Femto-Zelle

Femto-Zellen sind Bereich, die mit Basisstationen von der Größe eines WLAN-Routers, mit Mobilfunk versorgt werden. Der Femto-Basisstation lässt sich via DSL oder Kabelmodem direkt ans Internet anschließen.
Durch den Einsatz von Femto-Zellen kann sich jeder Mobilfunk-Kunde in seinen Wohn- oder Arbeitsräume eine eigene private Mobilfunkzelle aufbauen. Femto-Zellen verbessern die Sprachqualität, den Datendurchsatz und die Netzabdeckung in Gebäuden.
Der Betrieb einer Femto-Zelle funktioniert allerdings nur in Zusammenarbeit mit einem Netzbetreiber, der ein dafür passendes Angebot schaffen muss. Doch die Netzbetreiber reagieren verhalten auf die Femto-Zellen. Für sie besteht das Problem, die Interferenzen zwischen Femto-Zellen und den Basisstationen gering halten zu müssen.

FAG - Femto Access Point

Die Basisstation der Femto-Zelle wird als Femto Access Point (FAG) bezeichnet. Die Femto-Basisstation ist mit der Größe eines DSL-Routers vergleichbar und zeichnet sich durch eine einfache Installation aus. Es reicht, die Basisstation mit dem Internet via DSL oder Kabelanschluss zu verbinden. Den Rest erledigt die Basisstation.
Die GPS-Empfangseinheit ist ein wichtiger Teil einer Femto-Zelle. Durch die GPS-Ortsbestimmung liegt eine präzise Systemzeit vor und es ist möglich einen Notruf zu lokalisieren. Außerdem ist der genaue Standort deshalb so wichtig, damit die Femto-Zelle Interferenzen mit der vorhandenen Netzinfrastruktur vermeiden kann und der Betrieb auf einen Netzbetreiber beschränkt bleibt.

Netzarchitektur

Femto-Zellen brauchen einen direkten Anschluss an das Netz des Mobilfunknetzbetreibers. Ein breitbandiger Internet-Zugang über DSL oder TV-Kabel genügt. Von dort aus werden die Datenpakete ins Netz des Mobilfunkbetreibers geroutet. Der Übergang vom Internet ins Mobilfunknetz erfolgt über ein Femto-Gateway. Das Verfahren, dass dabei angewendet wird nennt sich Unlimited Mobile Access (UMA). Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung des Generic Access Network (GAN), das für Dual-Mode-Telefonie entwickelt wurde und das Handover von Sprachverbindungen zwischen dem Mobilfunknetz und einem WLAN ohne Verbindungstrennung ermöglicht.
Datenverkehr, der innerhalb des öffentlichen Internets entsteht, wird nicht über das Mobilfunknetz geführt. Das Femto-Gateway sorgt dafür, dass dieser Datenverkehr innerhalb des öffentlichen Internets bleibt.

Das 3GPP Release 8 enthält eine herstellerunabhängige Spezifikation für Femto-Zellen. Sie definiert die Schnittstelle zwischen der Femto-Zelle beim Kunden und dem Gateway beim Mobilfunkbetreiber. Ziel ist es, die Mobilfunktechnik in einen handelsüblichen Router zu integrieren.
Im UMTS-Netz hat die Femto-Zelle die Bezeichnung Home Node B. Sie ist angelehnt an die Bezeichnung Node B der Basisstation im UMTS-Netz. Die LTE-Femto-Zelle hat die Bezeichnung Home eNode B, angelehnt an die Bezeichnung eNode B der Basisstation im LTE-Netz.

Die Schnittstelle zwischen Femto-Zelle und Gateway (HNB-GW) wird als Iu-h bezeichnet. Sie ist an die Iu-Schnittstelle angelehnt. Über die Iu-h-Schnittstelle können Femto-Zellen und Gateways unterschiedlicher Hersteller zusammenarbeiten. Die Femto-Zelle muss sich bei einem Gateway des Mobilfunkbetreibers anmelden. Die Datenübertragung erfolgt verschlüsselt. Für das Fernmanagement wird das Protokoll TR-069 verwendet. Es kommt bereits beim Fernmanagement von DSL-Routern zum Einsatz.