Mini-UMTS-Funkzellen entmystifiziert

Was Sie über Femtocells wissen müssen

11.07.2008
Von Hannes  Rügheimer
Spätestens seit dem Mobile World Congress 2008 in Barcelona ist das Schlagwort Femtozellen in aller Munde - zumindest in der Mobilfunkbranche. Die Kollegen vom "TecChannel" erklären Ihnen, was sich dahinter verbirgt.

Die Minifunkzellen (Femtocells) erlauben es Nutzern, im Büro oder zu Hause ein eigenes Kleinst-UMTS-Netz einzurichten. Auf diese Weise sollen sowohl die Qualität der UMTS-Sprachverbindungen als auch die Nutzbarkeit von schnellen Datenverbindungen per HSDPA und HSUPA deutlich verbessert werden.

Dabei bezieht die Branche den Begriff Femtozellen vor allem auf den Einsatz solcher Mini-Mobilfunkzellen bei privaten Kunden. Im Business-Markt helfen bereits seit längerem so genannte Picozellen dabei, Bürohäuser und Firmengelände ausreichend mit Mobilfunkabdeckung zu versorgen.

Verschiedene Vorsilben - ähnliche Geräte

Die Vorsilben „Femto“ und „Pico“ sind sogenannte SI-Prefixe – also Vorsilben für physikalische Maßeinheiten nach dem internationalen Einheitensystem (französisch Système internationale d’unités, kurz SI). Femto steht für ein Billiardstel, Pico für ein Billionstel. Das bedeutet nun aber nicht, dass eine privat genutzte Mini-Funkzelle tausend Mal kleiner wäre als eine geschäftliche genutzte. Beide Zellentypen haben üblicherweise einen Durchmesser von 10 bis 30 Metern. Die unterschiedlichen Begriffe und Einheiten sollen lediglich die verschiedenen Einsatzschwerpunkte verdeutlichen.

Allerdings orientiert sich die Nomenklatur an den bei GSM und UMTS bislang schon üblichen Bezeichnungen für Funkzellen-Größen:

  • Makrozellen sind Funkzellen von etwa 20 bis 30 Kilometer Durchmesser. Sie werden typischerweise in schwach besiedelten, ländlichen Gebieten eingesetzt.

  • Minizellen haben üblicherweise einige Kilometer Durchmesser und versorgen t ypischerweise städtische Gebiete.

  • Microzellen haben nur noch einige hundert Meter Durchmesser und sorgen in Stadtteilen mit starker Mobilfunknachfrage für ausreichend Kapazität.

  • Nanozellen sind Füllzellen mit unter 100 Meter Durchmesser, die gezielte Kapazitätsspitzen etwa auf Veranstaltungen abfangen sollen.

Im Netzkonzept von UMTS gibt es darüber hinaus noch sogenannte Hyper- oder Umbrella-Zellen, die eine Grundkapazität „über“ der Abdeckung kleinerer Funkzellen bieten und eine Ausdehnung von mehreren hundert Kilometern erreichen können. Bisweilen spricht man auch – wiederum mit leichter Übertreibung – von „Welt-Zellen“.

Funktionsprinzip und Netzanbindung

Die Grundidee von Femtozellen sieht so aus: Eine räumlich eng begrenzte Funkzelle verbindet ein Handy per UMTS mit einem Gateway und somit letztlich mit dem Kernnetz des Mobilfunknetzes. So können ganz normale Mobilfunkendgeräte eine vorhandene Internet-Verbindung, zum Beispiel über eine DSL-Leitung, nutzen. Das Prinzip ist ähnlich wie bei WLAN-Handys, die sich zu Hause an einem normalen WLAN-Hotspot anmelden. Doch während Handys und Smartphones mit WLAN-Chip selten sind, erlaubt eine UMTS-Funkzelle jedem mobilen 3G-Endgerät den Zugang.

Da die lokale Funkzelle nur ein begrenztes Versorgungsgebiet abdecken muss und sich darin eine nur kleine Zahl von Endgeräten anmeldet, kann die Technik einer Femtozelle deutlich einfacher ausgelegt sein als die einer Funkzelle im großen, öffentlichen Mobilfunknetz. Tatsächlich sind die notwendigen Funktionen heute bereits auf wenigen, hoch integrierten Chips verfügbar. Gateways oder Router mit Femtozellen-Technik sind deshalb kaum größer als heute übliche WLAN-Router.