グローバルIoTにおける障壁の打破

ブリーフ

グローバルなIoT展開は規模と効率性を約束するが、実際には製造業者は二つの頑固な障壁に直面している:LTE周波数の断片化と 、高コストな地域固有の認証だ。世界中に70以上のLTEバンドが存在し、通信事業者の要件も異なるため、国境を越えた「プラグアンドプレイ」接続は決して単純ではない。

本ホワイトペーパーでは、ロバステルのGLOBALシリーズルーターが、広範な周波数カバレッジ、世界的な認証取得、スマートリブートやロバストVPNといった革新的なソフトウェア機能を組み合わせることで、これらの課題を直接解決する方法を概説します。リスクの低減、認証コストの削減、フリート管理の簡素化を通じて、ロバステル 接続製品をより迅速に市場投入し、世界中で高い信頼性をもって運用することをロバステル 。


学べる内容
  • LTEの断片化が世界的なカバレッジを複雑にする理由——そしてそれを克服する方法
  • 規制、通信、および事業者認証の現実と、それらが導入コストを押し上げる理由。
  • ロバステル、広範な周波数サポート認証カバレッジを備えて設計されており、複雑性を低減します。
  • スマートリブートがどのように堅牢なローミングと稼働時間を確保し、コストのかかる現地訪問を減らすのか。
  • RobustVPNが、あらゆるSIM、ネットワーク、地域を問わず、デバイスへの安全かつ低コストなリモートアクセスを可能にする仕組み
  • ロバステル、大陸を越えて信頼性を検証し、最も重要な場所で性能を保証する方法。

世界的に製品を販売するほとんどのOEMメーカーや機械メーカーは、自社製品にセルラー接続機能を追加することは比較的容易な作業であると考えている。

SIMと4Gルーターを買って差し込むだけ――簡単でしょ?
そうでもない…

残念ながら、その目標達成の大きな障害となる二つの問題が存在します。IoTや標準化に関する議論が盛んに行われているにもかかわらず、4G周波数の断片化と高コストな認証プロセスは、依然として多くの企業にとって障壁となっています。

「LTEの周波数分割」とは、世界中で4Gに多くの異なる周波数が使用されており、それらの多くが互いに互換性がないという複雑な表現である。

実際、グローバル展開がいかに困難になったかを検証すると、驚くべき事実が浮かび上がる:

グローバルカバレッジを達成するために必要な2Gバンドの数
グローバルカバレッジを達成するために必要な3Gバンドの数
グローバルカバレッジを実現するために必要な4G/LTEバンドの数

執筆時点では、各地域における全通信事業者のネットワークカバレッジをカバーする4Gバンドの数を確定的に示すことは非常に困難である。

こちらの表は、この状況が生じる理由について理解を深めていただくために共有されています。

この抜粋は、Wikipediaの「グローバルLTEバンド」の完全な項目から、全72バンドのうちわずか5行のみを掲載したものです。

しかし、4Gの統括機関による技術仕様書である3GPP TS 36.101の「E-UTRA動作帯域」のセクション5.5-1を参照すると、合計で88の帯域となる!

正確かつ最新の数字が何であれ、
70以上のバンドが存在するという事実は、調和が全く取れていないことを示しており、世界規模でIoT展開を行いたいと考える者たちに対して、官僚主義が真っ向から逆行している証拠である。

3Gの採用も検討可能ではあるが、多くの事業者が既にネットワークを停止しているか、停止中である。2G(GPRS)は低帯域幅アプリケーション向けの選択肢となり得るが、1つまたは複数の地域で2Gが廃止される可能性があるため、2020年における2G導入の見通しはかなりリスクが高く、受け入れがたいものとなる。

この周波数パッチワークがメーカーに与える影響は、グローバル展開を高コスト化(従来から汎用製品は高価である)または複雑化(地域ごとに4Gルーターやモジュールを個別に導入する必要がある)することであり、結果として複数の製品が必要となり、単一の固定部品表(BOM)で運用する手段が失われる。 (BOM)から運用することは不可能となる。展開される各デバイスは、カバレッジを確保するために特定のモジュール/ルーターを搭載しなければならない。

「ヨーロッパは簡単!」

欧州連合(EU)域内におけるセルラー機器の展開について議論する際、我々が頻繁に使用する表現である。周波数と認証の両面における良好な調和とは、セルラー製品がCE認証を取得し「GCF」要件(参照:https://www.globalcertificationforum.org/)に適合している限り、当該製品はEU域内で市場投入が法的に認められると同時に、ネットワーク事業者による目的適合性が認められることを意味する。

EU域内での認証が比較的「容易」であるという事実が、多くのEU拠点メーカーに「誤った安心感」を与え、EU域外での製品展開も同様に容易で、EU域内と同じ基準が適用されるとの思い込みを生んでいる。グローバル認証が実際に何を意味するのかを完全に理解することは、接続型サービスを提供したいと考える企業にとって往々にして苦い現実であり、そのコストゆえに事業計画が失望のうちに頓挫する結果を招くことが多い。

規制認証/コンプライアンス

規制認証の最も有名な例としては以下が挙げられる:

  • CE – 欧州規格
  • FCC – 米国規格

これらは、該当する大陸で販売されるあらゆる種類の電子RF製品に対して、おおむね必須の要件です。これらの規格では、実施が義務付けられている複数の試験が規定されており、試験に合格した場合にのみ、製品は合法的に販売可能となります。

一部の国では、自国管轄区域内でFCCまたはCEへの準拠を認めているが、自国の特定の基準を満たすことを要求する国も数多く存在する。

適合性の欠如は法的問題であり、最悪の場合、特に製品が健康や安全に脅威をもたらす場合には、非適合により会社の取締役が懲役刑に処される可能性がある。

電気通信業界の認証

GCF(https://www.globalcertificationforum.org/)とPTCRB(https://www.ptcrb.com/)は、携帯電話製品
が基本的に通信事業者のネットワークを「破壊」せず、目的に適合していることを認証する責任を有する組織です。

製造者の義務の階層における正確な位置付けは本稿の範囲外であるが、要するに、これらは最終的に、セルラー製品を開発する者にとっての時間と費用の支出に等しいと言える。

オペレーター認定

多くの人が驚くことに、規制当局や通信業界の認証を取得したにもかかわらず、製品を販売する前に乗り越えるべきさらなる障壁が存在する場合がある。

オペレーター認証は、ネットワーク事業者に自社のデバイスが自社ネットワーク上で動作可能であることを保証するために、完了しなければならないもう一つのプロセスである。この要件の一般的な例としては、米国のAT&TやVerizonが挙げられる。

これを絶対的に義務付ける事業者は少数派であるが、一般にそれはより影響力のある事業者であるため、全体的な導入計画の一環として考慮する必要がある。

オペレーターの認定には、さらに多くの時間と費用がかかる。

ロバステル 「GLOBAL」ルーターシリーズは、世界初のグローバル対応LTEルーターの一つとして、非常に競争力のある価格でロバステル これはごく最近(2020年時点)まで実現不可能とされてきたことです。

この機会は、より競争力のある「グローバル」4G(LTE)チップセット/モジュールの登場と、ロバステルこうした魅力的な製品を迅速に市場投入しようとする取り組みによって実現しました。

グローバル対応ルーターには二つの要件がある。グローバル周波数とグローバル認証だ。従来、これらを取得するには多額の費用がかかり、市場投入の障壁となってきた。そのため、市場に出回る製品はプレミアム価格が設定され、多くのIoTアプリケーション、特に大規模展開では手が届かない存在となっていた。

ルーターの複数バージョンを維持することは、在庫の増加、複数の設定ファイル、そしてモノやデバイスをルーターに関連付けるプロセスの複雑化を意味し、人為的ミスの可能性を高めます。当然ながら、クライアントは初期段階でよくこう尋ねます:

どこでも使える4Gルーターって、ないの?

これらの理由から、手頃な価格で提供できる汎用的な4Gソリューションは、「コネクテッド製品」サービスを提供したいグローバルメーカー/OEMにとって望ましい製品であり、ロバステル「GLOBAL」シリーズが狙う市場はまさにこの分野である。

ロバステル提供における現在の主力製品は以下の通りです:

R3000-グローバル

R1520-グローバル

GLOBALシリーズは、全大陸をカバーする多数のLTE周波数に加え、ロバステル による高額な認証取得への多大な投資により、現在入手可能な同価格帯製品の中で最高水準の認証ロバステル 。

R1520およびR3000の現行、保留中、およびロードマップ上の認証の完全なリストは、ロバステル より入手可能です。 お客様プロジェクトにおいて特定の認証を取得していないルーターの場合、ロバステル はその認証取得ロバステル 、プロジェクトの遂行を可能ロバステル 。このような取り組みは、ロバステル 調達における総合的な交渉の一部となります。ロバステル研究開発チームは、グローバル認証取得において豊富な経験を有しており、特定のプロジェクト要件に対して最も費用対効果の高いソリューションを見つけるため、この件に関するコンサルティングを喜んで提供いたします。

グローバルテスト –ロバステル
4G/LTEは極めて複雑なシステムであり、多くの技術が連携して大多数の消費者に優れた体験を提供していますしかし産業ユーザーのニーズは少し異なり、主に固定資産(より良い電波エリアに移動できないもの!)への接続において、可能な限り100%に近い稼働率が求められます。

新技術にはサプライチェーン全体(SIM/部品/ファームウェア)で初期段階の問題が発生する可能性があり、この前提のもと、ロバステル 「R3000-GLOBAL」を世界中に出荷し、実環境での性能を測定するとともに、異常や予期せぬ動作の有無を確認することをロバステル 。

テスト体制
主な目的は、ネットワーク接続/登録プロセスと、それに続くデータ接続の構築を様々な場所で確認することでした。

また、ロバステル独自の「スマートリブート」機能をテストする機会ともなった。この機能については、この文書の後半で説明する。

各設置場所においてルーターの電源を入れ、標準的な起動手順が実行された。 「最後に正常に接続されたネットワーク」が存在しない場合、ルーターは利用可能なネットワークを動的にスキャンし、信号強度が許容閾値を超える「良好な信号品質」を持つネットワークから選択するプロセスが詳細に検証された。複数のネットワークが基準を満たす場合、ルーターは周囲のセルラーネットワーク/セルへの接続負荷を分散させるため、利用可能なネットワークからランダムに選択する。

すべての場所で、ルーターは期待通りに動作し、許容範囲内の期間内に自動的に以下のネットワークへの接続を確立しました:

場所

ネットワーク

中国広州

チャイナユニコム

メルボルン、オーストラリア

テルストラ

英国ブライトン

スリーUK

ドイツ、ミュンヘン

ボーダフォン・ドイツ

フロリダ州、アメリカ合衆国

AT&T

カナダ、トロント

ベル

アメリカ合衆国 – 特別なケース

特に重要なのは、北米で行われたテストである。北米では従来、二大ネットワーク事業者が技術的・政治的な理由から異なるルーターモデルを要求してきた。

従来、選択肢はVerizon認定ルーターかAT&T認定ルーターに限られており、最高の通信エリア・運用簡便性・信頼性を求めるユーザーにとって理想的とは言えませんでした。R3000-GLOBALは適切なSIMカードと併用することで、米国主要通信事業者すべてにおいて以下の通り4G接続を実現します:

  • AT&T
  • ベライゾン
  • Tモバイル
  • スプリント

従来、ベライゾンとスプリントはCDMA技術を採用しており、これはAT&TとT-Mobileが使用するGSM携帯電話技術と互換性がなかった。

4Gの登場により、この互換性の問題は解消されました。すべての通信事業者がLTE(4G)に統一されたため、単一のローミングSIMと「GLOBAL」ルーターで、米国の主要通信事業者すべてにおいてインターネットアクセスが可能となったのです。

AT&TとVerizonの両方に接続可能なコスト効率の良い4Gルーターは、多くの米国組織が政治的または財政的な理由で特定の通信事業者(例:
)を選択し、その事業者に固執する傾向があるため、望ましい解決策である。

OEMメーカーは、ソリューション全体に重大な財政的制約を課すことなく、こうした「顧客の選択」に対応できる必要があります。まさにこの点において、GLOBALシリーズは米国市場で貢献できるのです。

ローミングSIMカードは、IoTアプリケーションの信頼性向上策として販売されることが多いが、現行ネットワークでデータ通信が失敗した際に4Gルーターが異なるネットワークへローミングしないために、失敗事例が数多く存在する。

この問題に関する詳細な説明は、当社のスマートローミングホワイトペーパーに掲載されているスマートローミング製品概要でご覧いただけます。

要するに、ルーターが使用するネットワークの選択プロセス(自動ネットワーク選択)は、利用可能なネットワークを決定するために信号強度のみを使用しており、これは必ずしも実際にデータを送信できるネットワークと一致するとは限らない。

ロバステル に「SIM1 SMARTREBOOT」という本文のSMSメッセージを送信すると、ルーターはSIMから「最後に正常に接続されたネットワーク」を削除し、その後ルーターを再起動します。これにより、ルーターはスキャンを実行し、3GPPの自動ネットワーク選択定義に基づく十分な信号強度を持つネットワークリストからランダムにネットワークを選択します。

グローバルテストプロジェクトは、様々な環境下でスマートリブートの負荷テストを実施する絶好の機会であった。

世界中に展開されたルーターにおいて、単純なSMSスマート再起動メッセージが、現地訪問の必要性を左右する可能性があります。10セントのSMSメッセージが、飛行機での1000ドルの現地訪問を節約できるのです。

スマートリブートは全地域で期待通りに動作しました。以下に、ルーターが中国に所在していた際のスマートリブート機能の活用例を示します。SMSメッセージの順序は下から上へ時系列で表示され、「備考」欄には各「アクション」の説明が併記されています:

通信上の問題は、サードパーティ製RFシステムを扱う際に常に脅威となりますが、グローバル展開時にはリスクが格段に高まり、現地調査のコストは数千ドルに膨れ上がる可能性があります。そのため、広範囲に分散した4Gルーター群を管理する際、ロバステルスマート再起動機能は極めて貴重な支援手段となり得ます。

グローバル展開するOEMメーカーにとってのもう一つの課題は、リモートアクセスに関する問題である。設置された機器の一部がTeamviewerやLogmeinなどのアプリケーションを実行するPCを含む場合、4Gルーターに接続されたデバイスへの即時的なアウトバウンド接続は比較的容易に実現できる。

しかし、多くのIoTデバイスには、そのようなユーザーフレンドリーなソフトウェアパッケージ(およびオペレーティングシステムを実行するための関連ハードウェア)の余裕がなく、IPアドレスとTCPポート番号によってデバイスに直接接続する能力が不可欠です。そして、まさにこの点が、問題が発生する原因となることが非常に多いのです!

4Gネットワークは本質的に、このような「着信」接続を容易に提供できないため、この問題(しばしば「一方向問題」として知られる)に対する解決策を見出す必要がある。

最も簡単な選択肢は、固定IP SIMと関連VPNサービスを提供するSIMプロバイダーを利用することです。しかし、OEMがエンドユーザーが使用するSIMカードをすべての地域で指定することは、常に可能または望ましいとは限りません(SIM契約はリスクが高く煩雑な場合があるため)。

また、一部の地域ではローミングSIMが非常に高額になるため、別の「現地」SIMを使用する必要があり、この点においてロバステル有用な解決策となります。

RobustVPNは、クラウドベースのVPNトンネリング技術を革新的に応用したアプリケーションであり、固定プライベートIPアドレスをロバステル 提供することで、世界中のどこからでも容易なリモートアクセスを可能にします。

ロバステルAzureホスト型サーバーロバステル、OpenVPNに通常伴う複雑な設定問題(証明書交換やパスワードを含む)を処理します。

RobustVPNは完全にSIM非依存です。つまり、どのプロバイダーのSIMカードでも使用可能であり、固定IPサービスがその4G SIM上に効果的にオーバーレイされます。

RobustVPNは「ベアラ非依存」でもあります。これは、あらゆる4G SIMで動作するだけでなく、有線・無線を問わずあらゆるインターネット接続でも動作するため、各拠点で利用可能なインターネット接続タイプが異なる場合でも完全な柔軟性を提供します。RobustVPNは、世界的な海運ルートにおける衛星モデム(VSAT)接続でも使用されています。


グローバルなIoT導入は困難を伴いますが、必ずしも障壁となる必要はありません。ロバステル 、世界規模の接続性を実用的かつ費用対効果の高いものにする認証取得、実地試験、高度な機能にロバステル 当社の専門家と今すぐ連携し、導入戦略を簡素化し、リスクを軽減し、世界中どこでも機能するIoTソリューションで市場投入までの時間を短縮しましょう。

グローバルロバステル 提携することで得られるメリット:

  • グローバル周波数対応技術: ロバステル、4G LTEバンドの断片化された世界に対応するよう設計されており、複数のデバイスSKUに伴う複雑さやコストなしに、地域をまたいだシームレスな接続性を保証します。
  • 世界中で認証取得済み:グローバル認証への多大な投資により、ロバステル 市場参入の主要な障壁ロバステル 、OEMメーカーに手頃な価格で世界的に認証された製品を提供します。これらの製品は、どこにでもすぐに導入可能です。
  • 実証済みのリスク低減:スマートリブートから全大陸での実環境ストレステストまで、ロバステル ダウンタイムを削減し、高額な現地訪問を回避し、グローバル展開のリスクを低減する安全策をロバステル 。
  • セキュアなリモートアクセス: ロバステル先進的なVPNおよびリモート管理ツールは、世界中のデバイスへの接続を簡素化し、サポートコストを削減。グローバルなIoT展開を実用的かつ持続可能なものにします。