TEKNİK YAZI

Küresel 4G/LTE Kurulumlarının Zorlukları ve
​Bunları Aşma Yolları

4G IoT Uygulamalarıyla Yurtdışına Açılmak Kolay – Mı?

​Çoğu donanım üreticisi veya makine imalatçısı, ürünleriyle yurtdışı pazarına da açılmaya karar verdiğinde yurtdışında da ürünlerinde 4G haberleşme sağlamanın kolay olacağını düşünür: “Bir SIM kartı, bir de 4G router alırız, takar çalıştırırız. Bu kadar basit!”. Ne yazık ki gerçekte bu işe girişildiğinde her şeyin o kadar da kolay yürümeyeceğini fark ederler: IoT ve standardizasyon çok konuşulan konular olsa da, iki büyük engel bu tarz işletmelerin küresel faaliyetlerinin önünü tıkamaya devam etmektedir: 4G frekans bantları ve maliyetli sertifikalandırma süreçleri.

Problem 1: LTE Frekans Bantları

Dünya çapında 4G için kullanılan çok sayıda farklı frekans vardır ve bu frekansların çoğu birbiriyle uyumsuzdur. Bunun en güzel örneği, küresel kurulumların gereksinimlerine baktığımızda ortaya çıkıyor:

  • Küresel kapsama alanı elde etmek için gerekli 2G bant sayısı: 4
  • Küresel kapsama alanı elde etmek için gerekli 3G bant sayısı: 5
  • Küresel kapsama alanı elde etmek için gerekli 4G bant sayısı: 20+

​An itibariyle her bir bölgede faaliyet gösteren her operatörü kapsayacak 4G bant sayısını vermek oldukça zor. Aşağıdaki tablo, bunun neden bu kadar zor olduğunun güzel bir göstergesi: tablo, küresel LTE frekans bantları üzerine yazılmış Wikipedia sayfasında listelenmiş 72 banttan yalnızca 5’ini gösteriyor.

Şekil 1. Bölge bazlı LTE kurulumları

Öte yandan 3GPP’nin (mobil telekomünikasyon teknolojilerinin standardizasyonu üzerine çalışan organizasyon) teknik spesifikasyon dokümanına baktığımızda, toplam frekans bandı sayısı 88’e çıkıyor. Tam sayı ne olursa olsun, 70’in üzerinde farklı frekans bandı, küresel çapta IoT kurulumu yapmak isteyenlerin geçmesi gereken bürokratik süreçlerin büyüklüğünün ve sektörde uyumluluktan yoksunluğun güçlü bir kanıtı olarak öne çıkıyor.

Şirketlerin IoT kurulumu için 3G’yi değerlendirmesi de mümkün, ancak dünyada birçok operatör 3G desteğini çekmiş veya çekme sürecine girmiş durumda. 2G (GPRS) ise düşük bant genişliği gerektiren uygulamalar için bir seçenek olabilmekle beraber, 2G’nin çeşitli bölgelerde sonlandırılması, 2020’lerde 2G kurulumunu oldukça riskli ve mantıksız hale getiriyor. 2G/3G ağların akibetini tartıştığımız yazı için tıklayın:

Dünyada 2G/3G Ağlar Sona Yaklaşıyor. Türkiye’de Durum Ne?

Bu yamalı bohça haline gelmiş frekans bantlarının imalatçılara etkisi ise küresel kurulumların pahalılaşması ve karmaşıklaşması olarak ortaya çıkıyor: her lokasyona uyumlu olacak tek bir model kullanmak her zaman pahalı olmuştur, bu tercih edilmezse her bölgede farklı bir 4G router veya modül kullanmak gerekir. Bunun nedeni, farklı frekanslarda kapsama alanı sağlamak için, kurulu her cihazın spesifik bir modül veya router içermesi gerekmesidir. Bu da çok sayıda farklı ürün kullanmak gerektiği, tek bir ürün reçetesiyle çalışmanın imkansız olduğu anlamına gelir.

Problem 2: Sertifikasyon – Zorunlu ve Operatör Bazlı

“Avrupa çok kolay!”

Avrupa Birliği sınırları içerisinde yapılacak 4G kurulumları hakkında genellikle bu yanılgıya düşülür, çünkü hem frekanslar hem de sertifikasyon süreçlerinde bölge çapında bir uyumluluk söz konusudur. Yani bir 4G donanımının CE sertifikası olduğu ve GCF şartlarını* karşıladığı sürece, bu ürün Avrupa’da kullanılabilir ve AB’de faaliyet gösteren operatörlerle de çalışabilir.

İmalatçıların Avrupa deneyiminin görece kolay geçmesi sahte bir güven duygusunu da beraberinde getirebilir. Bu “kolaylık”, genellikle AB dışında yapılacak kurulumların da bir o kadar kolay halledileceğini düşünmelerine, diğer bölgelerin kriterlerinin de AB’deki kadar basit olduğunu varsaymalarına neden olabilir. Halbuki küresel sertifikasyon, bağlantılı bir hizmet sunan işletmeler için  çoğu zaman öngörülememiş masrafların ortaya çıktığı, bu işe kalkışmaya değmezmiş bile dedirtebilen acı bir reçete haline gelebilir. Aşağıdaki tablo, küresel bir kapsama alanı için gerekli olan farklı sertifikasyon türlerine dikkat çekiyor: 

Şekil 2 – 4G cihazlarla alakalı sertifikasyon türleri ve örnekleri

A) Düzenleyici Sertifikasyon

En bilindik düzenleyici (mevzuatın gerektirdiği) sertifikalar şunlardır:

  • CE – Avrupa standardı
  • FCC – ABD standardı

​Bunlar, ilgili kıtada satılan her tür elektronik RF ürünü için zorunlu genel geçer sertifikalardır. Tamamlanması gereken çeşitli testleri temel alırlar, yalnızca bu testler başarılı geçerse ilgili ürünlerin yasal satışına izin verilir. Diğer bazı ülkeler de kendi yetki sınırları içerisinde FCC veya CE’nin temel alınmasını ister, ancak kendi özel kriterlerine uyulmasını isteyen birçok ülke de mevcuttur. Kriterlere uyulmaması yasal bir mevzudur ve en kötü durumda, özellikle de kamu sağlığı veya güvenliğine tehdit oluştuğu durumlarda sonuç donanımı sunan işletme sahiplerinin hapsine kadar varabilir. 

B) Telekom Endüstrisinin Onayı

GCF ve PTCRB, hücresel (3G, 4G, 5G vb.) bir donanımın bir mobil operatör ağını “bozmayacağını” ve amacına hizmet edeceğini onaylamaktan sorumlu organizasyonlardır. Nihayetinde hücresel ürün geliştiren herhangi bir üreticinin ne kadar zaman ve para harcayacağı bu organizasyonların elindedir diyebiliriz.

C) Operatör Onayı

İlginçtir ki mevzuatın gerektirdiği sertifikasyonlar ile telekom endüstrisi sertifikasyonları tamamlansa dahi, hücresel bir ürün satışa çıkarılmadan önce hala aşılması gereken başka engellerle karşılaşılabilir. Operatör onayı da tamamlanması gereken bir başka süreçtir – temelde cihazınızın onların ağında çalışmaya uygun olduğunun güvencesini verir. Bunlara Vodafone, AT&T, Verizon gibi operatörleri örnek verebiliriz. Çok az sayıda operatör bu onayı zorunlu kılsa da bu azınlık genellikle daha sözü geçen operatörlerden oluştuğu için, cihazların konumlandırma süreçlerinde düşünülmesi gereken unsurlardan biridir. Operatör onayı da harcanacak daha fazla zaman ve paraya işaret eder.

Küresel 4G Kurulum Zorluklarına Bir Çözüm

Yakın zamanda daha rekabetçi 4G (LTE) modüllerinin piyasaya çıkmasıyla Robustel, 2020’ye kadar mümkün olamamış bir çözüm ortaya çıkardı: “Global” router serisi  R1520 . Böylece R1520, dünya çapında kabul edilen ve oldukça rekabetçi bir fiyat sunan ilk router oldu.

“Global” bir router iki şey gerektirir; küresel frekans uyumluluğu ve küresel sertifikasyon. Her ikisi de geçmişte yapılması çok maliyetli işler olmuştur. Dolayısıyla yapılabilse dahi ortaya çıkan ürün son derece yüksek fiyatlandırmaya sahip olacağından çoğu IoT uygulamasının, özellikle de büyük ölçekli uygulamaların bütçesinin dışında kalacağı düşünülmüştür.

Bir routerın çok sayıda farklı modelini kullanmak ise daha fazla stok tutma ihtiyacı, çok sayıda konfigürasyon dosyası ve nesneleri routerlarla ilişkilendirirken daha karmaşık süreçlerden geçilmesi anlamına gelir. Bu da insan hatası ihtimalini yükseltir. Dolayısıyla müşteriler çoğu zaman her yerde çalışabilecek bir 4G router arayışına girerler.

Robustel tüm bu nedenlerle “ekonomik ve her yere uyacak bir 4G çözümü” talebine, küresel imalatçılar ve internet bağlantılı bir hizmet sunmak isteyen OEM firmalarının isteyeceği bir çözüm olacağını düşünerek, R1520 serisiyle yanıt veriyor. 

Şekil 3. Robustel'in "global router"ı denediği test merkezleri

R1520 "Global Router" Çözümü

Küresel IoT kurulumları her zaman doğası gereği karmaşık olacak. Buraya kadar, imalatçıların küresel kurulumlarda karşılaştıkları temel sorunları inceledik. Şimdi, Robustel’in R1520 “Global” router modelinin bu sorunları aşmaya nasıl yardımcı olduğuna bakalım: 

Farklı 4G Frekansları

4G LTE’nin dünyada çok geniş bir bant aralığında servis ediliyor olması, geçmişte çok maliyetli veya çözümü zor bir problem olmuştur. Robustel’in R1520 ve R3000 serilerinin spesifik modellerini dünyanın birçok farklı bölgesinde çalışma testlerine tabi tutmuş olması, kullanıcıların kendi IoT uygulamalarını küresel ölçekte sunarken bunu yapma ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. router serisi, bu soruna doğrudan çözüm sağlamaktadır. Bu test bölgelerinin detaylarını R1520 sayfasında bulabilirsiniz.

Maliyetli Sertifikasyon ve Onay Süreçleri

Küresel sertifikasyon maliyetlidir, bu kadar basit. Robustel’in maliyet etkin bir 4G router çıkarmak için ortaya koyduğu sertifikasyon yatırımı, imalatçıların ağır cezalar ödemeden bu zorluktan kurtulabilecekleri anlamına geliyor. Basitçe söylemek gerekirse, Robustel dünya çapında sertifikalı ürünleri son derece rekabetçi fiyatlara sunuyor.

Risk Azaltma

Robustel, “Global” routerlarından birini iyi bilinen bir markanın SIM kartıyla dünyanın dört bir yanına göndermiş ve testlerinde %100 başarı elde etmiştir. Bu uygulama tüm risklerden bizi azat etmese de, kullanıcıların aynı uygulamayı tekrar etmesi durumunda sonucun başarılı olacağının iyi bir işaretidir.

Tüm bunlara ek olarak Robustel’in sunduğu “Smart Reboot” özelliği de küresel hücresel ağların kestirilemeyen hallerine karşı ek bir koruma sunar. Bu özellik sayesinde Robustel cihazınıza “SIM1 SMARTREBOOT” metni içeren bir SMS göndererek, routerın en son bilinen iyi ağı SIM’den silmesini ve daha sonra routerı yeniden başlatmasını sağlayabilirsiniz. Bu, yeniden başlatma akabinde routerın bir tarama yaparak, 3GPP’nin “Automatic Network Selection” tanımına uygun şekilde, yeterli sinyal seviyesi sunan ağ listesi içinden rastgele bir ağ seçmesini sağlar. 

Robustel’in “Global” modellerini dünya çapında test etme süreci, “Smart Reboot” özelliğinin çok farklı ortamlarda denenmesi için de iyi bir fırsat olmuştur. 

Uzaktan Erişim

Bir imalatçının elektronik donanımının gerektirdiği şekilde veri alan bir bağlantı sağlamak (RS-232, RS-485, Modbus, Ethernet vb.) genellikle sonradan akla gelir, ancak bu durum önemli bir engel de teşkil edebilir. Robustel’in sunduğu RobustVPN özelliği çok düşük maliyetle son derece yenilikçi bir çözüm ortaya koyar. Eğer daha karmaşık veya özelleştirilmiş bir altyapı isteniyorsa, tamamen entegre çözümler elde edebilmek için Robustel routerların desteklediği farklı VPN protokollerinden de faydalanılabilir: OpenVPN, Wireguard (geliştirme aşamasında), IPsec, GRE, L2TP, PPTP bunlara örnek verilebilir.

Robustel’in “Global” 4G router serisinin yeni IoT uygulamaları için piyasaya giriş süresini ve maliyetleri nasıl azaltacağını, mevcut sorunlara nasıl çözüm sağlayabileceğini ayrıntılı olarak görüşmek isterseniz, uzman ekibimizle iletişime geçebilirsiniz.

Kaynak
3GPP TS 36.101, E-UTRA Operating Bands, Bölüm 5.5-1
Robustel (2020) “Managing and Overcoming the Challenges Presented by Global 4G/LTE IoT Deployments”
*GCF Şartları: https://www.globalcertificationforum.org/