Was bedeutet Carrier-Grade? Wichtige Parameter

Sie haben den Begriff „Carrier-Grade“ sicher schon einmal im Zusammenhang mit zuverlässigen und vertrauenswürdigen Produkten gehört. Wahrscheinlich wissen Sie aber noch nicht genau, was er bedeutet und warum er ein Qualitätsmerkmal ist. Ein Carrier-Grade-Service oder -Produkt erfüllt bestimmte Anforderungen, die es extrem zuverlässig, schnell und geschäftskritisch machen. Doch was bedeuten diese Schlüsselparameter für Ihr Unternehmen? Wir haben einen ausführlichen und leicht verständlichen Artikel verfasst, damit Sie endlich verstehen, was Carrier-Grade-Systeme ausmacht.

Grundlegende Grundlagen

Viele Telekommunikationsingenieure sind mit den Ende der 1990er-Jahre eingeführten Carrier-Grade-Anforderungen vertraut oder wurden in diesen geschult. Ziel dieser Anforderungen ist es, sicherzustellen, dass Telekommunikationsgeräte nach unternehmenskritischen Standards entwickelt und gründlich getestet werden, da die Existenzgrundlage und der Betrieb von Privatpersonen, Unternehmen und Behörden von ihnen abhängen. Die ursprünglichen Carrier-Grade-Anforderungen konzentrierten sich auf öffentliche kabelgebundene und später drahtlose Telekommunikationsinfrastrukturen. Später wurden dieselben Anforderungen auch auf kritische Infrastrukturgeräte wie VoIP und drahtlose Telekommunikation angewendet.

Generell gilt: Alle Carrier-Grade-Gateway Architektur und Design sind authentisch oder speziell entwickelt. Anders ausgedrückt: Die Gateways werden so konstruiert, dass sie bestimmte Anforderungen der Betreiber und Einsatzbedingungen erfüllen. Die Carrier-Grade-Produkte sind von Anfang an auf Leistung, Weiterentwicklung, Zuverlässigkeit, Kosten und Serienfertigung optimiert. Die Entwicklung eines Carrier-Grade-Netzwerks erfordert umfangreiches Entwicklungswissen, Erfahrung und höhere Entwicklungskosten für die Konstruktion und Fertigung aller elektronischen Baugruppen, der Software sowie aller mechanischen Komponenten. Der Aufwand lohnt sich jedoch, da sorgfältig entwickelte Gateways deutlich zuverlässiger, sicherer und insgesamt leistungsfähiger bei geringeren Wartungskosten sind.

Parameter

Obwohl die Definition von Carrier-Grade je nach Anbieter und Branche variieren kann, beschreibt der Begriff typischerweise ein Produkt oder eine Dienstleistung, die eine Reihe strenger Anforderungen erfüllt. Daher sollten LoRaWAN-Entwickler und -Betreiber die wichtigsten Spezifikationen, Implementierungen und die Bedeutung von Carrier-Grade-Gateways verstehen, um sicherzustellen, dass LoRaWAN-Netzwerke sind äußerst zuverlässig, weisen eine ausgezeichnete Funkleistung auf und führen zu geringen Vorabinvestitionen und laufenden Betriebskosten für den Betreiber, auch bekannt als Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO).

Ein Carrier-Grade-Dienst oder -Produkt muss strenge Anforderungen erfüllen, um als Carrier-Grade zu gelten. Die klassischen Carrier-Grade-Spezifikationen im Telekommunikationsbereich konzentrieren sich auf Netzwerkverfügbarkeit (sogenannte fünf Neunen oder sechs Neunen); Leistung (Leistungskennzahlen, die zu hoher Qualität und niedrigen Gesamtbetriebskosten führen); Sicherheit (Produkt und Netzwerk); und Wartung (Betrieb und Weiterentwicklung). Carrier-Grade-Netzwerke müssen darüber hinaus weitere Anforderungen erfüllen, darunter fehlertolerantes Design, schnelle Redundanz und einfache Installation. Für optimale Leistung muss die Technologie außerdem ausfallsicher sein, eine hundertprozentige Verfügbarkeit gewährleisten und sich leicht debuggen und austauschen lassen.

Im Allgemeinen bezeichnet Carrier-Grade ein Netzwerk der nächsten Generation, das ein bestimmtes Maß an Netzwerksicherheit erfüllt und auf einer umfassend getesteten Infrastruktur basiert. Carrier-Grade-Produkte und -Dienste bieten hohe Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit. Sie müssen zudem vor Datendiebstahl, Viren und Angriffen geschützt und widerstandsfähig gegen Naturkatastrophen sein. Diese Standards schließen sich nicht gegenseitig aus, sind aber allgemein für ein effektives Netzwerkmanagement anerkannt. Letztendlich bedeutet dies, dass Carrier-Grade-Server auf Ausfallsicherheit ausgelegt sind und alle für Carrier-Class-Geräte geltenden Standards erfüllen.

Warum setzt sich Carrier-Grade-Technologie gegenüber anderen Technologien durch?

Um im heutigen Wettbewerbsumfeld bestehen zu können, benötigen Sie Hardware- oder Softwarekomponenten mit Carrier-Grade-Funktionen, die den strengen Qualitätsanforderungen von Netzbetreibern gerecht werden. Enterprise-Design, Fernzugriff, Störfestigkeit und Sicherheitsstandards sind die Hauptmerkmale, die Carrier-Grade-Geräte von anderen Systemen und Netzwerken abheben.

Aktuelle Netzwerkmanagementstandards fordern von Dienstanbietern eine exzellente Dienstqualität (QoS). Sprach- und Videotechnologie muss frei von Jitter und Netzwerkverzögerungen sein, um die Netzwerkdienste zu gewährleisten. Andernfalls können diese die Kommunikationsqualität zwischen Dienstanbieter, System und Endgeräten beeinträchtigen. Die Dienstqualität stellt sicher, dass wichtige Kommunikationsvorgänge Vorrang vor nicht-Echtzeit-Datenverkehr erhalten. Hochskalierbare Carrier-Grade-Netzwerke ermöglichen es Telekommunikationsanbietern, ihre Kapazität zu erhöhen und ihre Infrastruktur bedarfsgerecht zu modernisieren.

Produkte in Carrier-Qualität bieten eine Vielzahl von Vorteilen, darunter:

• Reibungsloser Betrieb auf allen Plattformen;
• Zuverlässigkeit, die extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen standhält;
• Nachhaltige Leistungsfähigkeit in jeder Netzwerkumgebung;
• Robuste Sicherheitsfunktionen (wie z. B. verschlüsselte Übertragung).

Höchste Zuverlässigkeitsstufe

Carrier-Grade-Netzwerke bieten nahezu 100 % Verfügbarkeit, sind robust und skalierbar. Sie unterstützen eine Vielzahl von Workloads, auch solche mit hohem Bandbreitenbedarf. Die maximale ungeplante Ausfallzeit beträgt bei Carrier-Grade-Technologie maximal 5 Minuten, sodass Kunden ihre Datenübertragungsziele problemlos erreichen. Die Hardware-Auslegung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Kunden müssen sich keine Sorgen um Ausfälle durch extreme Wetterbedingungen, Stromschwankungen oder ständige Wartung machen. Neue Lösungen nach Enterprise-Standards bieten zudem erweiterte Temperatur- und Leistungsstufen.

Schnelle Datenübertragung

Aktuell können NFV-Workloads (Network Function Virtualization) Cloud-Infrastrukturen noch stärker belasten als bisher, wodurch der Bedarf an Software für schnelle Datenübertragung steigt. Glücklicherweise bietet Enterprise-Technologie eine Lösung, die hohe Leistung und Verfügbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus sind die meisten Carrier-Netzwerke auf Carrier-Standard-Skalierbarkeit und hohen Durchsatz ausgelegt.

Flexibilität

Komponenten in Carrier-Qualität erfüllen die Anforderungen von Telekommunikationsdienstleistern und Originalgeräteherstellern. Sie sind darauf ausgelegt, Verzögerungen und Redundanz zu minimieren und gleichzeitig eine hohe Übertragungsqualität zu gewährleisten. Die dadurch erzielte Flexibilität ermöglicht es Netzbetreibern, die Kapazität zu erhöhen und ihre Infrastruktur bedarfsgerecht und ohne zusätzliche Kosten zu modernisieren. Zudem zeichnen sie sich durch eine langlebige Plattform und hohe Netzwerkzuverlässigkeit aus.

Es ist ganz einfach: Hochleistungsnetzwerkgeräte und -software arbeiten auf einem Niveau, das weit über dem von Unterhaltungselektronik liegt. Server für Carrier-Netzwerke verfügen über High-End-Prozessoren und -Materialien und können mehrere Kerne gleichzeitig kühlen. Sie sind etwa so groß wie zwei übereinander gestapelte Blu-ray-Player. Doch Hochleistungsrechner haben auch einen Nachteil: Sie verbrauchen viel Energie für Kühlmittel und Lüfter.

Leistungsüberwachung

Im Zusammenhang mit Carrier-Grade-Systemen ist der schnelle Zugriff auf Leistungsüberwachung für eine bessere Kontrolle der bereitgestellten Dienste hervorzuheben. Ein Carrier-Grade-Netzwerk muss verschiedene Kriterien erfüllen, darunter hohe Verfügbarkeit, erstklassige Leistung und einfache Verwaltbarkeit. Der Zugriff auf Leistungsberichte erleichtert es wiederum, Systemausfälle zu vermeiden und die erwarteten Ergebnisse zu erzielen.

Kosteneffizienz kundenspezifischer Gateways

Es mag überraschend klingen, aber gründliche Untersuchungen haben ergeben, dass kundenspezifische Gateways in der Herstellung günstiger sind. LoRaWAN-Gateways kosten nicht mehr, und wenn man die Produktmerkmale und das Zubehör berücksichtigt, die für den Betrieb und die Aufrechterhaltung eines zuverlässigen und leistungsstarken LoRaWAN-Netzwerks über mehr als 10 Jahre erforderlich sind, … Carrier-Grade LoRaWAN-Gateways tatsächlich weniger kosten und zu deutlich niedrigeren Gesamtbetriebskosten für den Betreiber führen.

Beispielsweise behebt ein kundenspezifisch entwickeltes LoRaWAN 16-Kanal-Outdoor-Gateway-Gehäuse die Schwächen eines Standardgehäuses. Abgesehen von den anfänglichen Entwicklungs-, Werkzeug- und Prüfkosten von 55 US-Dollar liegen die Kosten für das Gehäuse bei einer Abnahmemenge von 1000 Stück unter 24 US-Dollar und bei 5000 Stück unter 19 US-Dollar. Geht man von einer Gesamtproduktion von 10,000 Gehäusen über die gesamte Lebensdauer aus (in den meisten Fällen ist die Produktionsmenge über 5–10 Jahre deutlich höher), betragen die effektiven Kosten pro kundenspezifischem Gehäuse 21.5 US-Dollar zuzüglich 5.5 US-Dollar amortisierter Entwicklungskosten, also insgesamt 27 US-Dollar. Dies ist bereits deutlich günstiger als der oft unterdurchschnittliche Preis von Standardgehäusen.

Welche Herausforderungen lassen sich mit Carrier-Grade-Gateways bewältigen?

Eines der häufigsten Probleme bei LoRaWAN, das zu schlechter und unzuverlässiger Netzabdeckung, geringer Verfügbarkeit und niedrigem Datendurchsatz führt, sind In-Band- und Out-of-Band-Interferenzen. Diese werden von 2G- bis 4G-Systemen, FM-Sendern, Fernsehsignalen sowie festen und mobilen Funksendern erzeugt. LoRaWAN-Gateways unterdrücken diese Signale oft unzureichend oder gar nicht. Mit einem System der Carrier-Klasse und entsprechendem Support lässt sich dieses Problem leicht beheben.

TEXTISCH Unser Team entwickelt seit rund 25 Jahren (über 15 Jahre bei Nortel, ALU und anderen Unternehmen sowie 9 Jahre bei TEKTELIC) drahtlose Funkgeräte und Basisstationen für weltweit führende Systemintegratoren und Netzbetreiber. Wir haben schon früh erkannt, dass der Erfolg eines Unternehmens von hoher Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und beispiellosen Standards abhängt. Es scheint, als gäbe es viele LoRaWAN-Gateways Die heute weltweit eingesetzten Geräte bieten keine Rx-Selektivität und keine Out-of-Band-Unterdrückung, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung der LoRaWAN-Leistung dieser Gateways und damit zu einer reduzierten Abdeckung führt.

Angesichts dieser Situation haben wir beschlossen, bei der Entwicklung unserer Produkte ausschließlich Standards für Mobilfunkanbieter und Endverbraucher zu befolgen. GatewaysTEKTELIC hat bereits eine Reihe von Kunden und Interessenten, die ein stark beeinträchtigtes LoRaWAN-Gateway durch ein anderes System ersetzt haben. KONA Macro IoT-Gateway und erlebte sofort eine Verbesserung des Empfangs-SNR um 6–10 dB sowie eine Erhöhung der Empfangsreichweite von unter 1 km auf 4–7 km. Die Gesamtzahl der LoRaWAN-Sensoren und -Geräte, die das Gateway zuverlässig empfangen konnte, erhöhte sich um das 5- bis 8-Fache, was ein sehr gutes Ergebnis darstellt. Darüber hinaus ermöglicht dieses Gateway eine tiefe LoRaWAN-Penetration in Innenräumen oder unterirdisch für Anwendungen und Systeme zur Wasser- und Gasmessung und unterstützt unterbrechungsfreie Software-Upgrades.

Das KONA Macro IoT-Gateway ist die perfekte Wahl für Unternehmen, die ein Outdoor-Gateway suchen mit Voller Funktionsumfang und SkalierbarkeitEs ist zwar nicht so skalierbar wie KONA Mega IoT Gateway Es ist für Außeninstallationen vorgesehen und verfügt über ein integriertes GPS-Empfänger und integrierte Bandpassfilter, Die jegliches Rauschen beseitigen Das funktioniert mit Mobilfunknetzen. Das KONA Macro IoT-Gateway ist ebenfalls kompatibel. Schutzart IP67 für die Installation im Außenbereich, wodurch eine gleichbleibende Leistung im Feld durch hohe Netzwerkzuverlässigkeit und pünktliche, vollständige Zustellung von VoIP-Paketen gewährleistet wird.

Zusammenfassen

Bei der Betrachtung einer Carrier-Grade-Netzwerkinfrastruktur bedeutet Carrier-Grade zuverlässige Systeme mit bewährter Hard- und Software – ein Aspekt, der für kleine wie große Unternehmen gleichermaßen wichtig ist. Um Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit zu gewährleisten, müssen Produkte branchenführende Hardware und innovative Netzwerkstrategien einsetzen. Idealerweise sollte das System hochverfügbar sein und erstklassige Leistung sowie einfache Verwaltung bieten, um einen allgemeinen Konsens zu erzielen. Das Carrier-Grade-System unterstützt zudem mehrere gleichzeitige Verbindungen ohne Einbußen bei der Dienstqualität oder VoIP-Paketverluste. Die Verbindungen können zentralisiert sein, um die Netzwerklast auszugleichen, oder dezentralisiert, um Redundanz zu erhöhen und Geschäftsmöglichkeiten zu erweitern. Bei Einhaltung der Standards haben Gateways eine lange Lebensdauer ohne unerwartete Ausfallzeiten oder Stromausfälle.

At TEXTISCH Wir legen größten Wert auf die Qualität unserer Produkte und liefern ausschließlich gründlich geprüfte Geräte. Wir können mit Fug und Recht behaupten, dass unsere Gateways echte Carrier-Grade-Qualität besitzen, da wir viel Aufwand betrieben haben, um diesen Status zu erreichen. Wenn Sie also ernsthaft die Vernetzung Ihres Unternehmens und die Integration von IoT-Technologien in Betracht ziehen, Kontakt aufnehmen und wir werden unser Bestes tun, um Ihnen Produkte von beispielloser Qualität und Widerstandsfähigkeit zu liefern.