Çekirdek Ağ, IoT Bağlantı Sağlayıcınızın Yeteneklerini Nasıl Tanımlar

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Çekirdek Ağ, IoT Bağlantı sağlayıcınızın yeteneklerini nasıl tanımlar? — İllüstrasyon: © Herkes İçin IoT

Hücre kuleleri gibi unsurları görülebilen radyo erişim ağlarının aksine, çekirdek ağ genellikle hücresel iletişim sistemlerinin görünmez kısmı olarak kalır. Ancak bağlantıda önemli bir rol oynar.

Ana işlevi olan veri trafiğini yönlendirme ve aktarmanın yanı sıra, çekirdek ağ, bir cihazın tanımlanmasından ve konumunun belirlenmesinden, kimlik doğrulamasından ve belirli hizmetleri kullanma yetkilendirmesinden, hizmet kullanımını takip etmekten ve istemciden ücretlendirmekten sorumludur.

Trafik sınırlamaları, kısıtlama, dolaşım kısıtlamaları veya yalnızca bazı cihazların kullanabileceği hizmetler gibi uygulama politikalarına izin veren çekirdek ağdır.

Ancak çekirdek ağda, tüm önemli işlevleri yerine getirmekten daha fazlası vardır; çünkü birçok kritik bağlantı özelliği, mimarisine, bileşenlerine ve kullanılan ağ çözümlerine bağlıdır.

Çoğu zaman cihaz veya duruma özel talepler gibi normal mobil kullanıcılardan farklı gereksinimlere sahip oldukları için IoT dağıtımları için bu daha da önemli olabilir.

Büyük ölçüde sağlayıcının bu talepleri karşılama yeteneği çekirdek ağ tarafından tanımlanacaktır. Bağlantı hizmetlerini sağlamak için tüm ağ unsurlarına sahip olmak gerekmese de çekirdek ağlarını kurmuş olan operatörler büyük bir avantaja sahiptir.

Çekirdek Ağların Sahibi ve Kim Kullanıyor?

Mobil Ağ Operatörü (MNO) olarak da bilinen hücresel ağ operatörü, hem çekirdek ağ hem de radyo erişim ağı kurmuş ve bunları müşterilerine bağlantı sağlamak için kullanan bir şirkettir.

Mobil Ağ Operatörlerinin yanı sıra diğer sağlayıcılar, Mobil Sanal Ağ Operatörleri (MVNO) adı verilen hücresel bağlantı hizmetlerini sunmak için MNO ağlarını kullanır. MNO'ların aksine, bu sağlayıcılar genellikle pazarın belirli bir segmentine odaklanır ve örneğin otomotiv endüstrisi için özelleştirilmiş bir bağlantı teklifi sunar.

Sanal bağlantı sağlayıcıları, adından da anlaşılacağı gibi, genellikle diğer şirketler tarafından oluşturulan ve onlara ait olan altyapıyı kullanırlar. kavram daha karmaşık. MVNO'ların çeşitli türleri vardır ve bunlar, sahip oldukları altyapı payına ve dolayısıyla sağlayabilecekleri hizmet miktarına göre birbirlerinden farklılık gösterir.

Marka Bayileri gibi bazı MVNO'lar herhangi bir altyapıya sahip olmayı gerektirmeyen bir iş modeli seçerler ve bazı çekirdek ağ öğelerine sahip olabilecek Hafif MVNO'lar da vardır, ancak bunların hepsi diğer operatörlerin çekirdek ağlarına daha büyük veya daha büyük ölçüde bağımlıdır. daha az oranda.

Yatırım açısından daha az talepkar olabilir ancak hem teknik hem de iş açısından sınırlı kontrol anlamına gelir ve bu da değer tekliflerini etkiler.

Tam MVNO, kendine ait tam ölçekli bir çekirdek ağa sahip olan ve cihazları kendisine bağlamak için yalnızca diğer operatörlerin radyo erişim ağlarını kullanan bir sağlayıcıdır. Çekirdek bir ağ oluşturmak ve sürdürmek kolay bir iş değildir: Pahalıdır, zaman alır ve çok fazla uzmanlık gerektirir.

Ancak hizmetler açısından, MVNO'lara bağlantı tekliflerinde tam esneklik ve IoT dağıtımları için gerekli olan belirli kullanım durumlarının ihtiyaçlarını ve özelliklerini karşılama yeteneği sağlar.

Yerel ve küresel tam MVNO'lar var ve aralarındaki en büyük fark, ağlarının fiziksel olarak bulunduğu yer. Yerel bir MVNO, kendi ülkesindeki tüm ağ düğümlerine sahiptir.

Küresel bir MVNO'nun kendi ülkesi yoktur ve tüm çekirdek ağ öğelerinin dünya çapında farklı yerlerde bulunması gerekir. Birçok uzak lokasyonda ekipman bakımı ve sorun giderme ihtiyacını beraberinde getirir ancak aynı zamanda bazı avantajlar da sağlar.

Ağ Sahibi Olmak Ne Demektir?

Sağlayıcıların çekirdek ağ üzerinde tam kontrole sahip olmaları için sahip olmaları gereken birkaç düğüm vardır. Birincisi tüm abonelerin veri tabanıdır, buna 3G'de HLR, 4G'de HSS ve 5G ağlarında UDM adı verilir.

Kullanıcılar, hangi hizmetleri almak için kaydoldukları, bilinen son konumları, dolaşıma izin verilip verilmediği ve kullanabilecekleri farklı hizmetlerle ilgili başka kısıtlamaların olup olmadığı hakkında bilgiler içerir. Bir abone ağa erişmeye çalıştığında, belirli bir hizmeti kullanmasına izin verilip verilmediğini kontrol etmek için bu veritabanına bir sorgu gönderilir.

Diğer unsur ise 4G'de paket ağ geçidi olan PGW veya 3G'de GGSN'dir. Teknik olarak abonelerden gelen veri trafiğinin hedefe yönlendirildiği yönlendiricidir.

Ağın bu bölümüne sahip olmak, sağlayıcının trafik akışını kontrol etmesini, farklı kısıtlamalar ve politikalar uygulayabilmesini, güvenlik duvarları ve DPI çözümleri uygulayabilmesini veya trafiği şekillendirmesini, azaltmasını veya QoS düzeyini değiştirmesini sağlar.

Kimlik Doğrulama, Yetkilendirme ve Hesaplama (AAA) modülüne sahip olarak ağa erişimin bazı yönlerini kontrol etmek de önemlidir. Bir abone ağa erişmeye çalıştığında, kimliğinin doğrulanması ve hizmetleri kullanma yetkisine sahip olması gerekir.

AAA işlevlerinin bir kısmı, IP adresleri atayarak ağa erişimi kontrol edebilen bir RADIUS sunucusu tarafından sağlanabilir.

Ancak belirli bir MVNO'nun sağlayabileceği bağlantı hizmetlerinin kapsamı ve kalitesi yalnızca sahip olduğu ağ öğeleriyle tanımlanmaz. Sağlayıcının ağının oluşturulma ve yapılandırılma şekli, IoT dağıtımlarında kritik bir rol oynayabilir.

Gecikme, sağlamlık, ölçeklenebilirlik ve düzenlemelere uygunluk gibi temel özellikler buna bağlıdır.

Gecikme

Kabul edilebilir maksimum gecikme, kullanım durumuna ve cihaz türüne bağlı olarak değişebilir ancak gerçek gecikme düzeyinin çekirdek ağ mimarisi tarafından tanımlanacağını anlamak önemlidir.

Bir IoT cihazı hücresel bağlantı kullanarak veri gönderdiğinde, mobil çekirdek ağ üzerinden hedefine gider. Cihaz dolaşımdaysa, gönderdiği verilerin alım noktasına gitmeden önce bağlantı sağlayıcının veri merkezine gitmesi gerekir.

Bazı durumlarda, özellikle küresel dağıtımlar için gecikmeyi önemli ölçüde artırabilir ve bu da çekirdek ağın coğrafi mimarisini önemli bir kriter haline getirir.

Küresel bir MVNO'nun dolaşımdaki aboneler için bazı avantajları olduğu nokta burasıdır: PGW'leri dünyanın farklı ülkelerine yerleştirerek abonenin verilerinin kendi bölgesine yönlendirilmemesini, bunun yerine kendisine yakın bir ağ geçidi tarafından işlenmesini sağlamak mümkündür. gerçek konum. Bir MVNO'nun dünya çapında ne kadar çok PGW'si varsa, gecikme açısından o kadar iyi hizmet sağlayabilir.

Güvenilirlik

Çekirdek ağın trafiği yönlendirmede çok önemli bir rolü olduğundan güvenilir ve yedekli olması gerekir. Çekirdek ağ operatörleri, yüksek kullanılabilirlik sağlamak ve arızaları önlemek amacıyla trafiği dağıtmak için belirli mimarileri, bileşenleri ve protokolleri uygular.

Bununla birlikte, her türlü sorunla başa çıkabilme yeteneği ve daha da önemlisi tepki verme hızı, sağlayıcının ağa anında erişip erişemeyeceğine veya onu işleten bir ortağa başvurması gerekip gerekmediğine önemli ölçüde bağlı olacaktır.

Çekirdek ağı üzerinde tam kontrole sahip olmak, tam bir MVNO'nun performansını analiz etmesine ve gerekli değişiklikleri mümkün olan en kısa sürede yapmasına olanak tanır.

Sağlayıcının sahip olduğu PGW'lerin sayısı ve konumu gecikmeyi doğrudan etkiler ancak bunlar ağ sağlamlığı açısından da önemlidir. Teknik olarak, ağ geçitleri yedekli modda kurulabilir ve PGW'lerden birine bağlantı başarısız olursa veya ağ geçidi tamamen kapalıysa trafik farklı bir PGW'ye yönlendirilebilir.

Biraz daha uzakta olabilir, bu da gecikmeyi biraz artırabilir ancak yine de ülke dışından gelen tüm trafiği yöneten yalnızca bir veya iki PGW'ye sahip yerel bir sağlayıcının ağ geçidini kapatmaktan daha iyi bir seçenektir.

HLR/HSS her zaman yüzde 100 kullanılabilir olmalıdır ve başarısız olursa bu bir felaket olur, bu nedenle bir sağlayıcı genellikle onu yedekli bir kurulumda bulundurur; bu, biri aktif durumda olmak üzere iki düğümün birbirini kopyaladığı anlamına gelir. diğeri bekleme modunda veya her ikisi de aktif ancak sürekli olarak birbirleriyle senkronize oluyor.

Ayrıca coğrafi fazlalık da vardır: Düğümler iki farklı konuma yerleştirilirse, bunların elektrik kesintisi, doğal afet veya başka bir nedenden dolayı aynı anda arızalanma olasılığı daha düşüktür. Ancak madalyonun diğer yüzü her zaman maliyettir, dolayısıyla ağlarını gerçek anlamda coğrafi olarak yedekli hale getiren çok fazla sağlayıcı yoktur.

ölçeklenebilirlik

Bazı IoT dağıtımlarında çekirdek ağın, trafiğin katlanarak büyümesine veya coğrafi genişlemeye hazır olması gerekir. Ağlar geliştikçe ve ağın donanım ve yazılım öğeleri bölündükçe ölçeklendirme çok daha kolay hale geldi.

Tüm çekirdek ağ ekipmanları genellikle veri merkezlerinde depolanır ve geçmişte belirli işlevler sağlayan belirli yazılımlara sahip özel donanım birimleri varsa, artık veri merkezleri çoğunlukla üzerinde belirli yazılımların çalıştığı standart sunucularla doludur.

Dolayısıyla, ister başka bir ağ geçidi eklemek, ister PGW'nin kapasitesini artırmak, ister HLR'nin boyutunu artırmak olsun, hemen hemen her ölçeklendirme işlemi, aynı veri merkezinde ek bir sunucu kiralanarak ve gerekli yazılımın kurulmasıyla teknik olarak hemen yapılabilir.

Bu kez mimaride sinyalizasyon kısmını yöneten ekipman ile veri trafiğiyle ilgilenen ekipman arasındaki başka bir bölünmeyle daha da basitleştirilmiştir. 2G ve 3G ağlarında aynı ekipman her ikisini de yönetirken, artık yalnızca Mobil Yönetim Varlığını (MME), 4G'deki ana sinyal düğümünü veya yalnızca daha fazla trafiği yönetmeniz gerektiğinde ağ geçitlerini ölçeklendirmek kolaydır.

Mimari açıdan tam MVNO'lar tipik olarak IoT cihazlarını anahtarlar ve hub'lar gibi merkezi bağlantı düğümlerine bağlı bir dizi bağlantı varlığına bağlayan dağıtılmış bir çekirdek ağa sahiptir. Mevcut katmanların üzerine daha fazla cihaz katmanı ekleyerek hızlı genişlemeye olanak tanır ve herhangi bir IoT dağıtımı için ölçeklenebilirlik sağlar.

uyma

Çoğu ülke, ülke içinde üretilen ve toplanan verilerin sınırlarını terk etmesini yasaklayabilecek veri yerelleştirmesi ve veri egemenliğine ilişkin mevzuatı halihazırda çıkarmıştır.

Bu, küresel IoT dağıtımları için ciddi bir zorluk olabilir çünkü yerel düzenlemelere uymak için çekirdek ağın bazı öğelerinin, cihazların dağıtıldığı her ülkede mevcut olması gerekir. Bu, ya yerel altyapıya sahip başka bir operatörle anlaşmaya varılmasını ya da bağlantı sağlayıcıların çekirdek ağına gerekli unsurların eklenmesini gerektirecektir ki bu da ancak tam bir MVNO olması durumunda mümkündür.

Türkiye gibi sıkı düzenlemelerin olduğu ülkelerde, bir MVNO'nun kesintisiz bağlantı sağlamak için yerel yetkili kuruluşlarla ek entegrasyonları da olabilir. Ve burada da, bir sağlayıcının dünya çapında ne kadar çok ağ geçidi varsa, düzenleyici gerekliliklere uymak da o kadar kolay olur.

Özelleştirme Sunma

İş açısından bakıldığında, çekirdek bir ağa sahip olmak, tam MVNO'ların altyapı sahiplerinden bağımsız olmalarına, tekliflerinde daha esnek olmalarına ve herkese uyan tek çözüm yaklaşımını kullanmak yerine bunları her müşteriye uyarlamalarına olanak tanır. Bu, sektör veya cihaza bağlı kullanım durumlarıyla IoT müşterileri için özellikle değerli olabilir.

Yalnızca büyük kuruluşlar belirli altyapı çözümlerine ihtiyaç duyabilirken teorik olarak tam bir MVNO, müşterinin yerel merkezinde kolayca bir PGW uygulayabilir. Ancak genellikle IoT müşterilerinin ihtiyaç duyduğu şey ağ altyapısıyla değil, hizmetlerle ilgilidir.

Dolayısıyla, istemciler genellikle bir IP adresi aralığı veya VPN kurulumu istediğinden, özelleştirme yetenekleri bir MVNO'nun belirli bir hizmeti sağlayıp sağlayamayacağına bağlı olacaktır. Küresel bir MVNO'nun esnekliğe sahip olma ve her türlü özel teklifi sunma olasılığı diğer bazı operatörlere göre daha yüksektir.

Minimum gecikme süresi ve yasal gerekliliklere tam uyumun yanı sıra küresel bir tam MVNO'nun başka birçok avantajı vardır: daha iyi kapsama alanı, merkezi yönetim yetenekleri ve veri kullanımı ve ağ olaylarında görünürlük.

Ayrıca, IoT cihaz yaşam döngüsünün 15 yıla kadar olması ve hem teknoloji hem de düzenleme ortamlarının değişime tabi olması nedeniyle, dağıtımların geleceğe yönelik olmasını sağlamak ve çekirdek ağın sahibinin kim olduğunu belirlemek önemlidir.

Sonuçta, belirli bir IoT dağıtımının ölçeği ve yapılandırması coğrafi olarak spesifik bir mimari gerektirmese bile, tüm dünyaya yayılmış yedekli bir çekirdek ağa sahip bir bağlantı sağlayıcısının daha iyi bir seçenek olmasının birçok iyi nedeni vardır.