Byg Dit Eget Private LTE Netværk Med CBRS

Forestil dig at have et mobilnetværk, der er lige så nemt at sætte op som et Wi-Fi-netværk, men med en overlegen ydeevne, sikkerhed og rækkevidde. Det lyder måske som fremtidsmusik, men takket være udviklingen inden for privat LTE, især med brugen af Band 48 (CBRS) i USA, er denne vision ved at blive virkelighed. Hvor Wi-Fi har sine begrænsninger med hensyn til rækkevidde, mobilitet og kapacitet i tætbefolkede områder, tilbyder privat LTE en robust løsning, der kan revolutionere trådløs kommunikation for virksomheder, industrier og endda private hjem.

Traditionelt har opbygning af et mobilnetværk været en uhyre kompleks og dyr affære, forbeholdt store telekommunikationsselskaber. Det krævede specialiseret, proprietær hardware og omfattende licenser. Men med fremkomsten af softwaredefineret netværk (SDN) og netværksfunktionsvirtualisering (NFV) er omkostningerne og kompleksiteten faldet drastisk. Dette åbner døren for en ny æra, hvor småskala LTE-netværk kan udbredes massivt, hvilket ændrer markedet fra få nationelle netværk til et væld af lokale, private løsninger.

Hvad er Privat LTE og Band 48 (CBRS)?

Privat LTE, ofte forbundet med Band 48 CBRS (Citizens Broadband Radio Service), refererer til et dedikeret, lokalt mobilnetværk, der opererer uafhængigt af offentlige mobiloperatører. Band 48 er et frekvensbånd på 3.5GHz, der er tildelt LTE-spektret i USA. Det er en del af det bredere E-UTRA-spektrum, som LTE er designet til at fungere inden for, og understøtter både FDD (Frequency Division Duplex) og TDD (Time Division Duplex) kommunikationstilstande.

Oprindeligt blev CBRS introduceret af FCC (Federal Communications Commission) for at definere nye måder at bruge 3.5 GHz-båndet på i USA og dele dets spektrum effektivt. Dette bånd omfatter i alt 150MHz inden for 3500 MHz-spektrummet, der strækker sig mellem 3550-3700MHz (eller 3.55-3.7GHz). Disse 150MHz blev taget fra to eksisterende LTE-bånd, Band 42 (3550 til 3660 MHz) og Band 43 (3660 til 3700 MHz), og er nu samlet kendt som Band 48. Formålet var at gøre dette frekvensbånd tilgængeligt for "borgere" med lavere ressourcebehov, hvilket muliggør udrulning af private netværk og understøtter applikationer med ultrahøje ressourcer. Dette bånd betragtes også som en potentiel køreplan for fremtidige 4.9G- og 5G-udrulninger.

Nøglefordele ved Band 48 CBRS: Overlegenhed over Wi-Fi

Privat LTE med Band 48 CBRS tilbyder en række markante fordele, der gør det til et overlegent valg sammenlignet med traditionelle Wi-Fi-netværk, især for krævende applikationer og miljøer:

• Forbedret Sikkerhed: Netværksforbindelserne bruger dedikeret radioudstyr, og data kan holdes lokalt inden for dit private netværk. Dette reducerer risikoen for uautoriseret adgang og sikrer en højere grad af databeskyttelse.
• Øget Mobilitet og Rækkevidde: I modsætning til Wi-Fi, der ofte kræver hyppige genforbindelser ved bevægelse og har begrænset rækkevidde, tillader CBRS-teknologien høj mobilitet, sømløse overleveringer (handovers) mellem celler og markant længere signalrækkevidde. Dette er afgørende for applikationer, der involverer bevægelige enheder som droner, autonome køretøjer eller personale på store områder.
• Høj Kapacitet: Band 48 har tilstrækkelig kapacitet til at understøtte applikationer med højt dataforbrug og et stort antal enheder samtidigt. Dette er ideelt for Internet of Things (IoT)-implementeringer og andre datatunge scenarier.
• Optimerede Tjenester: Applikationer kan tilpasses og forbedres specifikt til den pågældende branche, med mulighed for finjustering af tjenestekvalitet (QoS), båndbredde, latenstid og andre parametre. Dette giver en uovertruffen fleksibilitet til at skræddersy netværksydelsen.
• Interoperabilitet: Enheder fra forskellige producenter kan kommunikere problemfrit med hinanden, takket være standardiserede LTE-protokoller.
• Understøttelse af Nye Trådløse Enheder: CBRS muliggør integration af nye trådløse teknologier og enheder, såsom AGV-hjelme (Automated Guided Vehicle), sikkerhedskameraer, landbrugssensorer og meget mere, hvilket udvider mulighederne for innovation.

CBRS Rammeværket: En Tre-Lags Struktur

For at sikre effektiv spektrumdeling og beskytte eksisterende brugere mod interferens, er CBRS-rammeværket organiseret i tre hierarkiske niveauer. Denne model skaber nye muligheder for brug og distribution af trådløs adgang:

Det er Tier 3 (GAA), der er mest interessant for dem, der ønsker at opsætte et privat LTE-netværk. GAA tilbyder en dynamisk allokering af spektrum, så det ikke forstyrrer Incumbents eller PAL-brugere. Fra de 150 MHz er 80-100MHz tilgængelige for GAA-brugere, hvilket svarer til en licensfri, Wi-Fi-lignende adgang til LTE-spektret. Dette er den primære vej til at opbygge dit eget private LTE-netværk uden dyre licenser.

Anvendelsesområder for Privat LTE (Band 48)

Band 48 CBRS er ideelt til private og geografisk begrænsede LTE-implementeringer, der langt overgår Wi-Fi's muligheder. Nogle af de mest populære anvendelsestilfælde inkluderer:

• Trådløse Sensornetværk og IoT: Forbindelse af et stort antal sensorer og enheder i produktionsanlæg, smarte byer, varehuse eller landbrug for dataindsamling og automatisering.
• Fjernkontrol og Overvågning: Styrring af industrielt udstyr, robotter eller sikkerhedskameraer i realtid over store afstande med lav latenstid.
• Industrielt og Landbrugsudstyr: Optimering af drift i miner, olierigge, fabrikker og landbrug med dedikeret, pålidelig forbindelse til maskiner og køretøjer.
• Tilpassede Smartphone-apps: Udvikling af interne apps, der kræver høj båndbredde og lav latenstid inden for en virksomheds egne faciliteter.
• Forbedring af Offentlige LTE-netværk: Mobilbredbåndsudbydere (PALs) kan bruge Band 48 til at udvide og forbedre deres offentlige LTE-netværk ved at installere Band 48 LTE-hardware.

Et af de mest spændende nye anvendelsestilfælde er dog muligheden for enhver organisation, virksomhed eller enkeltperson til at operere i Band 48 under GAA's licensfri regler. Dette "gratis" LTE-licens til at implementere overalt fungerer meget ligesom et hjemme-Wi-Fi-netværk, men med LTE's forbedrede ydeevne og sikkerhed.

Byg Dit Eget Private LTE-Netværk: Nødvendige Komponenter

For at opsætte et CBRS privat LTE-netværk skal du bruge tre grundlæggende elementer:

1. Basestation (BS) eller Wireless Gateway: Dette er hjertet i dit netværk, der udsender LTE-signalet. En LTE BS for Band 48 kommer typisk med Carrier Aggregation og avancerede funktioner. For at bruge Band 48 CBRS skal en enhed, der anmoder om service, autoriseres af et Spectrum Allocation System (SAS). SAS'en kan være indbygget i basestationen eller bruges som en skytjeneste. SAS'en arbejder med en database for at gemme licens- og adgangsinformation. Dens vigtige opgave er at analysere RF-spektret og kanalerne for at undgå enhver interferens med Incumbents eller PAL-brugere. Hvis der er et tilgængeligt RF-spektrum, vil SAS gøre det tilgængeligt for slutbrugeren, hvilket eliminerer traditionelle kanalinterferensproblemer. Eksempler på basestationer inkluderer CableFree 4G Base Station, der fås i både Macro- og Small Cell-versioner, samt Baicells Nova-436q og Accelleran E1000.
2. EPC (Evolved Packet Core): EPC'en er hovedkontrolleren af et LTE-netværk. Dette er det mest komplekse og ressourcekrævende udstyr i LTE-systemet, og det drives normalt i NOC'er (Network Operations Centers) hos virksomheder eller internetudbydere. I dag implementeres EPC'er typisk lokalt, men hybrid- og skybaserede implementeringer er stigende. Private og små LTE-netværk, der implementerer Band 48 CBRS, vil ofte have mulighed for forenklede versioner af EPC'en, implementeret i skyen som en Data Center as a Service (DCaaS). Den private LTE-EPC er ansvarlig for at vedligeholde brugerdatabasen, håndhæve politikker, tildele IP-adresser, administrere mobilitet og sporing, samt fungere som en gateway til PDN (Public Data Networks).
3. CBRS-enheder eller CPE (Customer Premise Equipment): Dette er slutenhederne, der forbinder til din LTE-basestation og skal understøtte LTE Band 48. En CPE kan være alt fra indendørs eller udendørs antenner til en MiFi (mobil Wi-Fi hotspot). Med IoT's fremmarch vil vi se flere og flere sensorer med indbygget CBRS Band 48-understøttelse.

FreedomFi: Gør Privat LTE Tilgængeligt for Alle

Hvor opbygning af et mobilnetværk tidligere krævede proprietær hardware fra etablerede producenter, hvilket gjorde det alt for dyrt for enkeltpersoner eller små virksomheder, har initiativer som Facebooks Magma open-source distribuerede mobile packet softwareprojekt og FreedomFi ændret spillet. FreedomFi gør det muligt for enhver at bygge billige, private, langtrækkende, pålidelige og sikre 4G LTE- og 5G-netværk ved hjælp af deres beta FreedomFi Gateway-hardware og softwarepakke.

FreedomFi Gateway er et standard x86-netværksapparat, der tilbyder en ligetil og yderst overkommelig vej til at bygge dit eget Private LTE- eller 5G-netværk ved hjælp af open-source software og small cell-radioer. Gateway'en placerer de centrale funktioner i et 4G/5G-netværk ved netværkets kant. Dette inkluderer kernefunktioner til at levere netværksforbindelse og politikudførelse for slutenheder, såsom Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (SGW) og Packet Data Network Gateway (PGW) for 4G. FreedomFi Gateway understøtter standard LTE- og 5G-interface til kommercielle radioer, hvilket giver kunderne mulighed for at blande og matche radioer og undgå at blive låst fast i en enkelt leverandørs proprietære løsning. Andre tjenester som Home Subscriber Server (HSS)-data hostes i skyorkestratoren.

Hvad Skal Du Bruge Udover FreedomFi Gateway?

Udover Gateway'en skal du bruge en kerne, en radio, spektrumadgang og SIM-kort. Afhængigt af den valgte pakke kan FreedomFi levere nogle eller alle de nødvendige komponenter.

• Kerne og Radio: FreedomFi anbefaler Baicells Nova-436q eller Accelleran E1000 til brug af CBRS Band 48-spektret. Airspan og Blinq Networks leverer også CBRS-produkter.
• Spektrumadgang: Du kan arbejde med en FCC-godkendt Spectrum Access System (SAS)-udbyder som Amdocs, CommScope, Federated Wireless, Google eller Sony. For FreedomFi-kunder og Magma-projektsponsorer inkluderer FreedomFi adgang til CBRS-spektrumbåndet som en del af pakken.
• SIM-kort: FreedomFi anbefaler SmartJac.

Alt i alt estimerer FreedomFi, at et komplet, operationelt 4G LTE- eller 5G-mobilnetværk kan koste omkring 5.000 dollars. Dette netværk vil fungere med næsten alle smartphones produceret inden for de seneste to år.

For at være sikker på, at en given telefon fungerer med dit CBRS-netværk, kan du besøge GSMArena.com. Indtast blot enhedsmodellen og klik på "udvid"-knappen i netværksrækken for at se de understøttede bånd. CBRS er normalt angivet som Band 48, og nogle gange under en "TDD LTE"-undersektion.

Ifølge Joey Padden, medstifter og CTO af FreedomFi, vil 5G small cell-markedet vokse med 40% om året de næste 5-7 år, og vi vil se masser af konkurrence og innovation. Han understreger vigtigheden af at undgå at binde skæbnen for hele dit mobilnetværk til en enkelt radioleverandørs køreplan. FreedomFi Gateway gør det muligt at bygge dit private LTE- eller 5G-netværk på dine egne betingelser, forblive leverandøruafhængig og bevare kontrollen over køreplanen for din netværksarkitektur.

Boris Renski, FreedomFis medstifter og CEO, tilføjer, at den største fordel ved 5G ikke er hurtigere hastighed, men effektiviteter, der frigøres gennem softwarecentreret arkitektur. Koblet med open source og cloud-native designprincipper vil softwarestyrede 5G-netværk have en størrelsesorden lavere driftsomkostninger (OPEX). Han mener, at 5G's nye, softwarecentrerede arkitektur for netværkskernen vil resultere i mere dybtgående, langsigtede fordele for brugerne i form af mere omkostningseffektiv forbindelse. Ultimate handler det ikke om hurtigere videostreaming eller VR i udvalgte hotspots, men om at forbinde de næste milliarder mennesker i nye geografier eller matche private 5G-økonomi med Wi-Fi for virksomheders brugsscenarier.

FreedomFi tilbyder forskellige muligheder for at komme i gang med open-source privat mobil via deres hjemmeside. Sponsorer, der bidrager med 300 dollars til projektet, modtager en beta FreedomFi Gateway og begrænset, gratis adgang til Citizens Broadband Radio Service (CBRS) delt spektrum i 3.5 GHz "innovationsbåndet". Dem, der bidrager med 1.000 dollars, får support med en "netværk oppe"-garanti, hvor FreedomFi tilbyder vejledning over en række Zoom-sessioner, og de garanterer at de ikke giver op, før du får en forbindelse.

Dette er ikke blot en håbefuld idé; WiConnect Wireless arbejder allerede med det. Deres præsident, Dave Bagett, udtaler, at de altid har været opsatte på at udvide deres LTE-internettjeneste, men var tilbageholdende med hensyn til lock-in-problemer forbundet med brug af en proprietær netværkskerne. Nu samarbejder de med FreedomFi for at udvide deres LTE-netværk ved hjælp af open source og er begejstrede for at begynde at udrulle tjenesten til deres kunder.

Ofte Stillede Spørgsmål (FAQ) om Privat LTE og CBRS

Hvad er den primære forskel mellem Privat LTE og Wi-Fi?

Privat LTE med CBRS tilbyder overlegen sikkerhed, da det bruger dedikeret udstyr og kan holde data lokalt. Det giver også bedre mobilitet og sømløse overleveringer, længere rækkevidde og højere kapacitet til et stort antal enheder og datatunge applikationer sammenlignet med Wi-Fi, som ofte lider under interferens og begrænset rækkevidde i tætte miljøer.

Er Band 48 (CBRS) det samme som CB radio?

Nej, på trods af navnet "Citizens Broadband Radio Service" har CBRS intet at gøre med den traditionelle CB-radio (Citizen's Band radio) service, der bruges af amatører og lastbilchauffører til tovejs stemmekommunikation. CB-radio opererer i USA i 27MHz-båndet, mens CBRS er i 3.5GHz-båndet og er designet til moderne dataoverførsel.

Kan jeg bruge min eksisterende smartphone på et privat CBRS-netværk?

De fleste moderne smartphones, især dem produceret inden for de sidste to år, understøtter Band 48 (CBRS). Du kan tjekke din telefons specifikationer på websteder som GSMArena.com for at bekræfte, om den understøtter Band 48 (som ofte er angivet under "TDD LTE"-sektionen).

Er det dyrt at opsætte et privat LTE-netværk?

Historisk set har det været meget dyrt, men takket være open-source-initiativer som FreedomFi og Magma-projektet er omkostningerne faldet markant. Det anslås, at et komplet, operationelt 4G LTE- eller 5G-mobilnetværk kan koste omkring 5.000 dollars, hvilket er en brøkdel af, hvad det tidligere ville have kostet.

Hvorfor er open source vigtigt for private LTE-netværk?

Open source-software og -hardware eliminerer afhængigheden af proprietære løsninger fra en enkelt leverandør (leverandørlåsning). Dette giver større fleksibilitet, lavere driftsomkostninger (OPEX) og mulighed for at tilpasse netværksarkitekturen efter egne behov, hvilket fremmer innovation og konkurrence på markedet.

Konklusion

Fremtiden for trådløs kommunikation er decentraliseret, og private LTE-netværk, især dem, der udnytter CBRS Band 48, er i spidsen for denne udvikling. Med fordele som forbedret sikkerhed, øget mobilitet og rækkevidde, samt enestående kapacitet, overgår privat LTE langt eksisterende Wi-Fi-teknologi på mange kritiske punkter. Muligheden for at implementere disse netværk på en omkostningseffektiv måde, understøttet af open-source-initiativer som FreedomFi, åbner døren for en bred vifte af applikationer – fra industrielle IoT-løsninger til forbedret dækning i landdistrikter og endda i private hjem. Vi står over for en spændende æra, hvor adgangen til højtydende, dedikeret mobilforbindelse bliver mere tilgængelig end nogensinde før, hvilket potentielt kan forbinde milliarder af mennesker og revolutionere vores måde at interagere med den digitale verden på.

Hvis du vil læse andre artikler, der ligner Byg Dit Eget Private LTE Netværk Med CBRS, kan du besøge kategorien Teknologi.