Les femtocells 3G arrivent

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