Que sont CBRS et Private LTE, et quels sont les cas d'utilisation ?

Au fur et à mesure que les technologies de réseau ont progressé, CBRS - qui est l'abréviation de Service de radio à large bande pour les citoyens - est devenu un sujet d'actualité dans le domaine des télécommunications (télécoms). En termes simples, le CBRS est un spectre de fréquences radioélectriques qui convient au déploiement de Réseaux 4G LTE et 5G.

Par conséquent, les organisations qui dépendent d'une connectivité sans fil à haut débit sont particulièrement désireuses de profiter de la bande de fréquences CBRS, auparavant limitée, pour construire des réseaux LTE privés.

Les secteurs et les cas d'utilisation susceptibles de bénéficier de la sécurité et de la fiabilité des réseaux privés sont nombreux et comprennent les soins de santé, l'industrie manufacturière, agricultureLes activités de l'entreprise sont nombreuses et variées, notamment dans les domaines de la santé, de l'éducation, des villes intelligentes, de la vente au détail, de l'entreposage et de la chaîne d'approvisionnement, et des opérations industrielles.

Dans ce billet, nous vous expliquons comment le CBRS permet le développement de réseaux LTE privés aujourd'hui. Nous allons également explorer :

• Pourquoi les entreprises investissent dans la construction de réseaux LTE privés
• Quels sont les critères à prendre en compte pour choisir un fournisseur de réseau LTE privé ?
• Quels sont les secteurs qui mettent déjà en œuvre des cas d'utilisation de la technologie LTE privée ?

Qu'est-ce que le CBRS ?

Également connue sous le nom de bande 3,5 GHz ou de bande 48 LTE, CBRS représente les fréquences radio de 3,5 GHz à 3,7 GHz. Par le passé, le CBRS n'était accessible qu'au gouvernement fédéral américain et aux services fixes par satellite, mais à partir de 2019, la bande "bande d'innovation"est devenu partiellement disponible pour une utilisation commerciale.



Afin de protéger les cas d'utilisation critiques, la FCC a mis en place un système d'alerte. modèle de spectre partagé pour l'utilisation du CBRS. L'accès au spectre CBRS est géré par trois groupes :

• Niveau 1 - réservé aux utilisateurs en place (principalement la marine américaine et les stations terrestres de satellites).
• Niveau 2 - disponible pour les utilisateurs de l'entreprise avec des licences d'accès prioritaire (PAL).
• Niveau 3 - ouvert aux utilisateurs généraux autorisés (GAA) sans frais.

Les observateurs du secteur ont déclaré que "CBRS mettra une énorme puissance de réseau sans fil entre les mains des organisations." Grâce aux réseaux LTE privés, les entreprises pourront étendre - et dans certains cas remplacer - les réseaux 4G et 5G publics qui ne disposent pas des performances et de la fiabilité nécessaires aux cas d'utilisation sans fil les plus avancés d'aujourd'hui.
 

Qu'est-ce que le LTE privé ?

Nous avons discuté de l'impact des licences CBRS, mais qu'est-ce qu'un réseau cellulaire privé et pourquoi les entreprises doivent-elles s'en préoccuper ?

Un réseau LTE privé utilise les petites cellulesIl s'agit d'un concept similaire à celui des points d'accès Wi-Fi, qui permet de mettre en place un réseau sans fil privé dédié pouvant couvrir des dizaines de milliers de mètres carrés - une version à plus petite échelle d'un réseau cellulaire public. L'établissement d'un Réseau LTE nécessite plus de temps et de ressources que de s'appuyer sur les réseaux publics existants.


 

LTE privé vs LTE public

On peut se demander pourquoi se tourner vers les réseaux privés. Après tout, les réseaux publics LTE et Wi-Fi sont devenus une nécessité, voire une attente, dans la vie moderne. Pourquoi les entreprises investissent-elles dans la construction de leurs propres réseaux alors qu'elles pourraient profiter des réseaux que les géants des télécommunications ont déjà mis en place ?

Pour de nombreuses entreprises, le sans fil est devenu le " quatrième service public ", une ressource aussi vitale que l'électricité, l'eau et la connectivité Internet.

Lorsque les réseaux publics LTE et Wi-Fi ne sont pas disponibles en raison de limitations de couverture ou ne fonctionnent pas bien en raison de problèmes de capacité, les opérations basées sur les données et les services essentiels s'arrêtent.
Pour surmonter ce défi, les organisations aux États-Unis envisagent de plus en plus l'option des réseaux cellulaires privés basés sur le CBRS pour répondre à leurs besoins de connectivité professionnelle. Il existe trois scénarios courants dans lesquels les réseaux publics LTE et Wi-Fi ne sont pas idéaux - lorsque les réseaux :

• ont des limites de couverture et ne s'étendent pas au site en question.
• ne fonctionnent pas bien ou transmettent les données lentement en raison d'un niveau de trafic élevé.
• Ne répondent pas aux exigences de sécurité appropriées pour l'application, le cas d'utilisation ou l'industrie.

LTE privé ou Wi-Fi

Bien que les concepts et l'architecture sous-jacents des réseaux LTE et Wi-Fi soient similaires, l'expérience d'utilisation de ces deux technologies sans fil est assez différente. Examinons les principales différences en matière de performances et de sécurité.


Les réseaux LTE utilisent des fréquences d'ondes radio qui offrent une excellente couverture sur une grande surface, avec des signaux qui peuvent pénétrer des matériaux relativement denses. Les réseaux Wi-Fi utilisent également des ondes radio, mais leurs points d'accès sont conçus pour la couverture à courte portée que l'on rencontre généralement dans les maisons ou les bureaux.

Même lorsque vous comparez le Wi-Fi 6 et le LTE privé, ce dernier arrive en tête en termes de performances, de fiabilité et d'avantages opérationnels. Le LTE privé offre une transmission plus rapide, une bande passante plus large et une meilleure couverture, ce qui en fait le meilleur choix pour les entreprises qui en ont besoin :

• Des connexions fiables et à haut débit pour transmettre des flux continus de données à partir de IoT .
• Un meilleur contrôle des appareils mobiles itinérants pour assurer des transferts ininterrompus entre les radios des points d'accès.
• Des réseaux sécurisés et évolutifs qui limitent l'accès aux appareils figurant sur une liste blanche, même dans des endroits éloignés de l'informatique centralisée.

Avantages du LTE privé

Dans divers secteurs, les entreprises envisagent de plus en plus la manière dont les réseaux cellulaires privés peuvent résoudre les problèmes introduits par une connectivité peu fiable. Le développement d'un réseau privé permet de disposer d'un réseau LTE exclusif dans un spectre non encombré, et les équipements dédiés augmentent la capacité des appareils et des données.

Cette approche présente également l'avantage d'intégrer des contrôles qui ne sont pas possibles dans les réseaux publics. Par rapport aux réseaux publics LTE ou Wi-Fi, les réseaux privés LTE offrent également de meilleures possibilités :

• La confidentialité: Dans un réseau LTE privé, les données ne quittent jamais le réseau du client. Ceci est particulièrement important pour les secteurs fortement réglementés, tels que les soins de santé ou la finance.
• Sécurité: La sécurité de la carte SIM permet de s'assurer que les appareils ont un identifiant unique sur le réseau et sont correctement authentifiés, ce qui garantit un contrôle étroit des appareils autorisés sur le réseau.
• Flexibilité: Les réseaux LTE privés peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins applicatifs uniques d'une organisation.
• Capacité: Les réseaux LTE privés utilisent un spectre dédié ou partagé, ce qui permet aux entreprises d'adapter la densité de leur infrastructure en fonction de leurs besoins.
• Qualité de service (QoS) : La technologie cellulaire offre une meilleure QoS et une priorisation du trafic de données par rapport au Wi-Fi, ce qui permet aux applications commerciales et critiques de fonctionner dans des situations où les autres réseaux sont surchargés.
• Latence: Le LTE privé prend en charge la latence déterministe, c'est-à-dire la possibilité de définir une durée fixe pour le transfert des données, ce qui peut être très important pour les cas d'utilisation qui nécessitent une synchronisation étroite des appareils.
• Résilience: Avec le LTE privé, les entreprises clientes peuvent déployer des petites cellules supplémentaires pour augmenter la résilience et le temps de fonctionnement. Si elles le souhaitent, elles peuvent également permettre le repli sur le LTE public en utilisant le même appareil cellulaire.
• Mobilité: Contrairement au Wi-Fi, la mobilité du LTE privé, c'est-à-dire le transfert entre les petites cellules du LTE privé, est transparente et comparable à celle du LTE public.
• Coût: Bien que le coût d'une petite cellule individuelle soit plus élevé que celui d'un point d'accès de niveau entreprise, moins de petites cellules sont nécessaires pour fournir la même couverture que de nombreux points d'accès Wi-Fi. Avec une infrastructure LTE privée, le coût des câbles, de l'alimentation et de la maintenance d'un plus grand nombre de nœuds est nettement inférieur. C'est pourquoi la plupart des entreprises considèrent que les réseaux cellulaires privés permettent de réaliser des économies par rapport aux réseaux publics.

Construire un réseau LTE privé

Lorsque vous prévoyez de construire et de déployer un réseau privéDans le domaine de l'informatique, les entreprises ont un certain nombre d'options à considérer avant de choisir leur voie. Chaque organisation doit évaluer les coûts associés en fonction de ses besoins spécifiques.


 

Le coût de la construction de réseaux LTE privés

Sans une compréhension claire des cas d'utilisation prévus par votre entreprise et des exigences du réseau, les coûts du réseau LTE privé peuvent s'accumuler rapidement. En fonction de votre approche, les coûts du réseau LTE peuvent inclure :

• Matériaux de construction et main-d'œuvre pour l'infrastructure sous-jacente (y compris les stations de base LTE privées)
• Achat et installation de radios à petites cellules
• Frais mensuels pour les services LTE, qui dépendent du spectre utilisé

Le coût total du déploiement d'un réseau privé mobile dépend de divers facteurs, mais la plus grande différence vient du spectre choisi par votre organisation.

Fournisseurs de réseaux LTE privés

Les entreprises peuvent louer des fréquences dédiées - de loin l'option la plus coûteuse. Elles ont également la possibilité de louer des connexions CBRS de niveau 2 auprès d'entreprises qui possèdent un PAL. La liste des fournisseurs privés de LTE qui proposent l'une de ces options comprend :

• AT&T
• Verizon
• Samsung
• Nokia
• Motorola Solutions
• Google Cloud
• Services Web d'Amazon (AWS)

Bien qu'il y ait des avantages certains à payer pour des services de réseau CBRS dédiés ou de niveau 2, les organisations ont également la possibilité de tirer parti de l'accès gratuit de niveau 3 aux fréquences CBRS.
 

Comment créer un réseau privé

La mise en œuvre d'un déploiement LTE privé nécessite trois étapes clés.
 

Tout d'abord, déterminez vos besoins en matière de connectivité.

Le processus global commence par le choix du spectre que votre réseau utilisera.

• Spectre sous licence. Pour mettre en place un réseau LTE privé très fiable, les organisations peuvent choisir de louer une partie dédiée du spectre appartenant à un opérateur de réseau mobile comme AT&T ou Verizon. Chaque pays dispose d'une législation unique qui dicte la manière dont les bandes du spectre sous licence peuvent être utilisées.
• Spectre partagé. Une autre façon de créer un réseau LTE privé consiste à utiliser le spectre partagé du CBRS, plus précisément les niveaux 2 et 3. Si une bande dédiée peut offrir de meilleures performances, le spectre partagé offre un moyen plus abordable d'accéder aux avantages du LTE privé.
• Spectre sans licence. Un réseau LTE privé peut être mis en place dans une bande sans licence telle que UNII-3, qui est également utilisée pour les réseaux Wi-Fi. Bien que cela puisse coûter moins cher que d'autres options, les spectres sans licence sont moins qu'idéaux en termes de performances en raison des volumes de trafic plus élevés.

Mettre en place le réseau central

Ensuite, vous devrez concevoir et mettre en place l'architecture du réseau central, qui comprend le LTE Evolved Packet Core (LTE EPC). Le réseau central est constitué de plusieurs nœuds et conçu en fonction des besoins de votre entreprise en matière de mobilité, de sécurité, d'authentification et de gestion du trafic.

L'EPC se connecte à la fois aux réseaux externes et aux stations de base sur site (appelées NodeB évolués ou eNB), qui servent de source centrale du signal LTE privé.

Installer les points d'accès

Enfin, vous devrez installer et connecter des points d'accès LTE qui offrent une couverture suffisante pour votre site et votre cas d'utilisation. Les routeurs LTE et 5G offrent des zones de couverture nettement plus larges que les points d'accès WiFI, ce qui les rend idéaux pour de nombreux cas d'utilisation industriels et commerciaux. Lors de la sélection et de l'installation des routeurs, recherchez des options avec :

• Des fonctionnalités qui simplifient le déploiement et la gestion à l'échelle.
• Solutions cellulaires entièrement intégrées avec connectivité de secours intelligente.
• Sécurité robuste des dispositifs et capacités informatiques sécurisées en périphérie.

Les entreprises qui utilisent le spectre CBRS devront également mettre en œuvre un système d'accès au spectre (SAS) pour attribuer des canaux de fréquences aux points d'accès CBRS.
 

Industries adoptant le LTE privé

Une révolution est en train de se produire dans tous les secteurs d'activité à l'adresse IoT . En effet, un nombre croissant de dispositifs connectés au réseau sont utilisés dans les interactions avec les clients et les opérations industrielles. Les réseaux privés sont bien adaptés à toute une série de cas d'utilisation :

• Hôpitaux
• Immeubles de bureaux
• Magasins de détail
• Centres commerciaux
• Chantiers de construction
• Entrepôts
• Sites industriels
• Opérations agricoles

Un réseau LTE privé peut gérer toutes les données que les appareils de ces déploiements de réseau génèrent. À l'avenir, alors que l'apprentissage automatique et l'IA deviennent encore plus répandus, un réseau LTE privé fournira la bande passante dont ces programmes gourmands en données ont besoin.

Une configuration LTE privée peut connecter IoT capteurs, caméras, équipements autonomes et drones sur un seul réseau, sans être gêné par les limites d'un réseau public, ce qui en fait une option populaire dans la fabrication, l'énergie et les transports.

Le LTE privé devient également de plus en plus populaire dans l'industrie minière. Un réseau LTE peut couvrir une vaste zone, ce qui le rend adapté à une exploitation minière s'étendant sur plusieurs kilomètres carrés. Il est essentiel qu'un réseau privé soit à l'épreuve du temps, car il est conçu pour répondre aux besoins en données élevées d'une grande flotte minière.

Les mêmes avantages sont également utiles pour les ports mondiaux. Un port doté d'un réseau LTE privé peut garantir une disponibilité quasi parfaite ainsi que des vitesses de transfert de données constantes. Des navires à quai aux grues qui les déchargent, un réseau privé peut couvrir une zone que le Wi-Fi ne peut pas couvrir et garantir que tout le monde reste connecté. Lorsqu'il a été mis en œuvre dans le port de Rotterdam, par exemple, un réseau LTE privé a pu assurer une disponibilité de 99,99 %.
 

Déploiements et cas d'utilisation du LTE privé

Lorsqu'une entreprise ou une organisation a besoin de mettre en place un réseau localisé, et que le Wi-Fi n'est pas une option, un déploiement LTE privé peut être la solution parfaite. Alors que le site IoT poursuit sa tendance à la hausse, le LTE peut supporter les charges de trafic inévitablement élevées, en traitant les données entrantes de dizaines de milliers de dispositifs IoT .

Les réseaux LTE ont également une excellente pénétration, traversant les bâtiments et autres obstacles qui peuvent bloquer un signal Wi-Fi. Ces capacités sont extrêmement importantes pour de nombreux cas d'utilisation intensive de données que les entreprises utilisent le LTE privé pour réaliser.




Qu'une organisation choisisse d'utiliser un réseau LTE sous licence ou de mettre en place son propre réseau sur une bande partagée - par exemple, le CBRS (Citizens Broadband Radio Service) - elle peut s'attendre à faire des économies et à bénéficier d'une fiabilité accrue par rapport au réseau public. Les réseaux LTE privés seront de plus en plus adoptés pour répondre à un large éventail de besoins de connectivité, tant dans le domaine commercial que dans celui de la consommation.

Surveillance de l'environnement

La surveillance de l'environnement est un cas d'utilisation extrêmement précieux pour les organisations industrielles, qui disposent souvent d'équipements critiques déployés dans des endroits éloignés où les conditions sont variables. Grâce à la gestion à distance via un réseau LTE privé, les appareils IoT peuvent transmettre des millions de points de données, qui peuvent ensuite être analysés et utilisés pour protéger le personnel sur place, prévenir les conditions dangereuses et soutenir les opérations.

Surveillance de la sécurité et de la conformité en temps réel

Outre la surveillance de l'environnement, les organisations qui exploitent des sites distants peuvent également bénéficier de la sécuritéIoT -enabled et de la surveillance de la conformité. Les applications en temps réel peuvent tirer parti de l'intelligence artificielle et des analyses d'apprentissage automatique (AI/ML) pour évaluer intelligemment les risques et réagir pour minimiser les vulnérabilités, ce qui rend le LTE privé particulièrement précieux dans les secteurs où les exigences en matière de sécurité des données sont strictes.

Automatisation intelligente et maintenance prédictive

L'utilisation du LTE privé peut permettre aux entreprises de mettre en œuvre plus facilement la maintenance prédictive, notamment sur les sites industriels éloignés où les réseaux publics sont moins susceptibles d'offrir la couverture et la bande passante nécessaires. Grâce au LTE privé, les appareils IoT déployés dans les usines de fabrication, les sites agricoles et les centrales énergétiques peuvent utiliser des applications IA/ML pour automatiser intelligemment l'utilisation, la distribution et la logistique des équipements, ainsi que pour identifier les problèmes de sécurité ou de performance avant qu'ils ne surviennent.

Autres cas d'utilisation

Les cas d'utilisation à forte intensité de données prennent de plus en plus d'importance dans le commerce de détail, les soins de santé, la fabrication et même l'urbanisme. En offrant de meilleures performances, une plus grande fiabilité et une meilleure sécurité, les réseaux LTE privés permettent des utilisations avancées qui transforment le fonctionnement du monde qui nous entoure :

• Réalité augmentée et virtuelle
• Inspections visuelles intelligentes
• Prévention des vols
• Suivi du patient en temps réel
• Des expériences d'achat personnalisées

Déployer un LTE privé basé sur CBRS avec Digi

Qu'une organisation choisisse d'utiliser un réseau LTE sous licence ou de mettre en place son propre réseau sur une bande partagée, elle peut s'attendre à faire des économies et à bénéficier d'une fiabilité accrue par rapport au réseau public. Les réseaux LTE privés seront de plus en plus adoptés pour répondre à un large éventail de besoins de connectivité, tant dans le domaine commercial que dans celui de la consommation.

Alors que vous cherchez à construire votre propre réseau LTE privé, Digi International dispose des solutions et de l'expertise nécessaires pour vous simplifier la tâche. Que vous ayez besoin d'un réseau hautement sécurisé, fiable Routeurs cellulaires 4G et 5G ou un chemin de migration vers la 5G, nos équipes peuvent vous aider à naviguer dans toutes les options en fonction de vos exigences commerciales et à déterminer la meilleure solution.

Pour en savoir plus, consultez notre Solutions LTE privées. 
 

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