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Robustel Smart Roaming : la nouvelle génération de connectivité IoT mondiale

Livre blanc – Résumé

Résumé

Les cartes SIM itinérantes ont longtemps été présentées comme la solution aux connexions GSM peu fiables dans les déploiements IoT et M2M. Dans la pratique, cependant, elles ne résolvent qu'une partie du problème. La sélection du réseau est déterminée par le matériel et le micrologiciel, et non par la carte SIM, ce qui signifie que les appareils peuvent rester « bloqués » sur des réseaux de mauvaise qualité ou défaillants malgré la disponibilité de cartes SIM multi-réseaux.

La technologie Smart Roaming de Robustel va encore plus loin. Elle vérifie en permanence non seulement la puissance du signal, mais aussi la connectivité réelle des données grâce aux temps de ping et aux taux de réussite. Lorsqu'une connexion échoue ou tombe en dessous d'un niveau de qualité défini, Smart Roaming bascule automatiquement le routeur vers un réseau plus performant.

Cette approche proactive offre une fiabilité de niveau opérateur pour les applications IoT où les temps d'arrêt sont inacceptables, éliminant les visites coûteuses sur site et garantissant une disponibilité proche de 100 % pour les appareils connectés.

Ce que vous apprendrez
  • Les limites des cartes SIM à réseau unique et à itinérance dirigée, et pourquoi les cartes SIM sans itinérance dirigée ne suffisent pas à elles seules pour l'IoT critique.
  • Comment fonctionne la sélection automatique du réseau (3GPP 23.122) et pourquoi elle échoue souvent dans les applications IoT.
  • Pourquoi le mythe du « signal le plus puissant » est trompeur et comment il affecte la disponibilité réelle.
  • Comment Smart Roaming ajoute de l'intelligence en combinant des contrôles de santé, des tests ping et la commutation manuelle du réseau.
  • Options de déploiement : installation de Smart Roaming via RobustOS App Centre ou préconfiguration à grande échelle pour un déploiement sans intervention.

Introduction

Le SMART roaming est une nouvelle technologie disponible exclusivement sur les routeurs Robustel afin d'augmenter la fiabilité des connexions GSM aux niveaux requis par les fournisseurs de solutions IoT et M2M.

Les cartes SIM multi-réseaux (ou « roaming ») ont souvent été proposées comme solution aux communications GSM intermittentes, mais ce n'est qu'une partie de l'histoire, une histoire rarement comprise ou expliquée de manière exhaustive par ceux qui vendent ces produits.

Le problème

En principe, les cartes SIM en itinérance qui donnent accès à tous les réseaux 2G, 3G et 4G dans un pays donné semblent être une excellente solution aux limites imposées par une connexion Internet mobile via un seul opérateur réseau (couverture limitée et encombrement intermittent potentiel étant les principaux problèmes). Cependant, ce n'est qu'une partie du problème.

La sélection du réseau dépend du matériel et NON de la carte SIM. Ainsi, même si une carte SIM d'itinérance semble être une bonne idée en principe, il est possible d'utiliser une carte SIM multi-réseaux et de constater que votre appareil (routeur/modem) ne passe pas sur un autre réseau lorsque la connexion est perdue.

Les détails complets du processus qui régit la « sélection du réseau » sont décrits dans la norme 3GPP TS 3GPP 23.122, qui peut être téléchargée à l'adresse https://portal.3gpp.org/. Cela permettra d'expliquer aux lecteurs plus techniques tous les détails et les limites de la sélection automatique du réseau.

La solution

Tous les routeurs Robustel prenant en charge la fonction « SMART Roaming » peuvent être configurés pour détecter toute perte de communication de données mobiles sur le réseau actuel et être contraints de basculer vers un autre réseau dans un délai très court. Cela permet de réduire les coûts liés aux déplacements sur site et vous offre la tranquillité d'esprit de savoir que vous avez mis en œuvre la méthodologie de communication « la plus fiable » pour vos appareils connectés avant de déployer un grand nombre d'appareils connectés au réseau cellulaire.

SMART Roaming vérifie non seulement la puissance du signal, mais aussi les « temps de ping » et la « complétion du ping » afin d'obtenir une image plus complète de la connexion actuelle. Si le contrôle d'intégrité échoue, le routeur évalue de manière dynamique la qualité des autres réseaux et passe au meilleur réseau suivant si les communications sont perdues ou de « mauvaise qualité ».

Types de cartes SIM

Tout d'abord, il est nécessaire de comprendre les types fondamentaux de cartes SIM vendues pour les applications M2M/IoT :

Carte SIM réseau unique

Ces cartes SIM offrent une couverture sur un seul réseau, généralement dans un seul pays. Cela signifie que s'il n'y a pas de couverture sur le réseau concerné à l'endroit où elles sont installées (en particulier dans un bâtiment), les communications ne fonctionneront pas. De plus, si le déploiement est multinational, il faut conclure de nombreux contrats SIM différents pour différents territoires, ce qui est difficile sur le plan logistique et pratiquement impossible à gérer à grande échelle.

La solution traditionnelle proposée à ces problèmes consiste à offrir une carte SIM itinérante ou « multi-réseaux », généralement proposée par des agrégateurs tels que Jersey Telecom, Tele2, Telenor, KPN, Vodafone, Telefonica et d'autres.

Ce que la plupart des gens ignorent, c'est que toutes les cartes SIM en itinérance ne se valent pas !

Carte SIM avec itinérance dirigée

Ce type de carte SIM « peut » accéder à plusieurs réseaux par pays, mais privilégiera un réseau spécifique ou un sous-ensemble de réseaux pour le bénéfice commercial de l'opérateur mobile. La plupart du temps, cette orientation n'est pas mise en œuvre dans le but d'assurer la fiabilité des communications, mais pour réduire le coût du système en utilisant les réseaux « préférés ». Cela va généralement à l'encontre des attentes des fournisseurs de services/systèmes IoT, qui ont besoin d'une disponibilité du réseau aussi proche que possible de 100 %.

La gestion de l'itinérance est un sujet complexe qui n'est pas abordé dans ce document. La solution principale et la plus simple consiste à choisir une carte SIM d'itinérance « non guidée » de bonne qualité, bien qu'une utilisation judicieuse des programmes d'itinérance guidée puisse contribuer à obtenir des résultats commerciaux satisfaisants.

Carte SIM sans itinérance

Les inconvénients de l'itinérance dirigée étant devenus plus visibles sur le marché, certains fournisseurs de services mobiles ont commencé à proposer et à promouvoir des cartes SIM d'itinérance « non dirigée ». Cela signifie que la carte SIM ne contient aucune liste de réseaux préférés et ne subit aucune influence de la part de l'opérateur au niveau du réseau. Essentiellement, une carte SIM d'itinérance non guidée est une toile vierge qui fournit simplement un accès aux réseaux selon les besoins, sans « chargement des dés ». C'est sans doute le point de départ le plus souhaitable pour toute application M2M/IoT où la disponibilité et la fiabilité sont essentielles.

Processus de sélection du réseau

L'un des concepts les plus mal compris concernant les cartes SIM en itinérance est celui de la sélection du réseau.

Contrairement à ce que beaucoup de gens pensent, les cartes SIM ne jouent pas un rôle actif dans la sélection du réseau (à l'exception de celles qui utilisent des applications SIM Toolkit à cette fin, mais cela n'est pas courant). Le choix d'un réseau approprié dépend du matériel et/ou de la manière dont le matériel est configuré par le micrologiciel associé (généralement via des commandes AT).

Il existe deux types fondamentaux de sélection de réseau :

Sélection automatique du réseau

Ce processus est défini par un ensemble de règles dans la norme TS 3GPP 23.122, comme détaillé ci-dessous :

« Le MS (appareil cellulaire) sélectionne et tente l'enregistrement sur d'autres combinaisons PLMN/technologie d'accès, si elles sont disponibles et autorisées, dans l'ordre suivant :

  1. soit le HPLMN (si la liste EHPLMN n'est pas présente ou est vide), soit le EHPLMN disponible ayant la priorité la plus élevée (si la liste EHPLMN est présente) ;
  2. chaque combinaison PLMN/technologie d'accès dans le fichier de données « Sélecteur PLMN contrôlé par l'utilisateur avec technologie d'accès » dans la carte SIM (par ordre de priorité) ;
  3. chaque combinaison PLMN/technologie d'accès dans le fichier de données « Sélecteur PLMN contrôlé par l'opérateur avec technologie d'accès » dans la carte SIM (par ordre de priorité) ;
  4. autres combinaisons PLMN/technologie d'accès avec signal reçu de haute qualité dans un ordre aléatoire ;
  5. autres combinaisons PLMN/technologie d'accès par ordre décroissant de qualité du signal.

Ces règles de sélection du réseau ont été définies il y a de nombreuses années et n'utilisent pas la capacité des communications TCP/IP à fonctionner comme indicateur d'un réseau utilisable. Cela signifie que l'appareil cellulaire peut se trouver sur un réseau avec une bonne puissance de signal, mais qu'en raison d'autres facteurs, il n'est pas en mesure de transmettre des données. Cette situation est extrêmement indésirable pour tout fournisseur de services IoT/M2M.

Un autre point critique est qu'avant ce processus de sélection, le matériel essaiera toujours d'utiliser le « dernier réseau connu fonctionnant » ou RPLMN (Registered PLMN), ce qui signifie que même un redémarrage ne permettra pas nécessairement de remettre un système déconnecté en état de fonctionnement. Le concept RPLMN pourrait signifier qu'un routeur continue de se connecter à un réseau sans communication de données fonctionnelle en raison des défaillances du processus de sélection automatique du réseau. Le résultat net est tout simplement une perte de communication de données.

Ce point très obscur est généralement mal compris et a des implications importantes pour ceux qui s'attendent à ce que tout « fonctionne tout simplement » lorsqu'une carte SIM en itinérance est utilisée avec la sélection automatique du réseau.

Le processus de sélection automatique du réseau ne tient pas compte des communications à commutation de paquets. Ainsi, une application qui détecte un signal puissant mais qui ne parvient pas à communiquer avec un serveur sur Internet restera dans un état sans connectivité et ne se rétablira pas automatiquement.

Pour éviter ce problème, une logique supplémentaire est nécessaire dans le micrologiciel de l'appareil.

C'est ce problème fondamental que l'application « SMART Roaming » de Robustel vise à résoudre en utilisant la simplicité de la sélection automatique du réseau, mais en la complétant par des contrôles de santé et l'utilisation de la sélection manuelle du réseau afin de garantir une fiabilité aussi élevée que possible.

Le mythe du signal le plus puissant

Il est de plus en plus courant d'entendre la déclaration suivante ou similaire de la part des fournisseurs de cartes SIM sans itinérance, en particulier de la part de leurs services commerciaux/marketing :

« Cette carte SIM se connectera au réseau le plus puissant, ce qui la rend beaucoup plus fiable que les autres cartes SIM. »

Comme le montre ce document, le processus de sélection du réseau est malheureusement plus complexe que cette simple phrase choc et il est manifestement erroné pour les raisons suivantes.

  • Les cartes SIM ne se connectent activement à rien. Elles ne prennent pas non plus de décisions quant au choix du réseau, cette fonction étant assurée par le module cellulaire/routeur qui a été programmé pour suivre le processus TS 3GPP 23.122. Les cartes SIM ne sont en réalité qu'un simple référentiel de fichiers.
  • Dans la figure 2.0 ci-dessus, l'étape (iv) indique clairement que les réseaux sont sélectionnés « au hasard » et non pas en fonction du signal le plus puissant. Cette conception repose sur une raison très valable. Si chaque appareil se connectait systématiquement au meilleur signal selon l'indice RSSI, le risque de saturation serait plus élevé que si les appareils en itinérance choisissaient au hasard parmi toutes les cellules disponibles, à condition qu'elles offrent une bonne puissance de signal (« haute qualité »).
Sélection manuelle du réseau

En comparaison, la sélection manuelle du réseau est relativement très simple par rapport à la sélection automatique. Un appareil peut demander à se connecter à un réseau spécifique et, tant que l'enregistrement aux services appropriés est autorisé par la carte SIM/le fournisseur, la connexion est établie.

À ce stade, il serait raisonnable de se demander :

« Pourquoi toutes les applications M2M n'utilisent-elles pas la sélection manuelle du réseau ? »

Le manque de compréhension des fabricants de matériel informatique, combiné à un niveau relativement élevé de risque/complexité dans le processus de développement de ces sous-programmes, fait que beaucoup hésitent à ajouter cette « touche finale » à leurs produits connectés.

La technologie « SMART Roaming » de Robustel surmonte les limites de la sélection automatique du réseau pour permettre aux appareils IoT cellulaires qui nécessitent une disponibilité élevée de se connecter en toute confiance.

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Une connectivité peu fiable est le coût caché des déploiements IoT, mais cela n'est pas une fatalité. La technologie Smart Roaming de Robustel transforme les cartes SIM multi-réseaux en connexions véritablement résilientes, soutenues par du matériel de qualité professionnelle et une expertise mondiale. Collaborez dès aujourd'hui avec Robustel pour éliminer les temps d'arrêt, réduire les coûts d'assistance et offrir à vos appareils IoT la connectivité fiable qu'ils méritent.