Durch einen kapitalen Ausfall des HLR (Home Location Register) war das Netz von T-Mobile für mehrere Stunden weitestgehend lahmgelegt. Die Störung war so umfassend, dass sie es bis in die “Tagesschau” und auf die Titelseiten der Tageszeitungen gebracht hat.

Nach Aussage von T-Mobile waren zwar Voice und SMS betroffen, Datendienste jedoch nicht. Eine Aussage, die so generell zumindest anzuzweifeln ist. Mein Mobile jedenfalls hat nach einem Zellenwechsel das Netz “verloren” und war somit auch nicht mehr zum surfen oder mailen zu bewegen.

Überraschend war dann aber später die Erkenntnis, dass praktisch alle mir bekannten M2M-Anwendungen, die auf GPRS/EDGE oder UMTS basieren, ohne Sörung durchgelaufen sind!

Zwar überraschend, aber dennoch einfach zu erklären:

Zugriffe auf das HLR weden primär benötigt, wenn ein Endgerät im Netz angemeldet, wenn eine Verbindung aufgebaut wird oder wenn ein Zellenwechsel stattfindet.

Auf Anwendungen, die mit GPRS/EDGE oder UMTS arbeiten, trifft dies aber nur äußerst selten zu. Derartige Anwendungen halten eine Verbindung zumeist dauerhaft “always online”, da ja nach Datenvolumen und nicht nach Zeit abgerechnet wird.

Schön, dass M2M-Anwendungen, die “always online” auf GPRS/EDGE/UMTS basieren, auch einen Ausfall des HLR (zumindest für einige Zeit) überleben, schlecht aber dennoch für das Vertrauen in M2M über Mobilfunk.

Auch wenn derartige Ausfälle sehr selten sind und nicht überbewertet werden sollten, kann man auch die Ausfallsicherheit von GPRS-basierten Anwendungen optimieren, z.B. durch den Einsatz von mehreren SIM-Karten oder anderen Methoden zur Sicherstellung einer gewissen Redundanz.

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Abb.: UMTS-Router mit Dual-SIM


Router mit Dual-SIM können auch zur Roaming-Optimierung beitragen. Eigentlich eine ganz einfache Sache – wenn es denn in der Firmware (Beispiel: Konfiguration der Dual-SIM Funktion des Conel UR5) des Routers vorgesehen ist:

Erkennt der Router, dass das Netz der primären SIM-Karte nicht verfügbar ist, nutzt er die sekundäre (in diesem Fall für Roaming optimal gewählte) SIM-Karte.

Nun stellt sich die Frage, ob – oder besser wann – sich der Aufwand für zwei SIM-Karten aus diesem Grund denn nun lohnt. Das ist sicher nicht allgemein zu beantworten, aber mir fallen doch einige Beispiele ein, z.B.:

Grenzüberschreitender Service (z.B. Grenzgebiet D/F)
Stellen Sie sich einen Service-Wagen mit einem grenzüberschreitenden Arbeitsgebiet vor. Ob in Baden-Baden (D) oder in Strasbourg (F), der Service-Techniker wird Zugriff auf Daten der Zentrale benötigen. Eine deutsche und zusätzlich eine französische SIM-Karte im Router erlauben einen Zugriff zum jeweiligen nationalen Tarif. Hohe Roaming-Gebühren fallen nicht an (dafür aber die Kosten von zwei SIM-Karten). Sobald etwas mehr Transfervolumen benötigt wird, ist Dual-SIM für diese Anwendung unschlagbar günstig (siehe hierzu auch: Artikel über OpenVPN).

Flottenmanagement in der EU + Schweiz
Seit Anfang Juni 2008 bietet T-Mobile leidlich (100K Blockrundung, Tagesnutzungspreis) günstige Roaming-Konditionen für die 27 Länder der EU an. In Verbindung mit einem eigenen (oder z.B. bei mdex mitgenutztem) optimiertem privatem APN durchaus interessant für Flottenmanagement. Was man aber leicht übersieht: Die Schweiz ist sehr neutral und nicht in der EU! Eine schweizer SIM-Karte im zweiten Slot schützt dann vor exorbitanten Roaming-Gebühren.

Fazit
Dual-SIM kann in einigen (aber lange nicht allen) Fällen zur Roaming Optimierung genutzt werden. Aber auch hier gilt wieder: Lassen Sie sich beraten! Am besten unabhängig vom Provider/Netzbetreiber und vor allem von einem Partner für den Datentarife (GPRS/UMTS) und M2M zum täglichen Geschäft gehören.


Vielen Dank an Gerhard Galsterer von der Firma LUCOM für die Anregung und das Bildmaterial.

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PC Engines hat seit kurzem ein neues Mitglied in Ihrer ALIX Embedded Board Serie: Das alix6b2 hat als besonderes Highlight ein Mini PCI Express Slot sowie zwei SIM Karten Halter die Software-seitig umgeschaltet werden können.

Der Rest der Hardware besteht aus einem AMD Geode LX800 mit 500 MHz Taktfrequenz, 256 MB RAM, 1 Compact-Flash Steckplatz, 2 100 MBit Ethernet Schnittstellen sowie eine serielle Schnittstelle als Konsole. Die Stromversorgung erfolgt über 7-20 Volt Gleichstrom.

Das Board bietet also die ideale Basis für einen UMTS / EDGE / GPRS Router Selbstbau: Es verwendet einen x86-Befehlsatz, man kann somit auf einen breite Palette von Linux-Distributionen zurückgreifen ohne dass man sich mit einem spezielles SDK oder Crosscompiler rumschlagen muss, es hat alle benötigten Schnittstellen eingebaut und ist zudem noch sehr sparsam im Verbrauch: mit 5 Watt kommt das System unter normaler Last aus.

Wer jetzt allerdings gedacht hat, daß er über den Mini PCI Express Slot das Board um eine Grafikkarte erweitern kann, den muss ich leider enttäuschen: Das Board implementiert nur den USB 2.0 Teil sowie den SIM/USIM/UIM der Mini PCI Express 1.2 Spezifikationen.

Das Mobilfunk-Datennetz von Vodafone (GPRS/EDGE/UMTS) war über viele Stunden großflächig gestört – Verbindungen kamen nicht oder jeweils nur kurz zustande.

Betroffen waren vor allem auch M2M-Anwendungen und dort fällt jeder Ausfall auch sofort auf: Geräte, die gewöhnlich “always online” gehalten und zyklisch abgefragt werden, offenbaren praktisch sofort jede Schwäche im Gesamtsystem.

Dieses Mal war der Ausfall derart großflächig und dauerhaft, dass er es auch die Online-Presse geschafft hat (hier bei Teltarif und hier bei Heise Online).

Aber bevor jetzt mit Vodafone-Bashing begonnen wird: Auch die “anderen” Netzbetreiber sind nicht perfekt, vor etwa fünf Wochen hatte es beispielsweise auch T-Mobile in einem ähnlichem Umfang erwischt. Da die Ausfälle aber mitten in der Nacht bzw. am Sonnntag auftraten, waren sie für “menschliche” Kunden weniger sichtbar:

Neu an diesen Ausfällen in den Netzen von Vodafone und T-Mobile ist vor allem die Großflächigkeit (viele/alle GGSN betroffen), nach meinen Kenntnissen sind dies bisher einmalige Vorgänge. Die mir bisher bekannten Ausfälle in den Vorjahren waren alle lokal begrenzt. (Als schwacher Trost: Wer nach “DSL Ausfall bundesweit” googelt, der wird auch fündig..)


Auswege?

1. Ein Blick in die AGB der Netzbetreiber offenbart, dass keine (oder nur unterirdische) Verfügbarkeiten garantiert werden.
2. Service-Provider (z.B. freenet, moobicent, white) sind nur Vertriebsorganisationen und nutzen genauso diese Netze, deren SIM-Karten sind also keine Lösung per se.
3. Redundante Anbindung an das GMS/UMTS-Netz eines Anbieters (an mehrere GGSN) hätte in diesen Fällen leider auch keine Besserung gebracht, da die Störungen zu großflächign waren.
4. Redundante Auslegung der Mobilfunk-Endgeräte (z.B. zweiter Netzbetreiber oder andere Technologie) können die Verfügbarkeit drastisch erhöhen, da “Doppelfehler” sehr unwahrscheinlich sind.
5. Ein Ausweichen auf SMS könnte für einige wenige Anwendungen (z.B. Tracking) auch eine Lösung darstellen.

Und das Fazit?

Wies schrieb schon Douglas Adams? “Keine Panik!” Netzausfälle in dem jüngst vorgekommenen Umfang sind sicher die absolute Ausnahme – sie waren es jedenfalls bisher. Auch andere Technologien wie z.B. DSL kämpfen mit ähnlichen Problemen.

Man sollte sich aber immer klar machen, dass keine Technologie 100% Verfügbarkeit aufweist und man sich daher immer vor einem Projekt auch über die Anforderungen an die Verfügbarkeit Gedanken machen sollte (und nicht nur beim Bau von Flugzeugen). Aber: Verfügbarkeit hat ihren Preis und nicht zuletzt auch eine gehörige Portion Komplexität.

Für alle einzelnen Komponenten eines M2M-Systems gibt es Lösungen, die auf Redundanz basieren (z.B. für die Übertragungsstrecke: Dual-SIM und die Verwendung mehrerer Netzbetreiber).


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Ziel von Dual-SIM
Auch Mobilfunknetze haben eine begrenzte Verfügbarkeit, Netzbetreiber garantieren zumeist für Anwender keinerlei Verfügbarkeit oder nur eine sehr geringe von z.B. 97% p.a. – dies entspricht einem möglichem Ausfall von mehr als 250 Stunden im Jahr! Zur Ehrenrettung der Netzbetreiber muss aber festgestellt werden, dass die tatsächliche Ausfallzeit der deutschen Netze wesentlich geringer ist. Durch Dual-SIM soll ein GPRS/EDGE/UMTS-Router redundant zwei Mobilfunknetze nutzen können, um Ausfallzeiten zu überbrücken und so fast 100% Verfügbarkeit liefern. Basis für diese Strategie ist die Annahme, dass Mobilfunknetze unabhängig voneinander arbeiten und daher i.d.R. nicht gleichzeitig ausfallen.

Genau hinschauen!

In den Produktbeschreibungen steht zumeist nur “Dual-SIM” oder “zwei SIM Halter”. Nachzufragen ist, ob die beiden Mobilnetze alternativ (bei einem Ausfall) oder parallel betrieben werden können. Nach welcher Strategie erfolgt der Fall-Back auf das alternative Netz? Und wie der Schwenk zurück? Ein Router mit “Dual-SIM” alleine schafft noch keine Redundanz. Die Zentralenseite (Leitstelle) muss zu Beginn der Projektierung mit einbezogen werden, da ein Fallback auf ein Ersatznetz i.d.R. nicht transparent abläuft.

Vorsicht vor gefühlter Redundanz

Eine Verbesserung der Verfügbarkeit durch die Verwendung von zwei Mobilfunknetzen kann nur funktionieren, wenn die verwendeten Netze unabhängig arbeiten. Das ist zwar häufig, aber bei weitem nicht immer der Fall. Zwar ist generell durch die Lizenzbedingungen für die GSM- und UMTS-Netze eine gewisse Unabhängigkeit gewährleistet, aber wer sicher gehen will, muss an jedem Installationsort eines Routers prüfen, ob dort Standorte oder Netzelemente durch die verwendeten Netze gemeinsam genutzt werden. Da hilft nur eine guter Draht zum Netzbetreiber oder ein kompetenter Berater weiter. Einfach erkennbar ist die Lücke nur beim “national Roaming” von O2 im T-Mobile Netz für ländliche Gebiete: Wer dort als O2-Kunde vom Netz EDGE angeboten bekommt, befindet sich im Netz von T-Mobile.[Update: Das war einmal]

Always Online! Oder die Tücken der Blockrundung

Mit jedem GPRS/EDGE/UMTS-Verbindungsaufbau wird im Datentarif ein neuer Block begonnen – unabhängig von der tatsächlich übertragenen Datenmenge. Teuer kann es werden, wenn der Router häufig versucht auf das bevorzugte Netz zurückzufallen. Dann entstehen durch das ständige Re-Connect immer wieder neue Blöcke und entsprechende Kosten!

Fazit: Beratung ist unerlässlich
Dual-Sim kann eine Erhöhung der Verfügbarkeit bringen, sofern man von Beginn an sorgfältig projektiert und sowohl die verwendeten Endgeräte, die verwendeten Mobilfunknetze und auch das Leitstellensystem geschickt auswählt. Mit zwei SIM-Karten im Gerät allein erhält man meist nur höhere Kosten. Notwendig erscheint mir unabhängige Beratung (unabhängig vom Netzbetreiber und unabhängig vom Routerlieferanten), denn wirkliche Hochverfügbarkeit – und nicht gefühlte – ist auch im Mobilfunk eine wirklich harte Nuß.


PS:
Wenn eine Lösung wirklich hochverfügbar sein muss, dann denken Sie auch über Kombinationen zwischen GPRS/EDGE/UMTS und drahtgebundenen Techniken wie ISDN oder DSL nach. Hier gibt es gerade für den industiellen Bereich zahlreiche Lösungen, z.B. auch von Insys.