Économisez des millions par an grâce aux passerelles de qualité opérateur

Paramètres clés des passerelles LoRaWAN® de qualité opérateur 

De nombreux ingénieurs en télécommunications ont été formés aux exigences de qualité opérateur, introduites à la fin des années 1990, ou en ont connaissance. Ces exigences visent à garantir que les équipements de télécommunications soient développés et testés selon des normes critiques, car les activités et les moyens de subsistance des particuliers, des entreprises et des gouvernements en dépendent. Initialement, ces exigences concernaient les infrastructures de télécommunications publiques filaires, puis sans fil. Elles ont ensuite été adoptées pour des infrastructures critiques telles que la VoIP et l'Internet en général.

Les spécifications classiques de niveau opérateur des télécommunications se concentrent sur le réseau Disponibilité (ce qu'on appelle les 5 9 ou les 6 9) ; Performances (meilleurs indicateurs clés de performance pour ce type de produit) ; Sécurité (produit et réseau); et Entretien (Fonctionnement et évolution). Pour qu'un produit réponde aux exigences des opérateurs, il doit respecter de nombreuses normes et spécifications, en fonction du réseau et du déploiement. Toutefois, tout produit de qualité opérateur doit impérativement couvrir 12 domaines clés. Les développeurs et les opérateurs doivent également comprendre… Passerelle LoRaWAN de qualité opérateur Conception, mise en œuvre, spécifications et leur importance. La figure 1 représente quatre conceptions de passerelles LoRaWAN qui répondent aux exigences de performance des Carrier Grate mentionnées ci-dessus.

                   Figure 1 : Passerelles LoRaWAN de qualité opérateur Mega, Macro, Mobile et à câble

Vous trouverez ci-dessous les points importants que tout développeur devrait prendre en compte lors de la conception et des tests. Passerelles LoRaWAN®Avant de déployer les passerelles LoRaWAN®, chaque opérateur devrait s'assurer de pouvoir les exploiter pendant 5 à 10 ans sans interruption de service importante, sans problèmes multiples, sans visites sur site ni performances médiocres, autant d'éléments qui entraînent une augmentation significative des coûts pour l'opérateur ou un remplacement prématuré du matériel.

1. La passerelle prend-elle en charge une disponibilité minimale de 5 9 ou 0.99999 (temps d'arrêt maximal de 5 minutes/an) ?

2. La passerelle respecte-t-elle le temps moyen entre les pannes (MTBF) de plus de 15 ans basé sur la conception et l'analyse des pannes dans le temps (FIT) ?

3. La passerelle prend-elle en charge toutes les mises à jour et mises à niveau des logiciels et des microprogrammes, les configurations et le provisionnement à distance et de manière autonome sans jamais avoir à se rendre sur le site de la passerelle (une seule visite peut coûter plus cher que la passerelle elle-même et prendre des jours en raison de l'emplacement, de l'accessibilité et des conditions météorologiques) ?

4. La passerelle surveille-t-elle ses sous-systèmes numériques, radio, modem 3G-4G, de liaison de retour et d'alimentation électrique pour s'assurer de leur bon fonctionnement et, le cas échéant, déclenche-t-elle une alarme en indiquant quel sous-système a généré l'alarme ou a échoué, et quelles sont les prochaines étapes correctives ?

5. La passerelle cause-t-elle des interférences avec d'autres types de systèmes sans fil, notamment dans les bandes de fréquences autorisées, car elle ne dispose pas d'un filtre passe-bande RF adapté au niveau de son antenne (ce qui risque de perturber l'ensemble du réseau) ? Réseau LoRaWAN® (fermé par la FCC ou d'autres organismes de réglementation jusqu'à ce que l'interférence soit résolue) ?

6. D'autres systèmes sans fil (3G, 4G, 5G, radio FM, radio publique numérique, diffusion TV, retransmission GPS, etc.) provoquent-ils des interférences avec la passerelle parce qu'elle ne dispose pas de filtres passe-bande RF appropriés au niveau de son antenne et réduit-elle efficacement la couverture du réseau LoRaWAN®, la fiabilité de la réception, la fiabilité globale du réseau et endommage-t-elle dans de nombreux cas les circuits LNA de la passerelle ?

7. Est-ce que la passerelle et le Réseau LoRaWAN® Intégrer des mesures de sécurité pour garantir que les performances et la sécurité du réseau ne soient compromises à aucun niveau et que les données collectées soient sécurisées ?

8. Est-ce que Réseau Conception, fonctionnalités et performances optimisées pour un déploiement et une exploitation spécifiques au client (ou solution « taille unique ») afin de réaliser d’importantes économies sur les coûts de déploiement et d’exploitation annuels, le coût de la passerelle ne représentant que 5 % à 15 % du coût total de l’opérateur lorsqu’il est amorti sur 5 à 7 ans ?

9. La conception de la passerelle, du réseau de collecte et des modems 3G, 4G et 5G est-elle compatible avec l'évolution des normes et des produits pour les 5 à 10 prochaines années ? Plus précisément, les modems 3G, 4G et 5G sont-ils certifiés par les opérateurs de téléphonie mobile internationaux et seront-ils compatibles avec les nouvelles versions LTE des opérateurs pour les 5 à 10 prochaines années ? C'est pourquoi les fournisseurs de passerelles devraient utiliser des modems 4G CAT-6 afin de garantir des performances optimales de réception et d'émission avec la technologie MIMO et une prise en charge à long terme par les opérateurs.

10. La passerelle possède-t-elle toutes ses interfaces externes protégées contre les décharges électrostatiques et la foudre ? La passerelle est-elle conforme aux exigences réglementaires et de sécurité nationales et régionales (le non-respect des exigences de sécurité peut entraîner une responsabilité pénale et annuler l’assurance commerciale de l’opérateur si la passerelle cause des dommages) ?

11. La passerelle est-elle conforme à la norme IP67, supporte-t-elle une humidité relative de 5 % à 100 %, fonctionne-t-elle de -40 °C à +60 °C sans dégradation de ses performances et prend-elle en charge le démarrage à froid à -40 °C (mise sous tension après une exposition à -40 °C pendant plus de 4 heures) ? De plus, la passerelle fonctionne-t-elle normalement et respecte-t-elle ses spécifications sur toute la plage de tension d'entrée et dans les conditions extrêmes, définies par la combinaison des tensions et températures de fonctionnement minimales et maximales ?

12. La passerelle prend-elle en charge l'exploitation, l'administration et la maintenance (OA&M) complètes au niveau du réseau sur l'ensemble du réseau LoRaWAN® afin de garantir à l'opérateur un coût d'exploitation ou un coût total de possession minimal ?

Si les passerelles sélectionnées pour le réseau IoT ne répondent pas aux exigences ci-dessus, elles coûteront beaucoup plus cher à l'opérateur chaque année, et pire encore, leur coût augmentera d'année en année à mesure que le produit vieillit et devient moins fiable, entraînant davantage de temps d'arrêt des équipements.

Facteurs de coûts pour les opérateurs de réseaux LoRaWAN® 

Les opérateurs de téléphonie mobile traditionnels bénéficient en moyenne de 30 ans d'expérience en matière de déploiement et d'exploitation. Ils ont optimisé leur modèle afin de garantir que les stations de base sélectionnées assurent des performances élevées, la disponibilité du réseau et de faibles coûts d'exploitation. Ils ne choisissent pas les stations de base les moins chères, car ils savent que les performances du réseau, les coûts d'exploitation et le coût total du réseau s'en trouveront affectés. Cela les rendrait non seulement moins compétitifs, mais entraînerait également une perte de clients au profit de la concurrence et les empêcherait de réinvestir dans le développement et l'amélioration du réseau. C'est pourquoi tous les opérateurs de téléphonie mobile protègent le coût réel de leur réseau et la manière dont ils l'ont optimisé : il s'agit d'un indicateur clé qui détermine non seulement leur rentabilité, mais aussi leur croissance future, leur expansion sur le marché, leurs partenariats et leurs opérations de fusions-acquisitions.

Aujourd'hui, certains opérateurs LoRaWAN® doivent réparer ou remplacer leurs passerelles LoRaWAN® après seulement 1 à 3 ans d'exploitation. Il est important de noter que le coût de remplacement des passerelles LoRaWAN® est généralement supérieur à leur prix d'achat. De plus, le surcoût lié à la qualité parfois insuffisante des passerelles LoRaWAN® augmente le coût annuel d'exploitation du réseau LoRaWAN® de 25 % à plus de 100 %.

 Figure 2 : LoRaWAN® Déploiement de passerelles sur une tour de télécommunications de 33,5 mètres (110 pieds) à l'aide d'une grue Boomer

Examinons maintenant l'impact de deux paramètres seulement sur le coût total du réseau pour l'opérateur : les performances et la fiabilité de la passerelle radio. Le tableau ci-dessous présente le coût typique d'un réseau LoRaWAN® pour une ville de taille moyenne de 1.25 million d'habitants comme Calgary, au Canada.

Les données présentées dans le tableau constituent une bonne approximation des performances et des coûts réels d'un réseau, pour un opérateur soucieux d'optimiser le coût global du réseau. Toute personne souhaitant modifier les paramètres ou les données peut le faire. Téléchargez le fichier XLS depuis TEKTELIC site web pour leur propre usage.

Tableau 1 : Coûts typiques simplifiés d’un réseau LoRaWAN

Le coût annuel d'exploitation d'un Réseau LoRaWAN® Pour une ville de taille et de densité similaires à Calgary, le coût total est estimé à 1.38 million de dollars, comme indiqué dans le tableau 1. Nous avons supposé ici que toutes les passerelles déployées répondent aux exigences des télécommunications. Catégorie de transporteur Les performances décrites précédemment dans cet article sont considérées. Nous avons notamment supposé que les performances radio de la passerelle LoRaWAN ne sont pas dégradées par une sensibilité ou une linéarité sous-optimale de son récepteur ou de son émetteur, ni par d'autres limitations. Nous avons également supposé que les systèmes sans fil colocalisés n'interfèrent pas avec les signaux de réception LoRaWAN et que les passerelles LoRaWAN sont fiables et ne nécessitent pas d'interventions supplémentaires sur site, hormis une visite de maintenance classique tous les 24 mois.

Il est important de noter que le coût de la passerelle LoRaWAN ne représente que 3.3 % du coût total du site sur une base annuelle, amortie sur 7 ans. Pour certains réseaux LoRaWAN, ce pourcentage peut même être légèrement inférieur, mais il dépasse rarement 10 %. En d'autres termes, le coût d'exploitation d'un réseau LoRaWAN dépend fortement de la qualité et de la fiabilité des passerelles LoRaWAN déployées, mais il est relativement peu sensible au coût intrinsèque des passerelles elles-mêmes, car il ne représente qu'une faible part du coût total du réseau.

En effet, le coût amorti de la passerelle LoRaWAN est très faible comparé au coût total du réseau LoRaWAN, même s'il est amorti sur 5 ans au lieu de 7. Cependant, le coût total du réseau LoRaWAN dépend fortement des performances et de la fiabilité des modules radio des passerelles LoRaWAN.

Pour illustrer à quel point le coût total d'un réseau LoRaWAN dépend des performances de la passerelle elle-même, prenons l'exemple d'une réduction du rayon d'action effectif de la passerelle LoRaWAN due à des performances radio inférieures, et d'une augmentation simultanée du nombre de visites sur site due à une fiabilité moindre de la passerelle LoRaWAN (alarmes, pannes, remplacement gratuit de la passerelle, mises à niveau logicielles manuelles et autres facteurs de coûts) et à des coûts de main-d'œuvre supplémentaires.

Le tableau 2 ci-dessous illustre clairement la forte dépendance du coût du réseau LoRaWAN® aux performances et à la fiabilité des passerelles radio. Une réduction de 30 % de la portée des passerelles LoRaWAN, une diminution négligeable en décibels, entraîne un doublement du coût total du réseau, atteignant environ 2.8 millions de dollars par an ! De plus, si chaque site LoRaWAN® nécessite une visite tous les 5 mois, soit 2.5 visites par an, le coût total du réseau augmente de 430 000 dollars par an ! Ces augmentations annuelles significatives n'apportent aucune valeur ajoutée à l'opérateur ni à ses clients. On peut comparer cela à un service de messagerie comme FedEx, dont la moitié des véhicules est en service et l'autre moitié constamment en réparation, mais dont les paiements sont effectués régulièrement pour l'ensemble de la flotte.

Tableau 2 : Coût du réseau LoRaWAN® en fonction des performances et de la fiabilité radio plus faibles

Le tableau 3 indique le coût supplémentaire du réseau LoRaWAN® en fonction des performances et de la fiabilité radio insuffisantes, par rapport aux performances optimales d'une passerelle LoRaWAN de qualité opérateur. Les deux tableaux illustrent clairement la valeur ajoutée d'une passerelle de qualité opérateur et ses performances selon deux paramètres, mais plus de 15 autres paramètres influent sur le coût total de possession du réseau pour l'opérateur.

Tableau 3 : Coût supplémentaire du réseau LoRaWAN® en fonction des performances et de la fiabilité radio inférieures

Une augmentation de 25 %, 50 % ou 100 % du coût annuel du réseau pour un opérateur LoRaWAN® est-elle significative ou préjudiciable à sa réussite ? La réponse dépend du type de réseau LoRaWAN® : expérimental (preuve de concept ou POC), phase d'essai préliminaire ou à grande échelle et commercial. Par exemple, si un réseau LoRaWAN® est de petite taille et utilisé pour une POC sans clients réels, sans obligation de respecter un accord de niveau de service (SLA) précis, et ne comporte que quelques passerelles LoRaWAN®, l'impact sur les clients est négligeable et le surcoût annuel d'exploitation est très faible. Il peut toutefois être judicieux d'opter pour une telle solution : acquérir des passerelles LoRaWAN® ou des solutions complètes moins onéreuses pour tester le cas d'usage, réaliser des démonstrations clients ou exploiter le réseau en parallèle lors de négociations avec d'autres fournisseurs de passerelles. Dans la plupart des cas, un réseau d'essai ou de POC est peu coûteux et ne représente pas un risque significatif pour l'avenir de l'opérateur ou de l'entreprise.

Toutefois, si l'opérateur ou l'entreprise déploie de vastes réseaux commerciaux LoRaWAN® comportant des centaines, voire des milliers de passerelles LoRaWAN®, son objectif principal est de minimiser ses coûts d'exploitation annuels, qui représentent le coût total du réseau. Pour ce faire, il est nécessaire de déployer les passerelles LoRaWAN® de qualité opérateur les plus fiables et performantes, telles que présentées dans les tableaux 1, 2 et 3.

Le déploiement de Passerelles LoRaWAN® de qualité opérateur Cela permettra non seulement aux opérateurs de réduire leurs coûts réseau totaux, mais la passerelle de qualité opérateur offrira également la meilleure couverture possible en extérieur et en intérieur, une fiabilité et une disponibilité élevées du réseau, une faible interférence, moins de retransmissions des appareils et une durée de vie plus longue de la batterie des appareils.

Le succès d'un opérateur de téléphonie mobile repose généralement sur une couverture optimale, une fiabilité maximale des services et un coût total de possession du réseau minimal. Cette formule gagnante a fait ses preuves auprès de la plupart des opérateurs mondiaux depuis plus de 30 ans et reste d'actualité. La plupart des professionnels des télécommunications estiment qu'elle s'applique également aux opérateurs et entreprises utilisant la technologie LoRaWAN®.