются для описания систем с распределенными антеннами (DAS), которые не являются узлами доступа с низким энергопотреблением.

Цель [ править ]

Будущие мобильные сети [ править ]

Будущие инновации в проектировании радиодоступа вводят идею почти плоской архитектуры, в которой разница между маленькой ячейкой и макроячейкой зависит от того, сколько кубов уложено вместе. [15]

Передающий сигнал от макро базовой станции (MBS) быстро ослабевает, как только сигнал MBS достигает помещения. Фемтосоты позволяют решить проблемы, существующие в системах на основе макросотов. Таким образом, покрытие сети базовой станцией Femto (FBS) является одной из основных задач в помещениях для получения хорошего качества обслуживания (QoS). [16]

Развертывания на рынке на сегодняшний день [ править ]

К декабрю 2017 года во всем мире было развернуто в общей сложности более 12 миллионов малых сот, а к 2025 году прогнозируется увеличение до 70 миллионов [17].

Транспортировка малых сот [ править ]

Транспортное соединение необходимо для подключения малых сот к базовой сети, Интернету и другим услугам. Для использования внутри зданий можно использовать существующий широкополосный доступ в Интернет. В городских условиях операторы мобильной связи считают это более сложной задачей, чем транзитные соединения макросот, поскольку а) небольшие соты обычно находятся в труднодоступных местах, расположенных на уровне улицы, а не в более открытых местах над крышами домов, и б) требуется возможность подключения операторского уровня. предоставляться по гораздо более низкой цене за бит. В качестве решений было предложено множество различных беспроводных и проводных технологий, и все согласны с тем, что для решения ряда сценариев развертывания потребуется их «набор инструментов». Общепринятый в отрасли взгляд на то, как различные характеристики решения соответствуют требованиям, публикуется Small Cell Forum. [18] На решение для транзитного рейса влияет ряд факторов, в том числе изначальная мотивация оператора развертывать небольшие соты, которые могут быть для целевой емкости, покрытия внутри или вне помещений. [19]

Источник

Small cell что это

Часто задаётся вопрос: какие же огромные средства нужны будут на развёртывание инфраструктуры 5G, если количество базовых станций там должно быть на несколько порядков больше, чем в сетях предыдущих поколений?

Да, действительно, традиционная сетевая 3G/4G инфраструктура имеет много ограничений. Технология 5G решает многие проблемы скорости передачи данных, надёжности и задержек. Чтобы обеспечить более широкополосный сигнал и расширить зону охвата для большего количества пользователей, технология 5G должна будет использовать концепцию малых сот (small cells).

Что такое small cells в 5G?

Малые соты — это базовые станции с малым энергопотреблением, которые охватывают небольшую зону или применяются внутри помещений. Однако малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций и способны обрабатывать высокие скорости передачи данных для отдельных пользователей. В сетях LTE advanced и 5G малые соты будут играть важную роль для мобильного ШПД и приложений, где нужна малая задержка сети.

Малые соты делятся на три основные категории в зависимости от зоны покрытия и количества пользователей, которых она может поддерживать.

Фемтосоты

Фемтосоты – это небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для покрытия внутри жилых и рабочих помещений. Проблема низкого уровня сигнала от базовых макро-станций для широких зон, которые располагаются вне зданий (а это было чуть не не главным недостатком в 3G), может быть решена с помощью фемтосот внутри зданий. Фемтосоты, подключенные через проводной Интернет, могут использоваться для разгрузки сети, в случае перегрузки мобильного ШПД, создавая обходной канал через Интернет, а также для расширения зоны покрытия и увеличения трафика данных для пользователей внутри помещений.

Фемтосота для помещения показана на фото:

Пикосоты

Пикосоты также относятся к категории малых сот, они применяются, главным образом, для небольших предприятий для расширения покрытия сети в труднодоступных местах и для увеличения пропускной способности сети доступа.

Пример пикосоты показан на фото.

Технические характеристики пикосот

Микросоты

Микросоты предназначены для поддержки большего числа пользователей, по сравнению с фемтосотами и пикосотами. Благодаря большей мощности передачи, они способны покрывать большие зоны и подходят для применения, например, в «умных городах», «умном метро» и пр.

Технические характеристики микросот

Зачем нужны малые соты в 5G?

Три основные цели создания 5G:

На основе этих трёх генерализованных видов функционала строится всё многообразие услуг и возможностей сетей 5G, наиболее характерные из которых показные на рисунке выше.

Традиционные мобильные сеть имеют ограничения технологий, частотного спектра (полосы пропускания) и инфраструктуры. Каждая сота имеет ограниченное количество пользователей и ёмкость передачи данных. В технологии 5G используются передовые технологии, такие как массивный MIMO и формирование луча (Beamforming), для увеличения скорости передачи данных и эффективности использования спектра. Эти функции, и большое количество малых сот позволяют многим пользователям 5G получать большой трафик без перегрузки соты и с низкой задержкой отклика.

Как работает маленькая сота?

Маленькие соты работают так же, как и обычные соты, но используют новые технологии, такие как множественность антенн передачи и приёма (MIMO), формирование луча (Beamforming), и миллиметровые волны (5G New Radio). Базовые станции малой мощности могут легко разворачиваться. Кроме того, устройства с малыми сотами спроектированы так, чтобы снизить сложность, и, следовательно, их установка и запуск будут происходить быстрее и проще.

Небольшие базовые станции могут быть закреплены на стене для применения внутри помещений, а небольшие мачты или фонарные столбы можно использовать для наружного применения малых сот. Транзитные соединения могут быть выполнены с использованием оптоволоконных или проводных соединений, а также через микроволновые каналы. Конфигурация малой соты не сложна, её просто нужно закрепить на столбе и подключить к транспортной сети и источнику питания (см. фото ниже).

Виртуализация в беспроводных сетях

Раннее поколение базовых станций было конструктивно сложным и требовало большого количества аппаратного обеспечения (BBU – базовый блок, RRU – радиопередающий блок и пр.). В LTE и более поздних версиях беспроводных технологий централизованные сети радиодоступа C-RAN заменили распределённые RAN. В C-RAN блоки BBU и RRU виртуализированы и располагаются в ближайших дата-центрах на границе сети. Сложная задача обработки сигналов выполняется на центральной облачной станции, виртуализированной в дата-центре, и расположенной вдали от местоположения соты. Сама сота представляет собой только матричную антенну MIMO и занимается только приёмом и передачей радиосигнала.

Будущие применения маленьких сот

Преимущества маленьких сот

Недостатки маленьких сот

Заключение

Концепция малых сот — это хорошее решение для предоставления пользователям расширенной мобильной широкополосной связи, малой задержки и надёжного обслуживания, что требуется в 5G. Методы модуляции высоких порядков, технология MIMO и спектр миллиметровых волн обеспечат хорошее качество услуг при развёртывании малых сот.

Источник

5G small cell: соты малые, да удалые

Да, действительно, традиционная сетевая 3G/4G инфраструктура имеет много ограничений. Технология 5G решает многие проблемы скорости передачи данных, надёжности и задержек. Чтобы обеспечить более широкополосный сигнал и расширить зону охвата для большего количества пользователей, технология 5G должна будет использовать концепцию малых сот (small cells).

Что такое small cells в 5G?

Малые соты – это базовые станции с малым энергопотреблением, которые охватывают небольшую зону или применяются внутри и помещений. Однако малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций и способны обрабатывать высокие скорости передачи данных для отдельных пользователей. В сетях LTE advanced и 5G малые соты будут играть важную роль для мобильного ШПД и приложений, где нужна малая задержка сети.

Малые соты делятся на три основные категории в зависимости от зоны покрытия и количества пользователей, которых она может поддерживать.

Фемтосоты

Фемтосоты – это небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для покрытия внутри жилых и рабочих помещений. Проблема низкого уровня сигнала от базовых макро-станций для широких зон, которые располагаются вне зданий (а это было чуть не не главным недостатком в 3G), может быть решена с помощью фемтосот внутри зданий. Фемтосоты, подключенные через проводной Интернет, могут использоваться для разгрузки сети, в случае перегрузки мобильного ШПД, создавая обходной канал через Интернет, а также для расширения зоны покрытия и увеличения трафика данных для пользователей внутри помещений.

Фемтосота для помещения показана на фото:

Пикосоты

Пикосоты также относятся к категории малых сот, они применяются, главным образом, для небольших предприятий для расширения покрытия сети в труднодоступных местах и для увеличения пропускной способности сети доступа.

Пример пикосоты показан на фото.

Технические характеристики пикосот

Микросоты

Микросоты предназначены для поддержки большего числа пользователей, по сравнению с фемтосотами и пикосотами. Благодаря большей мощности передачи, они способны покрывать большие зоны и подходят для применения, например, в «умных городах», «умном метро» и пр.

Технические характеристики микросот

Зачем нужны малые соты в 5G?

Три основные цели создания 5G:

На основе этих трёх генерализованных видов функционала строится всё многообразие услуг и возможностей сетей 5G, наиболее характерные из которых показные на рисунке выше.

Традиционные мобильные сеть имеют ограничения технологий, частотного спектра (полосы пропускания) и инфраструктуры. Каждая сота имеет ограниченное количество пользователей и ёмкость передачи данных. В технологии 5G используются передовые технологии, такие как массивный MIMO и формирование луча (Beamforming), для увеличения скорости передачи данных и эффективности использования спектра. Эти функции, и больлое количество малых сот позволяют многим пользоаателям 5G получать большой трафик без перегрузки соты и с низкой задержкой отклика.

Как работает маленькая сота?

Маленькие соты работают так же, как и обычные соты, но используют новые технологии, такие как множественность антенн передачи и приёма (MIMO), формирование луча (Beamforming), и миллиметровые волны (5G New Radio). Базовые станции малой мощности могут легко развёрачиваться. Кроме того, устройства с малыми сотами спроектированы так, чтобы снизить сложность, и, следовательно, их установка и запуск будут происходить быстрее и проще.

Небольшие базовые станции могут быть закреплены на стене для применения внутри помещений, а небольшие мачты или фонарные столбы можно использовать для наружного применения малых сот. Транзитные соединения могут быть выполнены с использованием оптоволоконных или проводных соединений, а также через микроволновые каналы. Конфигурация малой соты не сложна, её просто нужно закрепить на столбе и подключить к транспортной сети и источнику питания (см. фото ниже).

Виртуализация в беспроводных сетях

Раннее поколение базовых станций было конструктивно сложным и требовало большого количества аппаратного обеспечения (BBU – базовый блок, RRU – радиопередающий блок и пр.). В LTE и более поздних версиях беспроводных технологий централизованные сети радиодоступа C-RAN заменили распределённые RAN. В C-RAN блоки BBU и RRU виртуализированы и располагаются в ближайших дата-центрах на границе сети. Сложная задача обработки сигналов выполняется на центральной облачной станции, виртуализированной в дата-центре, и расположенной вдали от местоположения соты. Сама сота представляет собой только матричную антенну MIMO и занимается только приёмом и передачей радиосигнала.

Будущие применения маленьких сот

Преимущества маленьких сот

Недостатки маленьких сот

Заключение

Концепция малых сот – это хорошее решение для предоставления пользователям расширенной мобильной широкополосной связи, малой задержки и надёжного обслуживания, что требуется в 5G. Методы модуляции высоких порядков, технология MIMO и спектр миллиметровых волн обеспечат хорошее качество услуг при развёртывании малых сот.

Источник