Briser les barrières dans l'IoT mondial d'
:
Gérer et surmonter les défis posés par les déploiements mondiaux de la 4G/LTE IoT.
Livre blanc – Résumé
Résumé
Les déploiements mondiaux de l'IoT promettent évolutivité et efficacité, mais dans la pratique, les fabricants sont confrontés à deux obstacles tenaces : la fragmentation des fréquences LTE et les certifications coûteuses spécifiques à chaque région. Avec plus de 70 bandes LTE dans le monde et des exigences variables selon les opérateurs, la connectivité « plug and play » au-delà des frontières est tout sauf simple.
Ce livre blanc explique comment la série de routeurs GLOBAL de Robustel relève ces défis de front, en combinant une large couverture de fréquences, de nombreuses certifications mondiales et des fonctionnalités logicielles innovantes telles que Smart Reboot et RobustVPN. En réduisant les risques, en diminuant les coûts de certification et en simplifiant la gestion du parc, Robustel aide les équipementiers à commercialiser plus rapidement leurs produits connectés et à les exploiter avec une plus grande fiabilité dans le monde entier.
Ce que vous apprendrez
- Pourquoi la fragmentation LTE complique la couverture mondiale — et comment y remédier.
- Les réalités des certifications réglementaires, télécoms et opérateurs, et pourquoi elles font grimper les coûts de déploiement .
- Comment les routeurs GLOBAL de Robustel sont conçus avec une large prise en charge des fréquences et une couverture de certification étendue afin de réduire la complexité.
- Comment Smart Reboot garantit une itinérance et une disponibilité résilientes, réduisant ainsi les visites coûteuses sur site.
- Comment RobustVPN permet un accès à distance sécurisé et peu coûteux aux appareils, quelle que soit la carte SIM, le réseau ou la région.
- Comment le programme mondial de tests de Robustel valide la fiabilité à travers les continents, garantissant des performances là où cela compte le plus.
Introduction
La plupart des équipementiers et des constructeurs de machines qui vendent leurs produits à l'échelle mondiale estiment à juste titre que l'ajout d'une connectivité cellulaire à leurs produits devrait être une opération relativement simple.
« Achetez une carte SIM et un routeur 4G, branchez-le, c'est simple, non ? »
Pas tout à fait...
Malheureusement, deux problèmes constituent un obstacle majeur à la réalisation de cet objectif. Malgré les nombreuses discussions autour de l'IoT et de la normalisation, la fragmentation des fréquences 4G et les certifications coûteuses restent un frein pour beaucoup.
Problème 1 : Fragmentation LTE
La « fragmentation LTE » est une manière complexe de dire qu'il existe de nombreuses fréquences différentes utilisées à travers le monde pour la 4G et que beaucoup d'entre elles sont incompatibles les unes avec les autres.
En fait, si l'on considère à quel point les déploiements mondiaux sont devenus difficiles, cela donne lieu à une lecture assez surprenante :
Au moment où nous écrivons ces lignes, il est très difficile de donner un chiffre définitif sur le nombre de bandes 4G nécessaires pour assurer la couverture réseau de tous les opérateurs dans toutes les régions.
Le tableau ci-dessous est partagé afin d'aider à comprendre pourquoi il en est ainsi.
Cet extrait ne contient que 5 lignes de l'article complet de Wikipédia sur les bandes LTE mondiales, sur un total de 72 bandes répertoriées.
Cependant, si l'on consulte la section 5.5-1 « Bandes de fonctionnement E-UTRA » du document 3GPP TS 36.101 (spécifications techniques de l'organisme de réglementation de la 4G), le nombre total s'élève à 88 bandes !
Quel que soit le nombre exact et actuel,
70+ bands illustre un manque total d'harmonisation et la preuve que la bureaucratie travaille carrément contre ceux qui veulent déployer l'IoT à l'échelle mondiale.
Il est possible d'envisager la 3G, mais de nombreux opérateurs ont désactivé ou sont en train de désactiver leurs réseaux. La 2G (GPRS) pourrait être une option pour les applications à faible bande passante, mais la menace d'une interruption de la 2G dans une ou plusieurs régions rend la perspective d'un déploiement de la 2G en 2020 assez risquée et peu attrayante.
Cette mosaïque de fréquences a pour effet de rendre le déploiement mondial coûteux (les produits universels ont toujours été chers) ou compliqué (il est nécessaire d'utiliser un routeur ou un module 4G « par région ») pour les fabricants, ce qui oblige à utiliser plusieurs produits et empêche de travailler à partir d'une nomenclature fixe unique (BOM) unique : chaque appareil déployé doit disposer d'un module/routeur spécifique pour garantir la couverture.
Problème 2 : Certifications – Obligatoires et opérateur
« L'Europe, c'est facile ! »
C'est une expression que nous utilisons souvent lorsque nous discutons des déploiements cellulaires au sein de l'Union européenne. Une bonne harmonisation des fréquences et de la certification signifie que tant qu'un produit cellulaire dispose de la certification CE et est conforme aux exigences « GCF » (voir : https://www.globalcertificationforum.org/), il est alors considéré comme légalement acceptable pour être mis sur le marché ET adapté à l'usage prévu par les opérateurs de réseau dans l'UE.
Le fait que cela soit relativement « facile » donne à de nombreux fabricants basés dans l'UE un « faux sentiment de sécurité » et les amène à supposer que le déploiement de produits en dehors de l'UE est tout aussi facile et soumis aux mêmes critères que ceux déployés dans l'UE. Accepter pleinement ce qu'implique réellement la certification mondiale est souvent difficile à avaler pour ceux qui souhaitent fournir un service connecté et se traduit souvent par un revirement décevant dans une entreprise commerciale en raison des coûts impliqués.
Certification réglementaire/Conformité
Parmi les exemples les plus connus de certification réglementaire, on peut citer :
- CE – Norme européenne
- FCC – Norme américaine
Ces normes sont généralement obligatoires pour tous les types de produits électroniques RF vendus sur le continent concerné. Elles font référence à plusieurs tests qui doivent être effectués et ce n'est que si ces tests sont concluants que les produits peuvent être légalement mis en vente.
Certains pays autorisent la référence aux normes FCC ou CE dans leur juridiction, mais nombreux sont ceux qui exigent le respect de leurs propres normes spécifiques.
Le non-respect des normes constitue un problème juridique et, dans les cas les plus graves, il peut entraîner une peine d'emprisonnement pour les dirigeants de l'entreprise, en particulier lorsque les produits présentent un danger pour la santé et la sécurité.
Certification dans le secteur des télécommunications
Le GCF (https://www.globalcertificationforum.org/) et le PTCRB (https://www.ptcrb.com/) sont des organismes chargés de certifier qu'un produit cellulaire
ne « perturbera » pas le réseau d'un opérateur mobile et qu'il est adapté à son usage.
Leur place exacte dans la hiérarchie des obligations des fabricants dépasse le cadre du présent document, mais il suffit de dire qu'elles se traduisent en fin de compte par une dépense de temps et d'argent pour quiconque développe des produits cellulaires.
Certification des opérateurs
Beaucoup de gens sont surpris de découvrir que, malgré l'obtention des certifications réglementaires et celles de l'industrie des télécommunications, il peut encore y avoir d'autres obstacles à surmonter avant qu'un produit puisse être commercialisé.
La certification des opérateurs est un autre processus qui doit être accompli, essentiellement pour garantir à l'opérateur réseau que votre appareil est adapté à son réseau. AT+T et Verizon aux États-Unis sont des exemples courants de cette exigence.
Seule une minorité d'opérateurs imposent cette obligation de manière absolue, mais il s'agit généralement des plus influents. Il convient donc d'en tenir compte dans le cadre des considérations générales relatives au déploiement.
La certification des opérateurs implique encore plus de temps et d'argent.
La solution de Robustel aux défis liés au déploiement mondial
La nouvelle série de routeurs « GLOBAL » de Robustel sera l'une des premières au monde à proposer des routeurs LTE utilisables partout dans le monde à un prix très compétitif, ce qui était impossible jusqu'à très récemment (en 2020).
Cette opportunité est née de la mise sur le marché de puces/modules 4G (LTE) « mondiaux » plus compétitifs et de la volonté de Robustel de commercialiser rapidement un produit aussi attractif.
Un routeur mondial nécessite deux éléments : des fréquences mondiales et des certifications mondiales. Ces deux éléments ont toujours été coûteux à obtenir, ce qui a constitué un obstacle à la mise sur le marché d'un tel produit. De plus, ceux qui ont réussi à le faire ont dû fixer un prix élevé, ce qui les a rendus inaccessibles à de nombreuses applications IoT, en particulier à grande échelle.
La gestion de plusieurs versions d'un routeur peut impliquer un stock plus important, plusieurs fichiers de configuration et un processus plus complexe pour associer les objets/appareils aux routeurs, ce qui augmente le risque d'erreur humaine. Il est donc tout à fait normal que les clients posent souvent la question suivante dès le départ :
« Ne puis-je pas simplement avoir un routeur 4G qui fonctionne partout ? »
Pour ces raisons, une solution 4G universelle à un prix abordable est un produit recherché par les fabricants/OEM mondiaux qui souhaitent proposer un service de « produit connecté », et c'est précisément ce marché que la série « GLOBAL » de Robustel vise à conquérir.
Les principaux produits de la gamme de routeurs GLOBAL de Robustel sont les suivants :
R3000-Global
R1520-Global
Outre un grand nombre de fréquences LTE assurant une couverture sur tous les continents, la série GLOBAL a bénéficié d'investissements très importants de la part de Robustel dans des certifications coûteuses, ce qui en fait les meilleurs produits certifiés actuellement disponibles dans leur gamme de prix.
Une liste complète des certifications actuelles, en attente et prévues pour les modèles R1520 et R3000 est disponible auprès de votre représentant Robustel. Si un routeur ne dispose pas d'une certification spécifique pour un projet client, Robustel envisagera d'obtenir cette certification afin de permettre la réalisation du projet. Une telle démarche s'inscrirait dans le cadre d'une négociation globale pour l'achat de matériel Robustel. L'équipe R&D de Robustel possède une vaste expérience dans l'obtention de certifications mondiales et se fera un plaisir de vous conseiller sur le sujet afin de trouver la solution la plus rentable pour répondre à un ensemble spécifique d'exigences de projet.
Tests mondiaux – Robustel s'en est chargé pour vous
La 4G/LTE est un système extrêmement complexe qui combine de nombreuses technologies afin d'offrir une excellente expérience à la plupart des consommateurs. Cependant, les besoins des utilisateurs industriels sont légèrement différents, car ils se connectent principalement à des actifs statiques (qui ne peuvent jamais se déplacer vers une zone où le signal est meilleur !) et ont besoin d'une disponibilité aussi proche que possible de 100 %.
Toute nouvelle technologie peut rencontrer des problèmes de démarrage tout au long de la chaîne d'approvisionnement (SIM/composants/micrologiciels). Partant de ce principe, Robustel s'est engagé à expédier un « R3000-GLOBAL » dans le monde entier afin de mesurer ses performances réelles et de vérifier l'absence d'anomalies ou de comportements inattendus.
du régime de test L'objectif principal était de vérifier le processus de connexion/enregistrement au réseau et l'établissement ultérieur d'une connexion de données dans divers endroits.
Cela a également été l'occasion de tester la fonctionnalité unique « Smart Reboot » (redémarrage intelligent) de Robustel, décrite plus loin dans ce document.
À chaque emplacement, le routeur a été mis sous tension et la routine de démarrage standard s'est déroulée. Le processus de sélection du réseau a fait l'objet d'un examen minutieux. En l'absence d'un « dernier réseau connu », celui-ci dépend du routeur qui effectue un balayage dynamique des réseaux disponibles, puis choisit parmi ceux qui ont un « signal de bonne qualité », défini comme un signal dont la puissance est supérieure à un seuil acceptable. Si plusieurs réseaux répondent à ces critères, le routeur choisit au hasard parmi les réseaux disponibles afin de partager/répartir la charge de connexion sur les réseaux cellulaires/cellules environnants.
Dans tous les emplacements, le routeur a fonctionné comme prévu, établissant automatiquement des connexions dans un délai acceptable aux réseaux comme suit :
|
Emplacement |
Réseau |
|---|---|
|
Guangzhou, Chine |
China Unicom |
|
Melbourne, Australie |
Telstra |
|
Brighton, Royaume-Uni |
Trois Royaume-Uni |
|
Munich, Allemagne |
Vodafone Allemagne |
|
Floride, États-Unis |
AT&T |
|
Toronto, Canada |
Cloche |
États-Unis – Un cas particulier
Les tests effectués en Amérique du Nord revêtent une importance particulière, car traditionnellement, les deux principaux réseaux ont exigé des modèles de routeurs différents pour des raisons technologiques et politiques.
En général, le choix se porte sur un routeur approuvé par Verizon ou un routeur approuvé par AT+T, ce qui n'est pas idéal pour ceux qui recherchent simplement la meilleure couverture possible, une simplicité logistique et une fiabilité optimale. Le R3000-GLOBAL, lorsqu'il est utilisé avec une carte SIM appropriée, peut établir une connexion 4G sur tous les principaux réseaux américains comme suit :
- AT&T
- Verizon
- T-Mobile
- Sprint
Traditionnellement, Verizon et Sprint utilisaient la technologie CDMA, incompatible avec la technologie cellulaire GSM utilisée par AT+T et T-Mobile.
Avec l'avènement de la 4G, cette incompatibilité a été supprimée, car tous les opérateurs ont convergé vers la technologie LTE (4G), ce qui signifie qu'une seule carte SIM en itinérance et un routeur « GLOBAL » peuvent désormais fournir un accès Internet sur tous les principaux opérateurs aux États-Unis.
Un routeur 4G économique pouvant se connecter à la fois à AT+T et à Verizon est une solution intéressante, car de nombreuses organisations américaines choisissent l'un ou l'autre opérateur
et restent fidèles à celui-ci pour des raisons politiques ou financières.
Les équipementiers doivent être en mesure de répondre à ces « choix des clients » sans imposer de contrainte financière importante à la solution globale, et c'est précisément dans ce domaine que la série GLOBAL peut apporter son aide aux États-Unis.
Redémarrage intelligent et itinérance intelligente – La solution unique de Robustel à un problème mondial
Les cartes SIM itinérantes sont souvent vendues comme un moyen d'améliorer la fiabilité des applications IoT, mais il existe de nombreux exemples d'échecs dus au fait que le routeur 4G ne bascule pas vers un autre réseau lorsque la communication de données échoue sur le réseau actuel.
Une explication détaillée de cette question est disponible dans la fiche produit Smart Roaming disponible dans notre livre blanc Smart Roaming.
En bref, le processus utilisé par les routeurs pour déterminer quel réseau utiliser (sélection automatique du réseau) se base uniquement sur la puissance du signal pour déterminer un réseau utilisable, ce qui ne correspond pas nécessairement à un réseau capable de transmettre des données.
En envoyant un SMS au routeur Robustel avec le texte « SIM1 SMARTREBOOT », le routeur supprimera le « dernier réseau connu » de la carte SIM, puis redémarrera. Cela signifie que le routeur effectuera un scan et choisira au hasard un réseau parmi une liste de réseaux ayant une puissance de signal suffisante, conformément à la définition 3GPP de la sélection automatique du réseau.
Le projet Global Test a été une excellente occasion de tester Smart Reboot dans différents environnements.
Dans le contexte des routeurs déployés à l'échelle mondiale, un simple message SMS Smart Reboot peut faire la différence entre devoir se rendre sur place ou non. Un SMS à 10 centimes peut permettre d'économiser un déplacement en avion d'une valeur de 1 000 dollars.
Smart Reboot a fonctionné comme prévu dans tous les pays. Vous trouverez ci-dessous un exemple d'utilisation des fonctionnalités de Smart Reboot alors que le routeur se trouvait en Chine. Veuillez noter que la séquence des SMS est classée par ordre chronologique, de bas en haut, avec une description de chaque « action » dans la colonne « Remarque » ci-contre :
Les problèmes de communication constituent toujours une menace lorsqu'il s'agit de systèmes RF tiers, mais les enjeux sont beaucoup plus importants lors d'un déploiement à l'échelle mondiale et le coût d'une visite sur site peut s'élever à plusieurs milliers de dollars. C'est pourquoi la fonctionnalité Smart Reboot de Robustel peut s'avérer d'une aide précieuse lorsqu'il s'agit de gérer un parc de routeurs 4G largement dispersés.
RobustVPN – Une autre pièce du puzzle
Un autre défi pour les équipementiers qui se déploient à l'échelle mondiale est la question de l'accès à distance. Si une partie de l'équipement installé comprend un PC exécutant des applications telles que Teamviewer ou Logmein, il peut être relativement facile d'établir une connexion sortante instantanée vers des appareils connectés à un routeur 4G.
Cependant, de nombreux appareils IoT ne disposent pas de ces progiciels conviviaux (ni du matériel associé pour faire fonctionner les systèmes d'exploitation) et la possibilité de se connecter directement à un appareil par son adresse IP et son numéro de port TCP est essentielle. C'est souvent là que les problèmes commencent !
De par leur nature, les réseaux 4G ne facilitent pas ces connexions « entrantes », il faut donc trouver une solution à ce problème, souvent appelé « problème unidirectionnel ».
La solution la plus simple consiste à s'adresser à un fournisseur de cartes SIM proposant une carte SIM à adresse IP fixe et un service VPN associé, mais il n'est pas toujours possible ni souhaitable (les contrats SIM peuvent être risqués et onéreux) pour le fabricant OEM d'imposer les cartes SIM utilisées par le client final dans chaque lieu.
Il faut également tenir compte du fait que, dans certaines régions, les cartes SIM en itinérance peuvent être extrêmement coûteuses, ce qui oblige à utiliser une autre carte SIM « locale ». C'est là que le service RobustVPN de Robustel peut s'avérer une solution inestimable.
RobustVPN est une application innovante de la technologie de tunneling VPN basée sur le cloud qui fournit aux routeurs Robustel des adresses IP privées fixes permettant un accès à distance facile depuis n'importe où dans le monde.
Le serveur hébergé Microsoft Azure de Robustel prend en charge les problèmes de configuration complexes généralement associés à OpenVPN, notamment l'échange de certificats et les mots de passe.
RobustVPN est entièrement indépendant de la carte SIM, ce qui signifie que N'IMPORTE QUELLE carte SIM de N'IMPORTE QUEL fournisseur peut être utilisée et qu'un service IP fixe est effectivement superposé à cette carte SIM 4G.
RobustVPN est également « indépendant du support », ce qui signifie qu'il fonctionne non seulement avec n'importe quelle carte SIM 4G, mais aussi avec n'importe quelle connexion Internet filaire ou sans fil, offrant ainsi une flexibilité totale lorsque le type de connexion Internet disponible sur chaque site peut varier. RobustVPN est également utilisé sur les connexions par modem satellite (VSAT) sur les routes maritimes mondiales.
Devenez partenaire de Robustel : internationalisez votre application IoT
Les déploiements IoT à l'échelle mondiale sont complexes, mais ils ne doivent pas nécessairement être prohibitifs. Robustel a investi dans les certifications, les essais sur le terrain et les fonctionnalités avancées qui rendent la connectivité mondiale pratique et rentable. Collaborez dès aujourd'hui avec nos experts pour simplifier votre stratégie de déploiement, réduire les risques et accélérer la mise sur le marché grâce à des solutions IoT qui fonctionnent partout dans le monde.
En vous associant à Robustel pour votre stratégie mondiale, vous bénéficiez des avantages suivants :
- Expertise en matière de fréquences mondiales : la série de routeurs GLOBAL de Robustel est conçue pour gérer le monde fragmenté des bandes 4G LTE, garantissant une connectivité transparente entre les régions sans la complexité ni le coût liés à la multiplicité des références de produits.
- Certifié dans le monde entier : grâce à d'importants investissements dans les certifications mondiales, Robustel supprime un obstacle majeur à l'entrée sur le marché, en proposant aux équipementiers des produits abordables, certifiés au niveau mondial et prêts à être déployés partout.
- Réduction avérée des risques : du redémarrage intelligent aux tests de résistance en conditions réelles sur tous les continents, Robustel a mis en place des mesures de protection qui réduisent les temps d'arrêt, évitent les visites coûteuses sur site et éliminent les risques liés aux déploiements mondiaux.
- Accès distant sécurisé : les outils avancés de VPN et de gestion à distance de Robustel simplifient la connectivité aux appareils partout dans le monde, réduisant ainsi les coûts d'assistance et rendant le déploiement mondial de l'IoT pratique et durable.