Los femtonodos, nuevo enfoque en la convergencia de redes fijas y

Los femtonodos, nuevo enfoque en la convergencia de redes fijas y móviles
Primitivo Matas Sanz de Telefónica I+D
Tecnologías
¿Qué son los Femtonodos? ¿Por qué podrían cambiar la industria de la telefonía móvil? Obtenga las respuestas en este artículo
“Fixed Mobile Convergence (FMC)” es un término acuñado para describir cualquier tecnología que permita la convergencia de comunicaciones cableadas con las
inalámbricas o wireless. El terminal móvil reemplaza al dispositivo fijo sin provocar las típicas congestiones en la red de telefonía móvil, utilizando la conexión
cableada de banda ancha de la que podemos disponer en un hogar o en una empresa, convirtiéndose en un terminal móvil típico cuando estamos en el exterior.
Normalmente FMC se asocia con dos tecnologías diferentes: Wi-FI FMC y Femtonodo FMC. La primera de ellas parte de terminales que utilizan tecnologías Wi-Fi y
que , por tanto, exige unos dispositivos nuevos adaptados, mientras que la segunda hace uso de terminales “normales” de telefonía móvil que se conectan a través de
nodos específicos denominados Femtonodos, tanto en el hogar como en otros entornos de interiores y que entre sus funcionalidades permite enviar las llamadas y las
conexiones de datos sobre la red de banda ancha (ADSL o similar) descongestionando la red móvil y mejorando la cobertura de interiores.
Los Femtonodos (o Home Enhanced Node B, en terminología 3GPP) esencialmente permiten realizar llamadas o conexiones de datos (internet) sobre la red internet del
hogar o de una empresa, haciendo que la telefonía móvil converja con la telefonía fija (ADSL). Además, al tener un enlace directo con el resto de dispositivos
conectados a internet, nos va a permitir la conexión con otros sistemas como centralitas telefónicas (PBX ), dispositivos del hogar (televisión, vídeo…) o entre
Femtonodos que trabajen de manera coordinada en entornos empresariales.
Estas capacidades abren un nuevo conjunto de servicios que amplían el término de convergencia y que tratamos de explicar en estas líneas. INTRODUCCION Los
Femtonodos son estaciones base de telefonía móvil muy pequeñas, de muy poca potencia y coste reducido que se conectan con el resto de la red utilizando la conexión a
internet del hogar (ADSL o similar) o de cualquier empresa y que son capaces de realizar, con menos capacidad (menos usuarios con llamadas activas a la vez), las
misma funciones de una estación base en entornos de interior limitados.
La figura siguiente, muestra algunos ejemplos de Femtonodos de las marca Huawei y ALU actualmente instaladas en zonas residenciales por Movistar.
Los Femtonodos, tal como mostramos en la
siguiente ilustración, se integran en la parte principal de la red móvil (Core Network) por medio de un sistema específico (Femto- Gateway) que controla y maneja cada
Femtonodo para cada operador.
El tráfico sobre la red de banda ancha de los usuarios (ADSL, cable o fibra) se realiza mediante sistemas que incorporan elementos de seguridad y que a su vez permiten
asegurar la privacidad y control de las conversaciones y transacciones.
Esencialmente los Femtonodos se pueden desplegar en dos tipos diferentes de escenarios: Dentro de un entorno residencial, un solo Femtonodo permite a los clientes de
móviles tener una perfecta cobertura y una conexión de banda ancha a Internet dentro de su propia casa, mientras que en un entorno empresarial, un grupo de Femtonodos
coordinadas pueden dar el servicio con un coste muy inferior al de otros elementos, además de permitir otro tipo de despliegue de servicios.
Como hemos ya indicado, un Femtonodo no solo puede extender y mejorar la cobertura móvil en aquellos sitios en donde ésta sea limitada o nula, sino que se puede
explotar el concepto de convergencia incluyendo las diversas posibilidades que la conexión a la red común ofrece, permitiendo la integración del terminal móvil a los
diferentes servicios y características que se soportan en una red internet convencional.
Existe un mundo de diferentes capacidades ofrecidas por este enlace convergente, algunas de las cuales vamos a tratar de citar y después explicar con más detenimiento:
Integración con la red de transmisión de datos o “local breakout”. Permite a los sistemas de Femtonodos desviar su tráfico de voz y dato sobre Internet sin necesidad
de utilizar la arquitectura de red propia del operador móvil.
Interconexión entre Femtonodos. Permitiría, entre otras cosas la coordinación entre grupos de Femtonodos para permitir traspasos entre ellas, de forma análoga a los
traspasos que se realizan entre las diferentes estaciones base en el exterior. Interconexión PBX. Permitiría activar la conexión entre dispositivos móviles con una
centralita analógica tradicional, utilizando los servicios que la misma ofreciera en una empresa, como marcación por extensión, conexiones entre diferentes sedes de la
misma empresa…
INTEGRACION CON LA RED DE TRANSMISION DE DATOS. “LOCAL BREAKOUT”
Cómo hemos resaltado en el punto anterior, la conexión de las Femtonodos con la red del operador de telefonía móvil, se realiza utilizando la red de área local del hogar
o de la empresa para conectarse por la Internet pública. Esta conexión puede ser usada para realizar lo que hasta hace pocos meses se conocía como “local breakout” y
ahora se llama LIPA (local IP access) en la documentación del standard 3GPP, por realizar una “ruptura” del tráfico hacia la red del operador sobre la propia red
“local”(IP), sin atravesar, por tanto, toda la infraestructura de red del operador de telefonía móvil.
Para el tráfico de datos (conexión a internet o a otro dispositivo de la red), esta integración reduce la carga de la red del operador, aumentando la calidad de las
comunicaciones y disminuyendo el tiempo de espera de cada transacción o latencia de la comunicación.
Esta integración se muestra conceptualmente en la siguiente figura.
Las ventajas de esta integración pueden verse desde dos caras
diferentes: Desde el punto de vista del operador, se ofrece al usuario un enlace independiente de la infraestructura de red móvil, reduciendo el tráfico y la congestión en la
misma. Por otro lado, desde el punto de vista del usuario, su equipo de telefonía móvil puede formar parte de la red del hogar o de la empresa cómo un nodo adicional de
su estructura o red local.
Dentro de la red del hogar, el dispositivo móvil podría ser utilizado como un medio de visualización o audición a la vez que como un servidor de estos servicios entre los
que podíamos citar:
• Utilización del móvil cómo control remoto y elemento de configuración de otro dispositivos cómo televisión, control de apertura de puertas, etc.
• Puede usarse el móvil como elemento de almacenamiento o visualización de contenidos como vídeos, fotografías, presentaciones, compartiendo los mismos con otros
dispositivos como el ordenador personal, unidades multimedia, etc. • Se puede realizar accesos con control de seguridad completo a servicios locales de la empresa como
correos electrónicos, servicios de conexión a páginas web internas…
Los Femtonodos se pueden también integrar dentro de soluciones de control inteligente de energía para el hogar o empresa. En este tipo de servicios el Femtonodo puede
llegar a detectar cuando un usuario (un teléfono) entra o sale del hogar, encendiendo o apagando luces, controlando dispositivos del hogar cómo equipos de música,
calefacción, lavavajillas, lavadora, etc., apagándolos cuando la casa está vacía o activándolo cuando se detecte presencia.
Integración con centralitas telefónicas inteligentes (IP-PBX “Private Branch Exchanges interface”)
Otra posibilidad o capacidad de los Femtonodos es la de integrarse dentro de la red de una central telefónica inteligente. Dentro de esta red, el Femtonodo asignaría
temporalmente un identificador al usuario de telefonía móvil dentro de la red de la centralita de manera que las llamadas se realizarían como si fuera un terminal más
asociado a la misma asegurando la realización de llamadas dentro y fuera del entorno tanto del hogar o de la empresa.
Con esta integración se vería mejorada la calidad de llamadas de voz en el interior del edificio u hogar así como la interconexión sin coste con otros dispositivos que
estuvieran integrados en la misma centralita.
El teléfono móvil se convierte, con esta integración, en una extensión del sistema de telefonía de la compañía, permitiendo al usuario las diversas ventajas asociadas a
este tipo de red tal como la comodidad de utilizar la marcación rápida por extensión (marcación de 4 cifras como extensiones internas), re-llamadas, servicios de llamada
en espera, envío de mensajes de voz, seguimiento y demás. El usuario, podría conmutar entre su móvil y su teléfono de despacho para realizar o recibir llamadas
utilizando una simple identificación y un número personal.
También permitiría la integración entre la oficina corporativa principal y sus diferentes sedes u oficinas secundarias.
Desde el punto de vista del operador, la
transferencia de llamadas de voz fuera de la red de móviles reduce los problemas de congestión y de capacidad, además de permitir un integración de servicios entre un
mismo operador que integre servicios de telefonía cableada con móvil, como Telefónica, asociando servicios globales y fidelizando a clientes empresariales
y residenciales. La oferta podría incluir beneficios tales como llamadas a bajo coste entre clientes de la misma empresa y escenarios más complejos de precios que
marquen una clara diferenciación sobre los servicios de comunicación ofrecidos por el operador a las empresas.
Interconexión entre Femtonodos.
En entornos complejos, con varios Femtonodos dentro de la misma red local completando la cobertura interior, un usuario debería poder trasladarse por el interior de
edificio sin que se viera afectada su llamada de voz o su conexión de datos. Esto implica la necesidad de resolver la transferencia de la conexión de cada dispositivo a los
distintos Femtonodos del grupo que forma la red de comunicaciones móviles, y más concretamente entre los Femtonodos. Entre las diferentes soluciones ofrecidas por
los distintos fabricantes para la realización de estos traspasos, evitando la carga de señalización dentro de un entorno empresarial, el más interesante es el que basa en la
interconexión, utilizando la misma red de área local. Para permitir traspasos de llamadas entre los Femtonodos de un grupo, se necesita definir una interconexión entre
ellas, independiente de su conexión individual sobre la red principal de móviles. La comunicación se realiza incluyendo algún tipo de seguridad y permite que el tiempo
de traspaso sea casi imperceptible por el usuario final.
Esta interconexión entre Femtonodos, nos abre la posibilidad de otro mundo de nuevas capacidades y servicios que incluyen además del ya mencionado como traspaso de
llamadas, la coordinación entre los Femtonodos para ajustar parámetro de potencia y de interferencia en grupo de Femtonodos que permitan mejorar la calidad del
servicio y el consumo energético.
Conclusiones
En búsqueda continua de mayor rapidez, eficacia y calidad de las comunicaciones móviles los Femtonodos, son sin duda alguna un paso adelante. No solo consiguen
mejorar, con un coste muy bajo, la cobertura en áreas sensiblemente problemáticas, sino que nos abre un Nuevo mundo de posibilidades de utilización del terminal móvil
como un dispositivo multi-servicio tanto en el hogar cómo en entornos empresariales.
Un equipo móvil conectado a un Femtonodo abre, pues, nuevas oportunidades de interacción con los diferentes medios locales.
Los Femtonodos, podrían cambiar, a corto plazo la industria de telefonía móvil. Los operadores pueden pensar en construir una nueva generación de redes con un coste
inferior y una arquitectura de red que permitiera la utilización de internet como medio de comunicación, abriendo un mundo de posibilidades y servicios novedosos para
el usuario final basados en las transacciones hacia la red local, la integración con sistemas de telefonía fijas o las comunicaciones entre los Femtonodos.
Hay que tener en cuenta que algunos de los servicios presentados ya están disponibles en ciertos fabricantes, otros no son más que nuevas posibilidades comentadas para
un futuro inmediato.