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Pourquoi et quand choisir un routeur avec double radio cellulaire ?


Pourquoi la redondance cellulaire?

Nous avons tous eu l’occasion, avec notre téléphone perso, de perdre l’accès au réseau cellulaire avec un opérateur B ( comme Bouygues) alors que notre voisin conservait un accès au réseau cellulaire avec son opérateur O (comme Orange) , S (comme SFR) ou F (comme Free).
Imaginez à présent que vous soyez dans une situation professionnelle, et que vous ayez besoin de joindre de toute urgence une personne pour prévenir un accident. Si vous avez à ce moment là perdu l’accès au réseau les conséquences peuvent être dramatiques.
Vous avez donc besoin dans une situation d’urgence de ce type d’une connexion cellulaire redondante. Il existe plusieurs solutions pour avoir cette redondance cellulaire. Et nous vous proposons d’en détailler les avantages et inconvénients.

Solution 1 : la double carte SIM

Vous avez investi dans un routeur industriel, ou dans une gateway IIoT, ou dans un PC avec module cellulaire et double carte SIM. Sur la première carte SIM vous avez l’opérateur B ( avec un gros forfait de données) et sur la seconde l’opérateur O (solution de secours avec un petit forfait Data).
Vous réduisez ainsi le risque de perdre le réseau, mais vous restez limité dans votre choix puisqu’il y a au total 4 opérateurs possibles.
Par ailleurs si l’opérateur B devient indisponible, et qu’au même moment vous ayez besoin d’appeler, vous allez devoir patienter en moyenne 1 minute 30 secondes avant de récupérer la connexion avec l’opérateur O.

En effet deux événements vont devoir prendre place avant que vous puissiez être reconnecté.

  • Reconfiguration de l’APN : Chaque opérateur possède un APN (Access Point Name) unique qui indique à l’appareil comment se connecter à son réseau. Lorsque vous changez d’opérateur, le routeur doit reconfigurer ses paramètres pour utiliser le nouvel APN. Ce processus peut prendre de quelques secondes à une minute.
  • Négociation avec l’opérateur : En plus des paramètres APN, il y a une négociation d’établissement de connexion (handshake) entre le routeur et le réseau de l’opérateur. Ce handshake vérifie la carte SIM et établit une connexion. Cela peut rallonger le délai total de basculement entre les opérateurs.

Voici une analogie utile : Imaginez que vous déménagez dans une nouvelle maison. Vous devez récupérer les clés (handshake opérateur), mettre à jour votre adresse (paramètres APN) et déballer vos affaires (établir une connexion complète). Toutes ces étapes prennent un certain temps.

Aujourd’hui il existe un grand nombre de routeurs, de PCs cellulaires ou de gateways IIoT avec double carte SIM. Cette solution présente donc l’avantage d’être facilement accessible.

Solution 2 : la carte SIM multi APN

Il existe une alternative à la solution précédente, l’abonnement cellulaire multi-opérateurs.
Dans ce cas, en fonction de paramètres définis par votre fournisseur, votre routeur va se connecter en priorité sur un premier réseau, puis sur un deuxième, un troisième, voire un quatrième (nous vous recommandons de vérifier la stratégie de choix de l’opérateur ; en effet le premier critère de choix peut ne pas être la performance mais un opérateur, ce qui n’est pas forcément souhaitable).
Avec cette solution multi-APN vous avez une couverture optimale.
Alors Multi-APN ou double SIM ? Bien que les deux permettent d’utiliser différents opérateurs, leur fonctionnement diffère légèrement. Les routeurs double SIM à une radio n’utilisent qu’une seule carte SIM à la fois, et le basculement nécessite une reconfiguration complète. Les cartes SIM multi-APN peuvent basculer entre les réseaux sur la même carte SIM, mais nécessitent tout de même une reconfiguration pour le nouvel APN.
Donc préférence pour la carte SIM multi-APN.

Carte SIM M2M multiopérateurs


Attention : comme avec la solution précédente, un temps certain est nécessaire pour la reconfiguration du nouvel APN et en cas d’urgence ce temps peut être vital. D’où la solution 3.

Solution 3 : la double radio

Avec un routeur intégrant deux radios cellulaires vous pouvez avoir en permanence la première radio connectée à un opérateur A et la seconde radio à un opérateur B.
Aussi si vous sortez de la zone de couverture de l’opérateur A votre routeur est toujours connecté à l’opérateur B et vice versa. Vous n’avez donc plus de perte de connexion pendant une à deux minutes, comme c’est le cas avec une double carte SIM ou une carte multi APNs.
Et dans une situation d’urgence cela peut être vital.

Un autre atout de cette solution est de pouvoir cumuler deux bandes passantes, pour augmenter les vitesses de chargement.
Cette solution peut aussi être associée à une double carte SIM et/ou à une carte SIM multi-opérateurs.

Comment définir le WAN à utiliser?

Reprenons l’exemple du bus connecté au réseau cellulaire par un routeur double radio 4G 5G avec WiFi 6. Lorsqu’il roule la priorité peut être donné au réseau cellulaire (WAN) qui offre le signal le plus intense, ou bien la priorité est donné au réseau privé 5G (jusqu’à une intensité de signal au moins égal à deux barres avec passage possible à une barre ne devant pas excéder 15 secondes). Puis lorsque le bus arrive au dépôt la connexion peut se faire via le WiFi pour permettre le transfert de fichiers vidéos volumineux enregistrés par les caméras embarquées.
Un logiciel ergonomique est alors indispensable pour définir une stratégie multi-WAN en fonction des priorités fonctionnelles en jeu. Pour en savoir plus nous vous invitons à lire notre article sur le multi-WAN SEMTECH.

Cas d’usage n°1 d’un routeur à double radio : les véhicules d’intervention sur autoroute

Les véhicules d’intervention sur l’autoroute assurent la sécurité des usagers.
Leurs missions sont très diverses : ils volent à votre secours en cas d’incident ou d’accident sur autoroute. Ils signalent et protègent la zone grâce à leur véhicule garé en amont. Ils récupèrent sur les voies tout ce qui pourrait entraver la circulation, y compris les animaux errants.
Pour assurer une connexion permanente avec le poste de contrôle ils doivent être équipés d’un routeur avec deux radios cellulaires associées à deux opérateurs différents. Ils bénéficient alors d’une couverture étendue, et d’un deuxième réseau si le premier réseau est en panne. La passage d’un réseau WAN à l’autre est instantané.

Au delà des véhicules d’intervention cette solution est utilisée par de nombreux véhicules d’urgence dans le monde (et bientôt en France) : ambulances, camions de pompiers, voitures de police, etc…

Cas d’usage n°2 d’un routeur à double radio : un service de bus dans une ville avec 5G privé

A l’image de Toulouse Métropole qui met en test un réseau privé multiservice, à la fois 5G et IP/MPLS, d’autres collectivités locales seront amenées à développer des réseaux 5G privés. En effet ces réseaux privés renforcent la résilience des connexions et permettent d’offrir de nouveaux services aux citoyens.
Dans le cadre de l’exploitation d’une flotte de bus la connexion au réseau via un routeur industriel permet d’optimiser le fonctionnement du système d’aide à l’exploitation et à l’information voyageurs. C’est la raison pour laquelle Toulouse souhaite connecter sa flotte de bus au nouveau réseau 5G privé en cours de déploiement.
La couverture de ce réseau étant cependant partielle, une bascule vers un réseau opéré 4G est prévue dans les zones non couvertes par la 5G privée.
Lorsque l’échange des informations entre le bus et le système de gestion intègre des éléments critiques pour la sécurité la double radio permet de garantir une connexion redondante et résiliente, sans coupure de connexion.
Cette application fait ses tout premier pas en France, mais est largement répandue dans des pays voisins où des réseaux de 4G privés ont déjà pu être mis en place .

Il convient de noter que cette connexion redondante est appelée à remplacer le TETRA (Terrestrial Trunked Radio), un système de radio numérique mobile professionnel bi-directionnel, spécifiquement conçu pour des services officiels tels que les services de secours, les forces de police, les ambulances, les pompiers, les services de transport public, et les besoins de l’armée.

Cas d’usage n°3 d’un routeur à double radio : un distributeur d’argent connecté

Et voici une autre application du routeur double radio plus inattendue, le distributeur de banque.
Cette solution a été mise en place dans de nombreux distributeurs, pour éviter une interruption de service de plus d’une minute en cas de panne du réseau cellulaire principale. Le changement d’opérateur est alors invisible pour l’utilisateur du DAB.

Quel routeur double radio choisir?

Sphinx conseille le routeur Semtech Airlink XR80. Celui ci dispose d’un module radio 4G ou 5G de série avec double SIM. En complément il est possible de lui adjoindre un deuxième module radio 5G pour le faire évoluer. Cette solution évolutive est aujourd’hui intéressante, dans le cadre du développement des réseaux 5G privés, pour garder la possibilité de faire évoluer son parc matériel, sans le remplacer. On associe ainsi le développement durable à celui des transports en commun intelligents.

Au sujet du XR80 avec double radio 5G, WiFi 6, GPS et CANBUS.
✅ Via le CANBUS le routeur collecte les données du véhicule pour les envoyer à un PC de contrôle, via une connexion haut débit 4G ou 5G.
✅Ses capacités avancées GPS/ GNSS permettent de connaître la position du véhicule avec une grande précision, même dans un tunnel ( dead reckoning).
✅Avec la généralisation des caméras IP à bord des véhicules le routeur XR80 offre des débits élevés pour télécharger des vidéos en 5G, ou en WiFi 6 quand le véhicule arrive à l’entrepôt.
✅Enfin le XR80 est une solution d’avenir. En effet avec le développement de la 5G privé il est possible d’associer aux 2 cartes SIM du routeur une deuxième radio ; la première radio est connectée au réseau privé, et la seconde au réseau opéré. Ainsi quand le véhicule est dans une zone qui n’est plus couverte par la 5G privé il continue d’échanger ses données via le réseau public.