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Les femtocells 3G arrivent

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Zeldus
Bonjour,

Un peu de nouveauté dans le forum, SFR propose depuis quelques jours
d'adosser une mini NodeB UMTS à sa box ADSL ou cable (quelque soit
l'opérateur ADSL ou CABLE) pour ses abonnés. La puissance radio de l'engin
est très faible (bien plus faible que le WiFi ou le DECT), et la portée ne
dépasse pas 20 à 30 mètres maxi en indoor. Il contient une carte SIM dédiée
et s'alimente par une prise 220V classique, ainsi qu'un cable ethernet qui
va vers la box ADSL pour la connection.

En pratique, avec une femtocell, on dispose d'une véritable cellule 3G à
domicile, privée, qui permet de réaliser des connections voix et data, y
compris en HSDPA avec des handovers vers le réseau 2G pour les comms voix et
la reselection 2G et 3G pour les datas. Nulle doute que les opérateurs vont
avoir un recours massif à cette technologie dans les mois et années à venir
avec une probable intégration des femtocells 3G dans une future freebox si
Free remportait la license 3G.

Du côté technique:
Les femto sont vu par les mobiles 3G sous un autre numéro / nom de réseau
(208 11), un peu à la manière des réseaux zones blanches. La fréquence
dédiée aux femtocell est différente de celle utilisée pour les NodeB
traditionnelles. Lors de son initialisation, le boitier femto scanne
l'environnement radio mobile autour de lui. Cela a pour but notamment de
paramétrer les handovers et choisir un scrambling code différent des
voisines 3G. Puis le boitier se connecte via une liaison IPSEC à des
équipements dédiés chez SFR, vu par celui-ci comme un mini RNC, avec des
connections vers les HLR classiques et les media gateways (MSC) ainsi que
les SGSN du réseau 3G traditionnel. A noter que le boitier choisit seul un
scrambling code, une lac, RAC et un cellID différents de son environnement
pour éviter tout brouillage. La fréquence UMTS est également différente de
celles utilisées sur le réseau macro. Enfin, la femto est localisée
géographiquement par le réseau CORE afin de pouvoir router correctement les
appels d'urgence (grâce aux voisines détectées lors du scan du boitier à
l'initialisation).

La liaison qui passe dans le tuyau IPSEC est exactement comme une liaison
IUB traditionnelle, comme on en trouve sur les liaisons FH ou filaires entre
les NODEB et les RNC classiques. Côté radio le cryptage est celui utilisé
sur l'interface UTRAN 3G traditionnel, à noter qu'en plus du cryptage IPSEC,
la liaison IUB intègre un cryptage natif qui n'existe pas en GSM.

On peut enregistrer jusqu'à 4 mobiles sur un boitier femto qui peuvent tous
trafiquer en même temps, tous les autres mobiles SFR non déclarés sur la
femtocell voient un nouveau réseau 3G qui porte le numéro 208 11 mais ne
peuvent s'enregistrer dessus.


Dans les limitations du système:

Pas de gestion des handovers sortants vers la 3G macro, à cause de la
complexité pour les implémenter. La fréquence des femtocells étant de toute
façon différente du réseau macro, les soft handovers ne sont pas possibles.
Pas de handovers entrants, en effet, cela obligerait à déclarer les
femtocells allumées dans les NODEB et BTS voisines (impossible car leur
nombre est limité et cela est ingérable)
Coût du boitier et complexité de la mise en oeuvre de la fonction NodeB dans
un mini boitier (en particulier dans l'implémentation du WCDMA HSPA sur
plusieurs mobiles en même temps).
Faible portée des femto, cela est voulu par l'opérateur et ce paramètre est
librement modifiable dans le firmware du boitier (certains pays ont des
femtocells 3G qui portent à 300 mètres).
Certaines incompatibilité mineures avec certains mobiles 3G, qui sont
corrigées dans des upgrades de firmwares.
Il est particulièrement difficile d'implémenter les femto si l'opérateur ne
dispose que d'une seule fréquence 3G en raison de brouillage majeurs avec le
réseau macro (ce sera le cas de Free mais pas d'Orange, BoT et SFR qui en
ont 3). Des expériences à l'étranger ont montré que les femto et le réseau
macro sur une seule fréquence peuvent nuire considérablement au réseau macro
3G à cause de l'effet far-near (proche-lointain) propre au WCDMA.


Dans les avantages:

S'il n'y a pas de gestion des HO vers la 3G, le basculement vers le réseau
2G est géré par le boitier ce qui permet aux communications voix de se
poursuivre sans aucune coupure.
En théorie, n'importe quel mobile 3G est compatible avec le système, en
pratique, certaines mise à jour mineures des firmwares sont nécessaires pour
régler certains petits problèmes avec quelques mobiles (déjà réglé).
Gestion du WCDMA HSPA complet, avec cryptage 3G, débit HSDPA, localisation
automatique des mobiles pour la réception d'appels et les appels d'urgence.
Bande passante radio dédiée ce qui offre une qualité exceptionnelle pour la
voix et un très bon débit pour les datas.
Couverture excellente à la maison, cela va de soi.
Puissance d'émission des mobiles et du boitier bcp plus faibles que dans le
cas d'un usage macro, les mobiles et la femto étant en puissance d'émission
mini à cause de la proximité du boitier.
Pour l'opérateur, les femtos permettent un delestage du réseau 3G macro
(plus des deux tiers des comms sur mobile sont passées à la maison)

Techniquement, les femtocells sont une prouesse et d'une grande complexité,
sans rapport avec le WiFi, notamment par leur intégration au sein d'un
réseau 3G et 2G macro et l'usage d'une bande sous license. L'usage du WCDMA
du côté NodeB en miniature augmente encore la complexité du système.

Bonne soirée,

Pierre

10 réponses

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Dominick
Le Mon, 30 Nov 2009 13:13:14 +0100, DEMAINE Benoit-Pierre
a écrit :
Exemple: quand tu as une offre ADSL avec un boitier TV séparé du modem,
ce boitier ne fonctionne que quand il est branché "à proximité" du modem
opérateur.



Parceque c'est gere par ton operateur et que c'est lui qui te donne
les droits pour la TV d'autant plus que la TV est presente dans chaque
NRA.

Ici le femto est independant de l'operateur ADSL non ?
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DEMAINE Benoit-Pierre
Dominick wrote:
Exemple: quand tu as une offre ADSL avec un boitier TV séparé du modem,
ce boitier ne fonctionne que quand il est branché "à proximité" du modem
opérateur.



Parceque c'est gere par ton operateur et que c'est lui qui te donne
les droits pour la TV d'autant plus que la TV est presente dans chaque
NRA.

Ici le femto est independant de l'operateur ADSL non ?



Ma réponse était ambigue.

Je présupposais deux choses:
- ce sont les opérateurs ADSL jumelés à des GSM (Orange, Bouygues, SFR)
qui ont le plus interret à utiliser les femto dans leurs box, comparé
aux ADSL sans jumelage (Free, Numéricable, Nerim ... )
- le GSM apporte des garanties de service (disponibilité, accès aux
numéros spéciaux, accès aux urgences), hors, l'ADSL n'a pas de garantie
de service. Le seul moyen de récupérer "un minimum de fiabilité" dans
une ADSL, c'est de sauter la couche IP, pour redescendre à la couche
ATM. La couche ATM monte jusqu'au modem (la box), puis décapsulée pour
fournir de l'IP au client. Le simple fait que ce soit en IP entre la box
et une hypothétique boite femto, pose des problèmes de fiabilité de
service, et de possibilité de garanties.

Fournir une boite femto en IP est faisable, mais:
- si la boite est séparée de toute offre ADSL, alors il est impossible
de garantir tout ce dont on a parlé (accès aux urgences, allocation de
bande passante), parce que la boite devra créer un tunnel elle même vers
un fournisseur de tunnels de téléphonie compatible 3g.
- si la boite est bindée à une box, alors, elle peut créer un tunnel
vers la box, un tunel non IP, même sur le lien local, et alors, ils
peuvent se débrouiller pour que la partie LAN soit "sur-allouée", de
manière à pouvoir CERTIFIER le débit requis en GSM, et qu'il soit dispo
dans le LAN. Une fois que les communications sont arrivée dans la box
(depuis la femto), alors, il devient trivial pour une box d'allouer des
canaux non partageables, alloués pour le flux GSM/3g, et que ni la
téléphonie, ni la TV, ni la navigation ne pourront emprunter. Et là, on
peux certifier et garantir toute la qualité de service qu'on veux.

Et dans ce dernier cas, la fiabilité devient seulement dépendante de la
fiabilité de l'ADSL elle même, et plus de l'usage que le client en fait;
seul cas ou un appel d'urgence émis depuis un terminal GSM peut devenir
prioritaire sur le fait de mater Derick.

Donc, une femto indépendante d'une box ADSL, techniquement faisable,
oui, mais alors impossible de certifier quoi que ce soit. Donc, aucun
intérret pour moi.

Mais l'idée est pas stupide. Juste que techniquement, je vois pas
comment faire un truc sérieux, propre, et fiable.

--
>o_/ DEMAINE Benoit-Pierre (aka DoubleHP) http://benoit.demaine.info/
If computing were an exact science, IT engineers would'nt have work _o<

"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)
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Dominick
Le Mon, 30 Nov 2009 14:40:06 +0100, DEMAINE Benoit-Pierre
a écrit :
Je présupposais deux choses:
- ce sont les opérateurs ADSL jumelés à des GSM (Orange, Bouygues, SFR)
qui ont le plus interret à utiliser les femto dans leurs box, comparé
aux ADSL sans jumelage (Free, Numéricable, Nerim ... )




http://www.sfr.fr/vos-services/equipements/innovations/sfr-home-3g/index.jsp
precise la liste des box et des mobiles incompatibles.

Free
- Modems
- Freebox V1/V2

9C
- Trio 2
- C Box
- Sagem 3302

Tele 2
- Bewan Ethernet
- Bewan USB

Bizarrement je ne vois aucune Livebox incompatible !
;-)



Les mentions legales :

Option sans engagement de durée soumise à conditions, réservée aux
abonnés mobiles SFR (hors Forfaits Bloqués, SFR La Carte, les Minis de
SFR et SFR Business Team) équipés d’un mobile 3G compatible, d’un
abonnement internet à haut débit et d’un routeur (indépendant ou
intégré dans une box) disposant d’une connexion Ethernet (liste des
mobiles et des box ou modems ADSL incompatibles sur www.sfr.fr),
valable en France Métropolitaine, non compatible avec l’option Happy
Zone.
Boîtier SFR Home 3G OBLIGATOIRE.
Zone de couverture limitée à 15 mètres du boîtier.
Utilisation du boîtier en dehors du domicile interdite.

Ils ne parlent pas non plus de debit mini.

L'utilisation est bien interdite en dehors du domicile (donc OK pour
l'etranger apres tout) mais restreinte a la metropole
contractuellement (ce que je n'avais pas vu avant de lire les mentions
legales).

4 numeros associables mais les modifications sont payantes !
Quel interet ? $$$
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Zeldus
"Guillaume" a écrit dans le message de
news:4b12f113$0$976$

Où as tu vu que je disais que le GSM serait supprimé ?
Un certains nombres de canaux seront réutilisés pour l'UMTS, le reste
servira au GSM. La planification sera plus difficile ...




Sauf que le 4ème opérateur n'a pas de réseau 2G installé. Et à l'heure ou
les opérateurs en place testent la 4G, je ne vois vraiment pas l'intérêt
d'aller investir dans des BSC 2G, et construire un réseau 2G en 2010... Par
ailleurs, de simples calculs montrent qu'il est impossible de proposer 4
porteuses 3G 900 plus un nombre de canaus GSM 900 suffisant aux 4
opérateurs, la planification sera impossible en GSM 900 dès qu'il y aura
plus d'1 TRX par secteur... Et des BTS avec 1 TRX en GSM 900, mise à part
dans les zones blanches, je n'en connais pas. Par ailleurs, BoT n'a pas eu
de canaux 900 dans toute la France dès le lancement de la bande 900 chez cet
opérateur, ça s'est fait progressivement (avant l'E-GSM), je parie qu'il en
sera de même pour le 4ème opérateur qui n'aura pas accès à la porteuse UMTS
900 dès le départ. De toute façon, vu que l'objectif principal est de
couvrir 25% de la population, il est bien plus logique d'aller dans les
grands centres urbains (ou le 900 est inutile) que d'aller couvrir les
campagnes. Les femtocells 3G sont bien plus intéressantes pour solutionner
les problèmes de couverture indoor en ville que d'installer des porteuse
900.



Rien a voir avec une réglementation géographique pour les opérateurs, les
obligeant a utiliser ici le 900 et le 1800 ailleurs.
Juste des répartitions différentes du nombre de canaux attribués à chaque
opérateur selon les régions. Rien n'empeche de faire du 900 ou 1800 ou les
deux pour chaque cellule.




Non, rien n'indique que le 4ème opérateur aura une porteuse 900 dans toute
la France au lancement de son réseau (c'est à dire dans 1 mois pour
commencer le déploiement chez le 4ème opérateur). Le timing est bcp trop
serré, les mobiles UMTS 900 ultra minoritaires, les réseaux GSM 900
existants encore bien chargés en zone rurale (et urbaines) et de multiples
recours en justice (notamment BoT) retardent considérablement cette
histoire d'UMTS 900. Et puis, il suffira que l'un des trois opérateurs en
place (par exemple BoT) prenne volontairement du retard dans le basculement
de son parc GSM 900 vers l'UMTS 900 pour retarder encore plus le processus.
C'est bien parti pour etre le cas. L'ARCEP devra faire avec les obligations
techniques auxquelles sont soumis les opérateurs déjà en place.

Je pense que les 3 opérateurs vont attendre l'attribution des licenses 4G et
le début de déploiement pour basculer vraiment leur parc GSM 900, pas
avant... Perso, l'UMTS 900, ça fait 4 ans que j'en entends parler
régulièrement au travail, et il n'y a toujours rien de concret.

Pierre
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Zeldus
"Dominick" a écrit dans le message de
news:
J'ai bien compris que les femto savaient se localiser grace au scan
des bornes voisines.

Cependant serait il possible d'utiliser sa femto a l'etranger ?
Je pense aux expatries moyenne ou longue duree qui pourraient
connecter leur femto a leur adsl local utilisant ainsi leur femto en
super telephone de maison avec un lien direct vers la France.



Bonsoir,

Non, il n'est pas possible d'utiliser son boitier femtocell 3G à l'étranger,
tout simplement parce que les opérateurs ne disposent pas de licenses pour
emettre dans la bande 2100 Mhz à l'étranger et parce que les opérateurs ne
connaissent pas les LAC et CELLID utilisés par les opérateurs en place pour
déclarer les handovers ainsi que gérer la localisation des abonnés.

Pierre
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DEMAINE Benoit-Pierre
Dominick wrote:
Free
- Modems
- Freebox V1/V2

9C
- Trio 2
- C Box
- Sagem 3302

Tele 2
- Bewan Ethernet
- Bewan USB

Bizarrement je ne vois aucune Livebox incompatible !
;-)



M'étonne pas trop; le hard n'a pas beaucoup changé en soit; ils font
beaucoup dans le soft. Contrairement, par exemple aux Freebox, ou le
hard de la v2 n'a absolument rien à voire avec la v1.

Je me demande de quoi ils ont besoin dans la box, et si c'est possible
de rendre un routeur compatible (routeurs hards genre AP du riche, et
soft du genre PC fait main).

Option sans engagement de durée soumise à conditions, réservée aux
abonnés mobiles SFR (hors Forfaits Bloqués, SFR La Carte, les Minis de
SFR et SFR Business Team) équipés d’un mobile 3G compatible



Y a une liste des terminaux compatibles ?

... j'ai trouvé une liste des incompatibles. C'est apriori compatible
avec 99.999% des mobiles 3g ?

couverture réseau optimisée chez vous, dans un rayon
de 15 mètres.



ça veut dire 10 en pratique, et 8 chez moi.

Avec 8m efficaces, et placé à l'endroit optimale, ça couvre 1/3 de mon
habitation (en surface habitée). Comme je disais: c'est pas assez
puissant. Pour couvrir la totalité de la surface habitée (en radio), il
faut chez moi des appareils dont la puissance commerciale couvre au
moins 100m; c'est mieux quand ils annoncent 200.

Je ne suis donc pas intéressé par ce produit de SFR, tant qu'ils
annonceront pas au moins 30, voir 50m indoor.

Ils ne parlent pas non plus de debit mini.



Si, j'ai lu 512k dans ton site.

--
>o_/ DEMAINE Benoit-Pierre (aka DoubleHP) http://benoit.demaine.info/
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"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)
Avatar
Guillaume
Zeldus a écrit :


Sauf que le 4ème opérateur n'a pas de réseau 2G installé. Et à l'heure
ou les opérateurs en place testent la 4G, je ne vois vraiment pas
l'intérêt d'aller investir dans des BSC 2G, et construire un réseau 2G
en 2010... Par ailleurs, de simples calculs montrent qu'il est
impossible de proposer 4 porteuses 3G 900 plus un nombre de canaus GSM
900 suffisant aux 4 opérateurs, la planification sera impossible en GSM
900 dès qu'il y aura plus d'1 TRX par secteur...



Il faudra pourtant bien arriver à caser tout ce petit monde, car la 3G
en bande 2Ghz ne permettra pas la couverture des zones rurales (a cout
non exorbitant).
Pour Orange et SFR, avec 50 canaux, ça signifie la perte de 27 d'entre
eux. Il est possible d'imaginer dans ces zones une planification avec
12 canaux pour les BCCH et 11 pour les TCH.
De mémoire, avec des cellules de 35km, avec un motif à 4 on a une
distance de réutilisation de l'ordre de 100km.
Avatar
Guillaume
Zeldus a écrit :




L'un des avantages aussi que peu de participants aux différents forums
ont relevé, c'est qu'on dispose d'une qualité exceptionnelle en raison
d'une cellule 3G dédiée. Bien sur, pour les datas, il y a le Wi-Fi
(quoique, tous les téléphones moyens bas de gamme ne l'intègrent pas),
mais pour la voix, les SMS /MMS et les datas, on a vraiment un service
comme si on avait un réseau 3G dédié.



Qualité ... à condition d'être seul. A moins d'admettre que l'on ne
puisse faire un handover vers le réseau extérieur (2G ou 3G), le nombre
de scrambling codes sera forcément limité. Et si dans un immeuble tout
le monde à sa femto, ça va vite être le bordel !
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DEMAINE Benoit-Pierre
Guillaume wrote:
Qualité ... à condition d'être seul. A moins d'admettre que l'on ne
puisse faire un handover vers le réseau extérieur (2G ou 3G), le nombre
de scrambling codes sera forcément limité. Et si dans un immeuble tout
le monde à sa femto, ça va vite être le bordel !



Immeuble = ville = bonne couverture 3g méta = pas besoin de femto

non ? => {@}

Mon père va en acheter une demain :)

--
>o_/ DEMAINE Benoit-Pierre (aka DoubleHP) http://benoit.demaine.info/
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"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
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Zeldus
"Guillaume" a écrit dans le message de
news:4b17f51a$0$966$



Qualité ... à condition d'être seul. A moins d'admettre que l'on ne puisse
faire un handover vers le réseau extérieur (2G ou 3G), le nombre de
scrambling codes sera forcément limité. Et si dans un immeuble tout le
monde à sa femto, ça va vite être le bordel !




Les handovers vers la 2G sont gérés, c'est principalement à cela que sert le
scan radio du boitier à l'initlisation, détecter les cellules voisines macro
2G. Sinon, pour le brouillage, avec des cellules de moins de 30 mètres en
indoor et 512 scrambling codes dispo, ça laisse une très grande marge... La
fréquence dédiée aux femtos est différente de celles utilisées sur le réseau
macro.

Pierre
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