Mobiele verbindingen spelen in ons maatschappelijk leven een belangrijke rol. Mobiele verbindingen worden voor veel bedrijven ook steeds belangrijker. In dit artikel gaan we zien hoe operators op die behoeften inspelen en welke andere oplossingen mogelijk zijn. Over slicing, eigen 5G-netwerken en een Nederlands bedrijf dat een unieke oplossing heeft ontwikkeld.
Traditioneel gezien is IT iets voor op kantoor. Denk aan alle applicaties om opdrachten
te verwerken, klanten te helpen en de administratie in te doen. Een ander domein staat bekend als OT – Operationele Technologie, wat gebruikt wordt in de bedrijfsprocessen, in de fabriek en bij de besturing van machines. Dit domein was traditioneel voorzien van enigszins ouderwetse maar ook zeer betrouwbare computers, zodat de productie altijd door kon gaan. In moderne productie¬faciliteiten is steeds meer behoefte aan flexibele besturing, klant specifieke productie en vastlegging van gegevens. Dat laatste vooral om aan te tonen dat het product deugdelijk en volgens planning is gemaakt. Industrie 4.0 is een concept wat hier veel mee te maken heeft.
Flexibele productie dankzij 5G
Mercedes heeft haar fabriek in het Duitse Sindelfingen, Duitsland, volgens nieuwe inzichten heel flexibel ingericht. Begin dit jaar heeft men de nieuwe S-Klasse geïntroduceerd, het traditionele topmodel van `Das Haus’, dat hier wordt geproduceerd. Op dezelfde productielijn wordt nu ook de volledig elektrische EQS geproduceerd die deze maand op de Autoshow in München is geïntroduceerd en ook de extreem luxe Maybach model gaat hier worden geproduceerd. Drie totaal verschillende uitvoeringen kunnen in deze fabriek door elkaar worden gemaakt, dankzij een flexibel productieproces. De fabriek is ontworpen volgens Industrie 4.0 principes. In de fabriek is geen lopende band, maar een groot aantal stations waar de verschillende uitvoeringen (elektrisch of met verbrandingsmotor) gemonteerd worden. De auto’s bewegen op autonome robots door de fabriek voor de afmontage, afhankelijk van het type en de uitvoering. Dit is op de foto hiernaast enigszins te zien. Voor de besturing wordt gebruik gemaakt van een 5G netwerk. Daarmee is de mobiele verbinding onderdeel geworden van het productieproces en cruciaal voor de bedrijfsvoering. De eisen aan de betrouwbaarheid en de beschikbaarheid van de 5G verbinding zijn daardoor heel hoog geworden. De directie van Mercedes heeft daarbij besloten om niet te vertrouwen op de dienstverlening van een mobiele operator, maar hiervoor zelf een 5G netwerk te bouwen.
Mobiele verbindingen met garanties
En dit is precies waar de schoen wringt. Veel organisaties gebruiken mobiele data om verbeterde diensten te leveren aan klanten, bijvoorbeeld door nauwkeurig een tijdvak aan te geven wanneer een pakket thuis wordt bezorgd in plaats van een bezorgdag. De beschikbaarheid van de mobiele dienstverlening is daarmee echt belangrijk geworden. Voor dienstverlening buiten het bedrijfsterrein of buiten de eigen gebouwen, zijn eigen (private) netwerken geen optie. Dan kom je automatisch bij publieke mobiele operators. Mobiele operators leveren al jaren mobiele dataverbindingen zonder enige garantie op beschikbaarheid, onder de noemer `best effort’. Operators doen er alles aan om de dienstverlening te allen tijde in stand te houden, maar zijn absoluut niet gewend om garanties af te geven voor dekking of voor beschikbaarheid.
5G Slicing en QoS
5G maakt het mogelijk om gegarandeerde dienstverlening te realiseren, door het netwerk in plakjes te snijden (`slicing’). Elke plak kan specifieke eigenschappen krijgen op het vlak van capaciteit, prioriteit en dekking. In datanetwerken kennen we ook prioriteit met de term Quality of Service (QoS). Ook in 4G zijn al mogelijkheden om klanten een aparte dienst te leveren, maar meestal moet dit handmatig worden geconfigureerd. Verschillende organisaties zijn op zoek naar dienstverlening met garanties, vooral wanneer er congestie in het netwerk dreigt. Op dit moment hebben niet alle mobiele netwerken dezelfde capaciteit uitgerold op de zendmasten (zie het artikel over de verkoop van T-Mobile elders in dit nummer). Het is voor operators een grote uitdaging om alle klanten tevreden te stellen, vooral als er veel verkeer ontstaat op een onverwachte plek.
Betrouwbaarheid mobiele netwerken
Eigenlijk is dat een tegenspraak: radio netwerken zijn niet altijd betrouwbaar. We maken gebruik van verbindingen door de lucht en atmosferische verstoringen en radio interferentie kunnen grote impact hebben op de kwaliteit van de verbinding. Omdat gebruik gemaakt wordt van gelicenseerde frequenties en moderne radio apparatuur, is de verbinding door de lucht wel heel betrouwbaar. Onze mobiele verbinding betaat uit een lange keten van onderdelen (zie het plaatje voor een vereenvoudigde afbeelding van deze keten).
Congestie
Als er op een bepaalde plek in de stad een samenscholing is of op een landelijke plek plotseling honderden mensen afbeeldingen of video’s willen delen, ontstaat er congestie. Hetzelfde principe kennen we op de snelweg als files, maar ook communiceren tijdens de jaarwisseling heeft er al jaren last van. Netwerken worden gebouwd op een normale maximale belasting (dagelijkse spits) en kunnen piekbelasting maar beperkt aan. Tijdens calamiteiten loopt het netwerk snel vol door gebruikers die foto’s en video’s gaan uploaden, terwijl dat juist de momenten zijn dat bijvoorbeeld hulpdiensten moeten communiceren. Ook op stations kan dit aan de hand zijn. Als het perron vol met reizigers staat, is het belangrijk dat de medewerkers van NS in ieder geval kunnen communiceren met de verkeersleiding, om het publiek te kunnen informeren. Om dit mogelijk te maken, moeten bepaalde gebruikers prioriteit krijgen in het netwerk.
Voorbeeld uit Amerika: FirstNet
In Amerika biedt een operator wél prioriteitsdiensten. FirstNet (onderdeel van AT&T) heeft een contract voor
25 jaar met de Amerikaanse overheid. Veel hulpdiensten in Amerika kiezen voor FirstNet voor hun communicatie. De dekking in landelijke gebieden in Amerika is daardoor sterk toegenomen, van de uitrol profiteren zowel hulpdiensten alsook het gewone publiek. FirstNet heeft daarbij een bepaald deel van de verbinding specifiek voor hulpdiensten gereserveerd, waardoor die altijd capaciteit hebben, ook bij congestie. Helaas is de discussie in Nederland nog niet zover gevorderd.
Capaciteit en prioriteit
Mobiele operators vinden het heel moeilijk om prioriteit aan te bieden. Dit komt aan de ene kant omdat er nog geen volledige 5G diensten mogelijk zijn in Nederland (dit hangt samen met de beschikbaarheid van de 3.5 GHz band, hopelijk van 2022), maar ook met voortrekken van gebruikersgroepen. Voortrekken van gebruikers mag officieel niet volgens de net neutraliteit wetgeving. Daarnaast zien operators prioriteit bieden op dit moment vooral als capaciteit reserveren.
Het dekkingsgebied van een antenne wordt normaal gesproken een `cel’ genoemd. Alle cellen samen vormen het mobiele netwerk, waar gebruikers vrij tussen kunnen bewegen. De zendmast zorgt met zijn antenne voor de verbinding. De Nederlandse operators hebben elk ongeveer 5.000 locaties met zend-
apparatuur. Vooral aan de randen van de cel (ver weg van de zendmast) is het radiosignaal zwakker en ligt de datasnelheid in 4G en 5G daarom fors lager. Dichtbij de antenne is bijvoorbeeld 250 Mbit/s download mogelijk, terwijl aan de rand van de cel misschien maar maximaal 25 Mbit/s mogelijk is. Als een gebruiker bijvoorbeeld 5 Mbit/s gegarandeerd wil hebben (Prio Klant 1), is dat voor Teams sessies of videoverbindingen een mooie datasnelheid. Vlakbij de zendmast vraagt dat 2% van de capaciteit (5 Mbit/s gedeeld door 250 Mbit/s), wat bijna te verwaarlozen is. Aan de randen van de cel is dezelfde datasnelheid toegenomen tot 20% van de capaciteit (5 gedeeld door 25). Als dan ook Prio Klant 2 een vergelijkbare dienstverlening wil hebben, daalt de capaciteit voor het gewone publiek tot misschien wel 60%. Voor het sturen van data naar het internet data (upload) zijn er nog meer beperkingen, omdat in 4G en 5G download snelheden hoger liggen dan de upload snelheden. Operators vinden daarom capaciteit reserveren heel lastig. Dat snap ik wel, maar ik vind het geen excuus om daarom geen prioriteitsdiensten aan te bieden. Radiocapaciteit op een bepaalde plaats fluctueert continu, afhankelijk van de hoeveelheid gebruikers in het gebied, het moment van de dag en de activiteit van de gebruikers. Daarnaast neemt de hoeveelheid verkeer in mobiele netwerken jaarlijks met 50% toe, waardoor operators sowieso capaciteit moeten blijven bijbouwen om hun klanten tevreden te houden. Het blijft een lastig spel, omdat capaciteits-uitbreidingen jaarlijks veel geld kosten terwijl aandeelhouders hoge eisen stellen aan het rendement van een operator.
Overal van snoepen
Lyfo, een Nederlands bedrijf heeft een oplossing ontwikkeld waarbij in grens-gebieden (en op andere plaatsen) automatisch gekozen wordt voor het netwerk met de beste radio dekking en de hoogste datasnelheid. Mobiele operators zijn altijd trots op de kwaliteit van hun netwerk, de beschikbaarheid en de dekking. Maar veel zakelijke gebruikers merken dat op de plekken waar zij actief zijn, er niet altijd goede dekking is. Omschakelen naar een ander netwerk is lastig en binnen Nederland niet eens mogelijk, want met een KPN sim mag ik niet inloggen op het Vodafone netwerk in Nederland. De oplossing van Lyfo bestaat uit software die heel snel kan schakelen tussen mobiele netwerken en kan kiezen uit alle Nederlandse maar ook alle buitenlandse netwerken. De omschakeling gaat binnen enkele seconden, iets wat moderne smartphones op dit moment eigenlijk niet kunnen. Vooral in buitengebieden heeft soms de ene operator en soms de andere operator de beste dekking en de snelste data-verbinding. De software van Lyfo houd de kwaliteit van de verbinding continu in de gaten en schakelt steeds naar het beste netwerk.De omschakeling gebeurt op basis van zowel radio parameters, netwerktechnologie alsook de echte datasnelheid voor applicaties. De gebruiker hoeft niks te doen en ervaart een veel betere verbinding, met name op plekken met wisselende dekking. Als er geen mobiel netwerk is om uit te kiezen en er helemaal geen dekking is, houd het natuurlijk wel op. Aan de andere kant, op het 3-landen punt in Zuid Limburg biedt Lyfo toegang tot 9 verschillende mobiele netwerken, het moet dan wel heel gek zijn als al die netwerken het dan niet zouden doen.
Private LTE
Er zijn al veel bedrijven die gebruik maken van een private LTE netwerk voor bedrijfskritische en missiekritische communicatie binnen een bedrijf. Vaak zijn organisaties nog afhankelijk van WiFi of DECT, wat niet in elke situatie een vlekkeloze oplossing is. Een private LTE netwerk biedt uitkomst en is te vergelijken met een 4G van een provider, maar dan privé. U creëert binnen uw gebouw of bedrijfsterrein een eigen LTE netwerk waardoor u niet meer afhankelijk bent van een externe partij. Een dergelijk netwerk is betrouwbaar, schaalbaar, veilig en kosten efficiënt.
Een private LTE netwerk is geschikt voor vrijwel alle apparatuur en bijbehorende toepassingen die via 4G werken. Uiteraard is het netwerk te gebruiken voor bedrijfskritische communicatie via portofoons, voor smartphones met organisatie specifieke apps en een wireless PBX. Daarnaast zijn nog vele andere toepassingen te bedenken. Industriële apparatuur, IP camera’s en andere hardware. die op afstand wordt bestuurd en gemonitord werken ook via private LTE. En wat dacht u van elektronische aanmeldzuilen/kiosks en betaalterminals.
Continu kiezen uit het beste netwerk
Lyfo is ook druk bezig met het patenteren
van hun technologie en diverse grote partijen hebben interesse getoond in hun oplossing. Hiermee is geen dekkingsgarantie of beschikbaarheidsgarantie te realiseren, maar de betrouwbaarheid is de optelsom van de beschikbare netwerken. Vooral als een bepaald netwerk een probleem heeft, schakelt het systeem binnen enkele seconden om. En omdat het kijkt naar daadwerkelijke datadoorvoer, voorkom je veel verstoringen. Bij problemen in mobiele netwerken, vooral in het datacenter van mobiele operators, geeft je mobiel misschien aan dat het netwerk nog volledig beschikbaar is qua radiodekking.Maar er komt geen data van het internet binnen. Op die momenten is de Lyfo oplossing al omgeschakeld naar een netwerk waar de internetverbinding wel actief is. Lyfo doet dit op basis van een speciale operator met een klein stukje software (applet). Daarnaast hebben ze een app ontwikkeld voor Android, Linux en Windows. Omdat professionele gebruikers vaak een (ruggedized) Android toestel gebruiken, is er voor veel gebruikers een oplossing te realiseren. Voor iPhones is de ontwikkeling ondertussen opgestart. Zolang niet alle mobiele netwerken in de omgeving een storing hebben, zorgt de Lyfo software voor een omschakeling naar een netwerk wat wel een internetverbinding kan bieden. Voor organisaties die ook s’ nachts actief zijn, is dit zeker een uitkomst. Want mobiele netwerken hebben regelmatig onderhoud nodig. Om de overlast te minimaliseren wordt dit vooral in de nacht uitgevoerd. Als medewerkers dan juist moeten kunnen communiceren, kan de Lyfo oplossing een hoop ellende voorkomen.
Conclusie
Missiekritische communicatie op de publieke mobiele netwerken blijft een lastig punt. Voor spraakcommunicatie hebben de hulpverleners al jaren een eigen C2000 netwerk. Voor mobiele data op basis van 4G/5G zijn de mogelijkheden veel beperkter en wachten we met smart op de echte 5G slicing diensten. Lyfo heeft het over een andere boeg gegooid door het beste van alle beschikbare operators te combineren. acht dat de markt de komende jaren nog volop in beweging blijft, want de behoefte vanuit het bedrijfsleven is duidelijk aanwezig!
Onderbreking op stroom, transmissie (glasvezel) onderbreking, core netwerk software problemen, en de koppeling naar het internet (via de internet exchange) kunnen voor problemen zorgen. Er zijn al snel meer dan 100 verschillende hardware en software componenten betrokken om bijvoorbeeld de nu.nl informatie op de smartphone te krijgen. Mobiele operators zijn bijvoorbeeld tevreden als de totale beschikbaarheid van de deze keten op 99,9% of hoger ligt. Dat wil wel zeggen dat ruim 8 uur per jaar het systeem niet beschikbaar is. Dit is nog exclusief het gepland onderhoud, wat ’s nachts voor additionele onderbreking zorgt. De 8 uur per jaar is ook ongeveer de ervaring van de afgelopen jaren over de uitval van de mobiele verbinding. Als dat geen probleem is voor het bedrijfsproces is dat prima, maar voor veel bedrijven is dit wel een issue.
