LTE-Failover: So sichern Sie die Konnektivität Ihrer kritischen Standorte

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Eziwan-Team
Eziwan-Team
IoT-Infrastruktur

Ein Industriestandort ohne Netzwerkverbindung bedeutet, dass der Betreiber im Blindflug arbeitet. Keine SCADA-Überwachung, kein Fernzugriff, keine Störungsmeldungen. Für kritische Standorte – Pumpstationen, Umspannwerke, Produktionsstätten mit Dauerbetrieb – kann ein 10-minütiger Netzwerkausfall mehrere tausend Euro kosten.

Die Lösung: das automatische LTE-Failover mit Dual-SIM.

Warum ein einziger Anbieter nicht ausreicht​

Selbst Mobilfunknetze fallen aus. Die häufigsten Ursachen:

  • Wartungsarbeiten: Zeitraum von 2–4 Stunden, manchmal ohne Vorankündigung
  • Netzüberlastung: Industriegebiete mit Verkehrsspitzen (7–9 Uhr, 17–19 Uhr)
  • Problem mit der lokalen Antenne: Nur eine einzige BTS-Antenne deckt Ihr Gebiet ab
  • Wetter: Blitzschlag, Vereisung der Funkgeräte
  • Baustellen: Glasfaserkabel unterbrochen, Relais beschädigt

Statistisch gesehen bietet ein einzelner Netzbetreiber eine Netzverfügbarkeit von 99,5–99,7 %. Das klingt nach viel, entspricht aber 13–26 Stunden Ausfallzeit pro Jahr.

Mit zwei getrennten Betreibern beläuft sich die kombinierte Verfügbarkeit auf 99,97 % – das entspricht einer kumulierten Ausfallzeit von weniger als 2 Stunden und 30 Minuten pro Jahr.

Dual-SIM-Architektur: So funktioniert das Failover​

Das Gateway Eziwan verfügt über zwei physische SIM-Steckplätze. Die empfohlene Konfiguration:

SIM1: Anbieter A (Orange)   → Hauptverbindung
SIM2: Netzbetreiber B (SFR) → Failover-Verbindung

Das Failover basiert auf einem Ping-Watchdog: Der Router überprüft ständig die Konnektivität der aktiven SIM-Karte, indem er ICMP-Pings an festgelegte Ziele (8.8.8.8, den MQTT-Broker, Ihren zentralen Server...) sendet. Wenn X aufeinanderfolgende Pings innerhalb eines Zeitfensters von Y fehlschlagen, wird die Umschaltung ausgelöst.

Empfohlene Einstellungen für kritische Websites​

{
  "failover": {
    "enabled": true,
    "primary_sim": 1,
    "watchdog": {
      "targets": ["8.8.8.8", "1.1.1.1", "mqtt.eziwan.com"],
      "interval_sec": 10,
      "timeout_ms": 3000,
      "fail_threshold": 3,
      "success_threshold": 5
    },
    "cooldown_sec": 120,
    "notifications": {
      "webhook": "https://hooks.slack.com/...",
      "email": ["admin@site.fr"]
    }
  }
}

Diese Einstellung löst ein Failover aus, wenn 3 aufeinanderfolgende Pings fehlschlagen (30 Sekunden Erkennungszeit), und kehrt zur Haupt-SIM-Karte zurück, wenn 5 aufeinanderfolgende Pings erfolgreich sind (50 Sekunden Stabilität vor der Rückkehr).

Die 4 Failover-Modi​

Eziwan unterstützt je nach Ihren Anforderungen vier verschiedene Strategien:

Modus 1: Aktiv / Failover (empfohlen)​

SIM1 ist immer aktiv. SIM2 wird nur bei einem Fehler von SIM1 aktiviert. Vorteil: kontrollierte Datenkosten (SIM2 verursacht keine Kosten, solange SIM1 einwandfrei funktioniert).

Modus 2: Round-Robin​

Der Datenverkehr wechselt je nach Signalqualität zwischen SIM1 und SIM2. Vorteil: Es wird immer das beste verfügbare Netz genutzt.

Modus 3: Lastenausgleich​

Der Datenverkehr wird parallel auf die beiden SIM-Karten verteilt. Das verdoppelt die verfügbare Bandbreite. Nützlich für Websites mit hohem Datenaufkommen.

Modus 4: Aktiv/Aktiv mit Priorität​

Beide SIM-Karten sind aktiv, mit intelligenter Weiterleitung je nach Art des Datenverkehrs (kritischer Datenverkehr auf SIM1, Best-Effort auf SIM2).

Fallbeispiel: Trinkwasserpumpstation​

Einer unserer Kunden – ein Wasserverband, der 23 Pumpstationen betreibt – hatte ein immer wiederkehrendes Problem: Die Stromausfälle bei Orange (2–3 Mal pro Jahr und Station) machten eine Fernüberwachung unmöglich und zwangen zu manuellen Kontrollgängen.

Eingesetzte Konfiguration:

  • SIM1: Orange (beste Netzabdeckung in ländlichen Gebieten in ihrem Einzugsgebiet)
  • SIM2: SFR (separates Netz, unabhängige Antennen)
  • Watchdog: Ping alle 10 Sekunden, Failover bei 3 fehlgeschlagenen Pings
  • Benachrichtigung: Webhook → Nagios-Überwachungssystem

Ergebnisse über 8 Monate:

  • 7 Failover-Ereignisse (gegenüber 0 Überwachungsvorgängen ohne Failover)
  • Durchschnittliche Failover-Dauer: 14 Sekunden
  • Tatsächliche Gesamtunterbrechungsdauer: 0 (für das SCADA-System transparenter Failover)
  • Vermeidbare manuelle Überprüfungen: 7

Was Sie während eines Failovers im Dashboard sehen​

[14:32:01] ⚠ SIM1 Orange: Signalverschlechterung — RSSI -97 dBm
[14:32:11] ⚠ SIM1 Orange: 3/3 pings KO (8.8.8.8, timeout)
[14:32:12] → Basculement SIM2 SFR en cours...
[14:32:18] ✓ SIM2 SFR: verbunden — RSSI -72 dBm — Latenz 28 ms
[14:32:19] ✓ VPN-Tunnel wiederhergestellt
[14:32:19] ✓ MQTT-Broker erreichbar – Überwachung wieder aufgenommen
[14:32:20] ✉ Benachrichtigung gesendet: admin@syndicat-eaux.fr

[15:44:02] ✓ SIM1 Orange: Signal wiederhergestellt (5 von 5 Pings OK)
[15:44:03] → Retour SIM1 principale
[15:44:09] ✓ Hauptverbindung wiederhergestellt

Gesamtdauer der Unterbrechung: 7 Sekunden (zwischen dem letzten KO-Ping und der Wiederherstellung der VPN-Verbindung auf SIM2).

LTE-Failover + kabelgebundenes WAN: Redundanz über mehrere Technologien hinweg​

Die Dual-SIM-Redundanz schützt vor Ausfällen des Mobilfunknetzes. Eine umfassende Hochverfügbarkeitsarchitektur fügt jedoch eine dritte Dimension hinzu: die technologische Redundanz – LTE + Festnetz (ADSL, VDSL oder Glasfaser).

Wenn Dual-SIM nicht ausreicht​

Die Dual-SIM-Funktion (zwei Mobilfunkanbieter) schützt nicht vor:

  • Ausfall der Netzabdeckung: Ein Mobilfunkmast, der das gesamte Gebiet eines Standorts abdeckt, kann infolge eines Sturms oder eines Brandes außer Betrieb sein
  • Massive Überlastung: Bei außergewöhnlichen Ereignissen (Katastrophen, Militärübungen) können beide Mobilfunknetze gleichzeitig überlastet sein
  • Regulatorische Auflagen: Bestimmte Branchen (OIV, Kernkraft) schreiben andere Backup-Lösungen als die Haupttechnologie vor

Hybride WAN-Architektur (LTE + ADSL/Glasfaser)​

WAN primaire  :  ADSL/VDSL/fibre  →  |                          |
                                       | Routeur Eziwan dual-WAN  |  →  LAN site
WAN backup   :  LTE 4G SIM1      →  |  failover automatique     |
WAN emergency:  LTE 4G SIM2      →  |                          |

Das Eziwan-Gateway kann eine kabelgebundene WAN-Verbindung (Ethernet-WAN-Port) und zwei LTE-SIM-Karten gemäß einer Failover-Hierarchie kombinieren:

  • Stufe 1: ADSL/Glasfaser (beste Latenz, SLA des Netzbetreibers)
  • Stufe 2: LTE-SIM1 (Orange – beste landesweite Abdeckung)
  • Stufe 3: LTE-SIM2 (SFR – separates Netz als letzte Ausweichmöglichkeit)

Multi-WAN-Überwachung​

Der Watchdog überwacht alle drei Schnittstellen gleichzeitig:

{
  "wan_failover": {
    "interfaces": [
      {"name": "eth0-wan", "type": "fiber", "priority": 1},
      {"name": "lte0-sim1", "type": "lte", "priority": 2},
      {"name": "lte0-sim2", "type": "lte", "priority": 3}
    ],
    "watchdog": {
      "targets": ["8.8.8.8", "mqtt.eziwan.com"],
      "interval_sec": 15,
      "fail_threshold": 3
    }
  }
}

Berechnen Sie die tatsächliche Verfügbarkeit Ihrer Failover-Architektur​

Die Verfügbarkeit eines Systems mit Failover berechnet sich nach folgender Formel:

Kombinierte Verfügbarkeit = 1 – (Ausfallzeit SIM1 × Ausfallzeit SIM2)

KonfigurationVerfügbarkeit SIM1Verfügbarkeit SIM2Kombinierte VerfügbarkeitJährliche Ausfallzeit
Ohne Failover (nur SIM1)99,5 %—99,5 %~44 Std./Jahr
Dual-SIM (SIM1 + SIM2)99,5 %99,5 %99,9975 %~13 Min./Jahr
Dreifach-WAN (Glasfaser + LTE×2)99,9 %99,5 %99,9999 %~32 s/Jahr

Der Unterschied zwischen „Dual-SIM“ und „nur SIM“ ist enorm: von 44 Stunden auf 13 Minuten kumulierte jährliche Ausfallzeit. Das ist die technische Begründung für das Failover bei kritischen Standorten.

Vorsicht bei Korrelationen: Diese Berechnungen gehen von unabhängigen Ausfällen aus. Wenn sich beide Betreiber in Ihrem Gebiet dieselbe physische Infrastruktur teilen (Co-Location im Funkraum), sind die Ausfälle miteinander korreliert, und die tatsächliche Verfügbarkeit liegt unter dem theoretisch berechneten Wert. Aus diesem Grund ist die Auswahl von Betreibern mit geografisch getrennten Infrastrukturen wichtig.

Bewährte Vorgehensweise: Testen Sie Ihr Failover regelmäßig​

Ein Failover, das noch nie getestet wurde, ist ein Failover, das im ungünstigsten Moment fehlschlagen kann. Mit Eziwan lässt sich über das Dashboard ein erzwungenes Failover-Testverfahren auslösen:

  1. Dashboard → Gerät → Aktionen → „Failover testen“
  2. Eziwan erzwingt die Umschaltung auf SIM2 und misst die Umschaltzeit
  3. Sie überprüfen, ob SIM2 ordnungsgemäß funktioniert
  4. Automatische Rückkehr zu SIM1

Empfehlung: Einmal im Monat an jedem kritischen Standort testen.

Häufig gestellte Fragen​

Ist die Umschaltzeit von 14 Sekunden garantiert? Nein – dies ist ein in einem konkreten Fall beobachtetes Ergebnis. Die Umschaltzeit hängt ab von: der Konfiguration des Watchdogs (Anzahl der erforderlichen fehlgeschlagenen Pings, Intervall), der Geschwindigkeit, mit der das Modem eine IP-Adresse auf der sekundären SIM-Karte erhält, und der Zeit, die zum Wiederherstellen des VPN-Tunnels benötigt wird. Eine aggressive Einstellung (3 Pings × 10 s = 30 s Erkennungszeit) führt zu Umschaltungen innerhalb von 30–60 Sekunden. Eine vorsichtige Einstellung (5 Pings × 30 s) dauert 3–5 Minuten.

Braucht man zwei verschiedene SIM-Verträge bei zwei verschiedenen Anbietern? Ja – für ein echtes Failover müssen beide SIM-Karten bei verschiedenen Anbietern sein (Orange + SFR oder Orange + Bouygues). Zwei SIM-Karten desselben Anbieters sind von derselben lokalen BTS-Störung betroffen. Der Vorteil von Dual-SIM besteht darin, dass die Netze physisch voneinander getrennt sind.

Schützt das Dual-SIM-Failover vor allen Ausfällen? Es schützt vor Ausfällen seitens des Netzbetreibers (Ausfall der BTS-Antenne, Netzwerkwartung, Überlastung). Er schützt jedoch nicht vor: einem Stromausfall am Standort (schließen Sie den Router an eine USV an), einem Hardwareausfall des Routers selbst (sehen Sie einen Ersatzrouter oder einen Austauschvertrag vor) oder einem geografischen Gebiet ohne jegliche LTE-Abdeckung (selten im französischen Festland).

Stellt das VPN nach einem Failover automatisch wieder eine Verbindung her? Ja. Das Eziwan-Gateway hält den VPN-Tunnel (OpenVPN oder WireGuard) über die neue Verbindung aktiv. Bei IPSec/IKEv2 + MOBIKE bleibt der Tunnel sogar bei einer Änderung der öffentlichen IP-Adresse bestehen. Bei OpenVPN (persist-tun) erfolgt die automatische Wiederverbindung innerhalb weniger Sekunden.

Wie lassen sich Failover-Ereignisse überwachen? Das Eziwan-Dashboard zeigt den vollständigen Verlauf der Konnektivitätsereignisse pro Standort an. Sie können Webhooks zu Ihrem Überwachungssystem (Nagios, Zabbix, PagerDuty) oder E-Mail-/SMS-Benachrichtigungen für jedes Failover-Ereignis konfigurieren.

Weiterführende Informationen​

Gibt es bei Ihnen Standorte, an denen ein Netzwerkausfall schwerwiegende Folgen hätte? Lassen Sie uns darüber sprechen – unser technisches Team kann Ihnen dabei helfen, die richtige Failover-Architektur für Ihre Infrastruktur zu definieren.

Weitere Ressourcen​