Kako osrednje omrežje definira zmogljivosti vašega ponudnika povezljivosti IoT

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Kako osrednje omrežje definira zmogljivosti vašega ponudnika povezljivosti IoT — Ilustracija: © IoT za vse

V nasprotju z radijskimi dostopovnimi omrežji, katerih elemente je mogoče videti, kot so mobilni stolpi, je jedrnega omrežja običajno ostaja nevidni del celičnih komunikacijskih sistemov. Vendar igra ključno vlogo pri povezovanju.

Poleg svoje glavne funkcije – usmerjanja in prenosa podatkovnega prometa – je jedrno omrežje odgovorno za identifikacijo naprave in njene lokacije, njeno avtentikacijo in avtorizacijo za uporabo določenih storitev, spremljanje uporabe storitev in zaračunavanje odjemalcu.

To je osrednje omrežje, ki omogoča politike aplikacij, kot so omejitve prometa, dušenje, omejitve gostovanja ali storitve, ki jih lahko uporabljajo samo nekatere naprave.

Vendar je osrednje omrežje veliko več kot le izvajanje vseh ključnih funkcij, saj je veliko kritičnih funkcij povezljivosti odvisnih od njegove arhitekture, komponent in omrežnih rešitev, ki se uporabljajo.

Za uvedbe interneta stvari je morda še pomembnejše, saj imajo pogosto zahteve, ki se razlikujejo od običajnih mobilnih uporabnikov, kot so zahteve glede naprave ali uporabe.

Sposobnost ponudnika, da odgovori na te zahteve, bi v veliki meri opredelilo jedrno omrežje. Čeprav za zagotavljanje storitev povezljivosti ni potrebno imeti v lasti vseh omrežnih elementov, imajo operaterji, ki so zgradili svoja jedrna omrežja, veliko prednost.

Kdo je lastnik in uporablja jedrna omrežja

Operater mobilnega omrežja, znan tudi kot operater mobilnega omrežja (MNO), je podjetje, ki je zgradilo jedrno omrežje in radijsko dostopovno omrežje ter ju uporablja za zagotavljanje povezljivosti svojim strankam.

Poleg operaterjev mobilnih omrežij drugi ponudniki uporabljajo omrežja MNO za ponujanje storitev celične povezljivosti, imenovanih operaterji mobilnih virtualnih omrežij (MVNO). Za razliko od MNO se ti ponudniki običajno osredotočajo na določen segment trga in zagotavljajo prilagojeno ponudbo povezljivosti, na primer za avtomobilsko industrijo.

Medtem ko bi ponudniki virtualne povezljivosti, kot pove že njihovo ime, običajno uporabljali infrastrukturo, ki so jo zgradila in pripada drugim podjetjem, koncept je bolj kompleksen. MVNO-jev je več vrst, med seboj pa se razlikujejo po deležu infrastrukture, ki jo imajo v lasti in posledično po količini storitev, ki jih lahko zagotovijo.

Nekateri MVNO-ji izberejo poslovni model, ki ne zahteva lastništva nobene infrastrukture, na primer prodajalci blagovnih znamk, in obstajajo lahki MVNO-ji, ki imajo morda v lasti nekatere elemente osrednjega omrežja, vendar so vsi v večji meri odvisni od osrednjih omrežij drugih operaterjev. manjšem obsegu.

Morda je manj zahteven v smislu naložb, vendar pomeni omejen nadzor tako s tehničnega kot poslovnega vidika, kar vpliva na njihovo ponudbo vrednosti.

Full MVNO je ponudnik, ki ima lastno jedrno omrežje v polnem obsegu in za povezavo naprav z njim uporablja samo radijska dostopovna omrežja drugih operaterjev. Gradnja in vzdrževanje jedrnega omrežja ni lahka naloga: drago je, zahteva čas in veliko strokovnega znanja.

Toda kar zadeva storitve, MVNO-jem daje popolno prilagodljivost pri njihovi ponudbi povezljivosti in možnost, da poskrbijo za potrebe in posebnosti določenih primerov uporabe, kar je bistveno za uvedbe IoT.

Obstajajo lokalni in globalni polni MVNO-ji, največja razlika med njimi pa je, kje se njihova omrežja fizično nahajajo. Lokalni MVNO ima vsako omrežno vozlišče v domači državi.

Globalni MVNO nima domače države in bi imel vse elemente jedrnega omrežja na različnih mestih po svetu. Prihaja s potrebo po vzdrževanju opreme in odpravljanju težav na številnih oddaljenih lokacijah, vendar daje tudi nekaj prednosti.

Kaj pomeni lastništvo omrežja

Ponudniki morajo imeti več vozlišč, da imajo popoln nadzor nad jedrnim omrežjem. Prva je baza vseh naročnikov, imenuje se HLR v 3G, HSS v 4G in UDM v 5G omrežjih.

Vsebuje informacije o uporabnikih, za katere storitve so registrirani, katera je njihova zadnja znana lokacija, ali jim je dovoljeno gostovanje in ali obstajajo druge omejitve glede različnih storitev, ki jih lahko uporabljajo. Kadarkoli naročnik poskuša dostopati do omrežja, se v to zbirko podatkov pošlje poizvedba, da se preveri, ali ima dovoljenje za uporabo določene storitve.

Drugi element je PGW paketni prehod v 4G ali GGSN v 3G. Tehnično gledano je usmerjevalnik tisti, prek katerega je podatkovni promet od naročnikov usmerjen do cilja.

Lastništvo tega dela omrežja zagotavlja, da ponudnik nadzoruje pretok prometa, lahko naloži različne omejitve in pravilnike, uvede požarne zidove in rešitve DPI ali oblikuje promet, duši ali spremeni raven QoS.

Prav tako je pomembno nadzorovati nekatere vidike dostopa do omrežja z lastništvom modula za preverjanje pristnosti, avtorizacijo in obračunavanje (AAA). Kadarkoli naročnik poskuša dostopati do omrežja, mora biti avtentikiran in pooblaščen za uporabo storitev.

Nekatere funkcije AAA lahko zagotovi strežnik RADIUS, ki lahko nadzoruje dostop do omrežja z dodeljevanjem naslovov IP.

Obseg in kakovost povezljivostnih storitev, ki jih določen MVNO lahko zagotovi, pa nista določena le s tem, katere omrežne elemente ima v lasti. Način, kako je ponudnikovo omrežje zgrajeno in konfigurirano, lahko igra ključno vlogo pri uvajanju IoT.

Od tega so odvisne ključne lastnosti, kot so zakasnitev, robustnost, razširljivost in skladnost s predpisi.

Latenca

Največja sprejemljiva zakasnitev se lahko razlikuje glede na primer uporabe in vrsto naprave, vendar je pomembno razumeti, da bo dejansko raven zakasnitve definirana z arhitekturo jedrnega omrežja.

Kadarkoli naprava IoT pošlje podatke prek mobilne povezave, gredo prek mobilnega jedrnega omrežja do cilja. Če naprava gostuje, bi morali podatki, ki jih pošilja, potovati v podatkovni center ponudnika povezljivosti, preden gredo na svojo sprejemno točko.

V nekaterih primerih lahko znatno poveča zakasnitev, zlasti pri globalnih uvedbah, zaradi česar je geografska arhitektura jedrnega omrežja pomembno merilo.

Tu ima globalni MVNO nekaj prednosti za gostujoče naročnike: s postavitvijo PGW-jev v različne države po svetu je mogoče zagotoviti, da naročnikovi podatki niso usmerjeni v njegovo domačo regijo, temveč jih upravlja prehod, ki je blizu njegovega dejansko lokacijo. Več PGW kot ima MVNO po vsem svetu, boljšo storitev lahko zagotovi v smislu zakasnitve.

Zanesljivost

Ker ima jedrno omrežje ključno vlogo pri usmerjanju prometa, mora biti zanesljivo in redundantno. Operaterji jedrnega omrežja izvajajo določene arhitekture, komponente in protokole za distribucijo prometa, da zagotovijo visoko razpoložljivost in preprečijo napake.

Vendar pa bi bila zmožnost reševanja kakršne koli vrste težave in, kar je še pomembneje, hitrost odziva kritično odvisna od tega, ali ima ponudnik takojšen dostop do omrežja ali se mora obrniti na partnerja, ki ga upravlja.

Popoln nadzor nad svojim osrednjim omrežjem omogoča popolnemu MVNO, da analizira svojo zmogljivost in izvede vse potrebne spremembe v najkrajšem možnem času.

Število in lokacija PGW-jev, ki jih ima ponudnik, neposredno vplivata na zakasnitev, vendar sta pomembna tudi za robustnost omrežja. Tehnično je mogoče prehode nastaviti v redundantnem načinu in če povezljivost z enim od PGW odpove ali prehod popolnoma ne deluje, se lahko promet usmeri na drug PGW.

Morda je nekoliko dlje, kar lahko nekoliko poveča zakasnitev, vendar je še vedno boljša možnost kot imeti prehod pri lokalnem ponudniku, ki ima običajno samo enega ali dva PGW-ja, ki upravljata ves promet, ki prihaja izven države.

HLR/HSS mora biti na voljo 100 odstotkov časa in katastrofa bi bila, če bi odpovedal, zato bi ga ponudnik običajno imel v redundantni nastavitvi, kar pomeni, da dve vozlišči kopirata drugo drugo, eno v aktivnem stanju, drugi v stanju pripravljenosti ali oba aktivna, vendar se med seboj nenehno sinhronizirata.

Obstaja tudi geografska redundanca: če so vozlišča nameščena na dveh različnih lokacijah, je možnost, da hkrati odpovejo zaradi izpada električne energije, naravne katastrofe ali katerega koli drugega razloga, manjša. Vendar pa je druga stran kovanca vedno strošek, zato ni veliko ponudnikov, ki naredijo svoje omrežje resnično geografsko odveč.

Prilagodljivost

Pri nekaterih uvedbah IoT mora biti osrednje omrežje pripravljeno na eksponentno rast prometa ali geografsko širitev. Skaliranje je postalo veliko lažje, ko so se omrežja razvila in razdelila elemente strojne in programske opreme omrežja.

Vsa oprema jedrnega omrežja je običajno shranjena v podatkovnih centrih in če so v preteklosti obstajale namenske strojne enote z določeno programsko opremo, ki je zagotavljala določene funkcionalnosti, so zdaj podatkovni centri v glavnem polni standardnih strežnikov, na katerih se izvaja posebna programska oprema.

Skoraj vsak postopek skaliranja – ne glede na to, ali gre za dodajanje drugega prehoda, razširitev zmogljivosti PGW ali povečanje velikosti HLR – je tehnično mogoče izvesti takoj z najemom dodatnega strežnika v istem podatkovnem centru in namestitvijo potrebne programske opreme.

Dodatno je poenostavljen z drugo delitvijo, tokrat v arhitekturi med opremo, ki skrbi za signalizacijski del, in opremo, ki obravnava podatkovni promet. Medtem ko je v omrežjih 2G in 3G ista oprema obravnavala obe, je zdaj enostavno prilagoditi na primer samo Mobile Management Entity (MME), glavno signalno vozlišče v 4G, ali samo prehode, ko morate obravnavati več prometa.

Kar zadeva arhitekturo, imajo polni MVNO običajno porazdeljeno jedrno omrežje, ki povezuje naprave IoT z vrsto povezovalnih entitet, ki so povezane z osrednjimi povezovalnimi vozlišči, kot so stikala in vozlišča. Omogoča hitro širitev z dodajanjem več plasti naprav preko obstoječih plasti, kar zagotavlja razširljivost za vsako uvedbo IoT.

skladnost

Večina držav je že sprejela zakonodajo o lokalizaciji podatkov in suverenosti podatkov, ki lahko prepoveduje, da podatki, ustvarjeni in zbrani znotraj države, zapustijo njene meje.

To je lahko resen izziv za globalne uvedbe interneta stvari, saj morajo biti nekateri elementi osrednjega omrežja zaradi skladnosti z lokalnimi predpisi na voljo v vsaki državi, v kateri so naprave nameščene. To bi zahtevalo bodisi sklenitev dogovora z drugim operaterjem, ki ima v lasti lokalno infrastrukturo, bodisi dodajanje potrebnih elementov v jedrno omrežje ponudnikov povezljivosti, kar je mogoče le, če gre za polno MVNO.

V močno reguliranih državah, kot je Turčija, ima lahko MVNO tudi dodatne integracije z lokalnimi pooblaščenimi subjekti, da zagotovi brezhibno povezljivost. In tudi tukaj velja, da več prehodov kot ima ponudnik po vsem svetu, lažje je izpolnjevati regulativne zahteve.

Offering Customization

S poslovnega vidika osrednje omrežje omogoča popolnim MVNO-jem, da so neodvisni od lastnikov infrastrukture, da postanejo bolj prilagodljivi pri svojih ponudbah in jih prilagodijo vsaki stranki, namesto da uporabljajo pristop ene velikosti za vse. To je lahko še posebej dragoceno za odjemalce IoT z njihovimi primeri uporabe, odvisnimi od industrije ali naprave.

Medtem ko lahko le velika podjetja potrebujejo posebne infrastrukturne rešitve, bi teoretično popoln MVNO zlahka implementiral PGW v odjemalčevem lokalnem vozlišču. Vendar pa je običajno tisto, kar odjemalci IoT potrebujejo, bolj povezano s storitvami, ne z omrežno infrastrukturo.

Ker odjemalci običajno zahtevajo obseg naslovov IP ali nastavitev VPN, bi se zmožnosti prilagajanja zmanjšale na to, ali lahko MVNO zagotovi določeno storitev ali ne. Za globalni MVNO je večja verjetnost, da bo imel prilagodljivost in bo zagotavljal kakršno koli prilagojeno ponudbo kot nekateri drugi operaterji.

Skupaj z minimalno zakasnitvijo in popolno skladnostjo z regulativnimi zahtevami ima globalni polni MVNO še veliko drugih prednosti: boljšo pokritost, zmogljivosti centraliziranega upravljanja ter pregled nad uporabo podatkov in omrežnimi dogodki.

Poleg tega, ker je življenjski cikel naprav IoT do 15 let in se tako tehnologija kot regulacija spreminjata, je pomembno zagotoviti, da so uvedbe pripravljene na prihodnost, ključno pa je, kdo je lastnik osrednjega omrežja.

Skratka, tudi če obseg in konfiguracija določene uvedbe IoT ne zahtevata geografsko specifične arhitekture, obstaja veliko dobrih razlogov, zakaj je ponudnik povezljivosti, ki ima v lasti redundantno jedrno omrežje, razširjeno po vsem svetu, boljša možnost.