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Referenzarchitektur
Das Femto Forum spielt bei der Verbreitung von Femto-Zellen eine zentrale Rolle, indem es für die verschiedenen Funkumgebungen (UMTS, CDMA2000, GSM, LTE, WiMAX) Referenzarchitekturen zur providerübergreifenden Integration der Femto-Zellen definiert. Die Komponenten dieser Referenzarchitekturen kommunizieren über standardisierte Schnittstellen und lassen sich daher nahtlos in das Core Network integrieren. Im Einzelnen sind das der Femto Access Point (FAP), das Femto Gateway (FGW) sowie das Femto Management System (FMS).
Der FAP, also das Gerät, das die Funk-Zelle aufspannt, besteht aus der Funk-Hardware und dem Backhaul, also der Leitung zum Internet. Der FAP koppelt die Funkendgeräte an das FGW an, das beim Mobilnetzbetreiber steht. Im FGW sind Sicherheits- und Kontrollelemente untergebracht. Außerdem bindet das FGW die einzelnen Femto-Zellen an das Core Network an. Vom FGW hängt wesentlich ab, wie viele Femto-Zellen an das Core Network angebunden werden können. Im öffentlichen Betrieb sollen es einst zehntausende Femto-Zellen sein. Das FMS übernimmt Verwaltungs- und Konfigurationsaufgaben für die FAP und das FGW (zum Beispiel die User-Verwaltung, Initiale Konfiguration mit Scrambling Codes, Security-Einstellungen).
Femto-Zellen lassen sich ohne jegliche Anwendereingriffe an das FGW anbinden (Zero-Touch-Konfiguration). Da der Zeitpunkt der Inbetriebnahme dem Anwender überlassen ist, startet die Femto-Zelle beim Anschluss automatisch eine Erkennungs- und Registrierungsprozedur (Discovery & Registration), bei der sie das optimale (in der Regel das nächste) FGW sucht. Dafür verwendet sie wie in IP-Netzen üblich eine feste Adresse (URL), die über das Domain Name System (DNS) zur IP-Adresse des FGW aufgelöst wird.
Anschließend authentifizieren sich FAP und FGW gegenseitig; meist über IKEv2 in Verbindung mit einer Public Key Infrastructure (PKI). Optional kann sich das FAP über eine SIM-Karte beim FGW authentifizieren. Nach diesem Schritt erfolgt der Transport von Daten IPSec-verschlüsselt. Dafür nimmt man erheblich mehr Verwaltungsdaten in Kauf: Ein übliches, PPPoE-verpacktes Sprach-Sample von 20 ms Dauer belegt so brutto 124 Byte. Der üblicherweise eingesetzte AMR-Codec liefert aber netto nur maximal 31 Byte.
