Što je 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Svatko bi trebao biti upoznat s 5G, što je evolucija 4G i naše najnovije tehnologije mobilne komunikacije.

Što se tiče LAN-a, trebali biste biti bolje upoznati s njim. Njegov puni naziv je lokalna mreža ili LAN. Naša kućna mreža, kao i mreža u poslovnom uredu, u osnovi je LAN. Uz bežični Wi-Fi, to je bežični LAN (WLAN).

Zašto onda kažem da je 5G LAN zanimljiv?

5G je široka mobilna mreža, dok je LAN podatkovna mreža malog područja. Čini se da te dvije tehnologije nisu povezane.

Drugim riječima, 5G i LAN dvije su riječi koje svatko zna zasebno. Ali zajedno, to je malo zbunjujuće. zar ne?

5G LAN, što je to točno?

Zapravo, 5G LAN, pojednostavljeno rečeno, znači korištenje 5G tehnologije za "grupiranje" i "izgradnju" terminala za formiranje LAN mreže.

Svatko ima 5G telefon. Kada koristite 5G telefone, jeste li primijetili da vaš telefon ne može tražiti vaše prijatelje čak ni kada su u neposrednoj blizini (čak i licem u lice)? Možete komunicirati jedni s drugima jer podaci teku cijelim putem do poslužitelja vašeg operatera ili davatelja internetskih usluga.

Za bazne stanice, svi mobilni terminali su "izolirani" jedan od drugog. Ovo se temelji na sigurnosnim razlozima, telefoni koriste svoje vlastite kanale, ne ometaju jedni druge.

LAN, s druge strane, povezuje terminale (mobilne telefone, računala, itd.) u jednom području kako bi formirali "grupu". Ovo ne samo da olakšava međusobni prijenos podataka, već također štedi izlaz iz ekstraneta.

U LAN-u, terminali mogu locirati jedni druge na temelju svojih MAC adresa i pronaći jedni druge (komunikacija sloja 2). Za pristup vanjskoj mreži, postavite usmjerivač, putem IP lokacije, također možete postići usmjeravanje prema ulazu i izlazu (komunikacija sloja 3).

Kao što svi znamo, “4G će promijeniti naše živote, a 5G će promijeniti naše društvo”. Kao trenutno najvažnija mobilna komunikacijska tehnologija, 5G nosi misiju "interneta svega i digitalne transformacije stotina linija i tisuća industrija", koja treba pomoći korisnicima u vertikalnim industrijama da se povežu.

Stoga 5G ne može samo povezati svaki terminal s oblakom, već također može ostvariti "vezu u blizini" između terminala.

Stoga je u standardu 3GPP R16 5G LAN uveo ovu novu značajku.

Principi i karakteristike 5G LAN-a

U 5G mreži administratori mogu modificirati podatke u korisničkoj bazi (UDM mrežni elementi), potpisati ugovor o usluzi s određenim UE brojem, a zatim ih podijeliti u iste ili različite virtualne mrežne grupe (VN).

Korisnička baza podataka pruža informacije o grupi VN broja terminala i pravila pristupa elementima mreže za upravljanje (SMF, AMF, PCF, itd.) 5G jezgrene mreže (5GC). Upravljački NE kombinira te informacije i pravila politike u različite Lan-ove. Ovo je 5G LAN.

5G LAN podržava Layer 2 komunikaciju (isti segment mreže, izravan pristup jedni drugima), kao i Layer 3 komunikaciju (preko mrežnih segmenata, uz pomoć usmjeravanja). 5G LAN podržava unicast, kao i multicast i broadcast. Ukratko, način međusobnog pristupa je vrlo fleksibilan, a umrežavanje vrlo jednostavno.

Što se tiče opsega, 5G LAN podržava komunikaciju između istog UPF-a (mrežni element na strani medija 5G jezgrene mreže) i različitih UPF-ova. To je jednako probijanju ograničenja fizičke udaljenosti između terminala (čak i Peking i Šangaj mogu komunicirati).

Konkretno, 5G LAN mreže mogu se povezati s postojećim podatkovnim mrežama korisnika za plug and play i zajednički pristup.

Scenariji primjene i prednosti 5G LAN-a

5G LAN omogućuje grupiranje i povezivanje između određenih 5G terminala, uvelike olakšavajući izgradnju mobilnije LAN mreže za poduzeća. Mnogi će se čitatelji sigurno zapitati, nije li mobilnost već moguća s postojećom Wi-Fi tehnologijom? Zašto je potreban 5G LAN?

Ne brini, idemo dalje.

Lokalno umrežavanje koje omogućuje 5G LAN može pomoći poduzećima, školama, vladama i obiteljima da bolje komuniciraju s terminalima u regiji. Može se koristiti u uredskoj mreži, ali njegova veća vrijednost leži u transformaciji proizvodnog okruženja parka i transformaciji osnovne mreže proizvodnih poduzeća kao što su industrijska proizvodnja, lučki terminali i energetski rudnici.

Sada promičemo industrijski internet. Vjerujemo da 5G može omogućiti digitalizaciju industrijskih scena jer je 5G izvrsna bežična komunikacijska tehnologija s velikom propusnošću i malim kašnjenjem, koja može ostvariti bežično povezivanje različitih proizvodnih čimbenika u industrijskim scenama.

Uzmimo, na primjer, industrijsku proizvodnju. Prethodno, u cilju bolje automatizacije, kako bi se postigla kontrola opreme, korištenje tehnologije "industrijskog autobusa". Postoje mnoge vrste ove tehnologije, koja se može opisati kao "posvuda".

Kasnije, s pojavom Ethernet i IP tehnologije, industrija je formirala konsenzus, zajedno s evolucijom Etherneta, postoji "industrijski Ethernet". Danas, bez obzira na to tko je industrijski protokol za međusobno povezivanje, u osnovi se temelji na Ethernetu.

Kasnije su industrijske tvrtke otkrile da žičane veze previše ograničavaju mobilnost - uvijek je postojala "pletenica" na stražnjoj strani uređaja koja je sprječavala slobodno kretanje.

Štoviše, način implementacije žičane veze je problematičniji, razdoblje izgradnje je dugo, trošak je visok. Ako postoji problem s opremom ili kabelom, zamjena je također vrlo spora. Tako je industrija počela razmišljati o uvođenju tehnologije bežične komunikacije.

Kao rezultat toga, Wi-Fi, Bluetooth i druge tehnologije ušle su u industrijsko područje.

Dakle, da se vratim na prethodno pitanje, zašto 5G LAN kada postoji Wi-Fi?

Evo razloga:

1. Performanse Wi-Fi mreža (osobito Wi-Fi 4 i Wi-Fi 5) nisu tako dobre kao 5G.

U pogledu brzine prijenosa i kašnjenja, 5G može bolje zadovoljiti potrebe industrijskih robota (kontrola manipulatora), inteligentne inspekcije kvalitete (brzo prepoznavanje slike), AGV (logističko vozilo bez posade) i druge scenarije.

Što se tiče pokrivenosti, 5G ima veće područje pokrivenosti od Wi-Fi-ja i može bolje pokriti kampus. Sposobnost 5G-a za prebacivanje između ćelija također je jača od Wi-Fi-ja, što će korisnicima donijeti bolje mrežno iskustvo.

2. Troškovi održavanja Wi-Fi mreže su visoki.

Kako bi izgradili Wi-Fi mrežu u parku, poduzeća moraju ožičiti i kupiti vlastitu opremu. Oprema se amortizira, oštećuje i zamjenjuje, ali i održava od strane posebnog osoblja. Postoji gomila Wi-Fi uređaja, a konfiguracija je gnjavaža.

5G je drugačiji. Grade ga i održavaju operateri, a iznajmljuju ga poduzeća (Wi-Fi u odnosu na 5G pomalo je poput izgradnje vlastite sobe u odnosu na računalstvo u oblaku).

Sve zajedno, 5G će biti isplativiji.

3. 5G LAN ima snažnije funkcije.

VN grupiranje 5G LAN-a spomenuto je ranije. Osim izolacije komunikacije, važnija funkcija grupiranja je postizanje QoS (service level) diferencijacije različitih mreža.

Na primjer, poduzeće ima uredsku mrežu, mrežu IT sustava i OT mrežu.

OT je kratica za operativnu tehnologiju. To je mreža koja povezuje industrijsko okruženje i opremu, kao što su tokarilice, robotske ruke, senzori, instrumentacija, AGV-ovi, sustavi za nadzor, MES, PLCS itd.

Različite mreže imaju različite zahtjeve za performansama. Neki zahtijevaju nisku latenciju, neki zahtijevaju veliku propusnost, a neki imaju manje zahtjeve.

5G LAN može definirati različite performanse mreže na temelju različitih VN grupa. U nekim poduzećima to se naziva "mikro kriška".

4. 5G LAN je lakši za upravljanje i sigurniji je.

Kao što je gore spomenuto, podaci o potpisivanju korisnika mogu se modificirati u 5G UDM-u operatera kako bi se korisnici grupirali u VN grupe. Dakle, moramo li ići u korisničku službu operatera svaki put kada trebamo promijeniti informacije o grupi terminala (pridružiti se, izbrisati, promijeniti)?

Naravno da nije.

U 5G mrežama operateri mogu otvoriti dopuštenje za modifikaciju mrežnim administratorima poduzeća kroz razvoj sučelja, omogućujući samouslužnu modifikaciju.

Naravno, poduzeća također mogu postaviti vlastitu politiku privatne mreže prema vlastitim potrebama.

Prilikom uspostavljanja podatkovnih veza, poduzeća mogu postaviti mehanizme autorizacije i provjere autentičnosti za striktno upravljanje VN grupama. Ova sigurnost je puno jača i praktičnija od Wi-Fi-ja.

Studija slučaja 5G LAN-a

Pogledajmo prednosti 5G LAN-a kroz konkretan primjer umrežavanja.

Prije svega, proizvodno poduzeće, ima vlastitu radionicu, proizvodnu liniju (ili tokarski stroj), treba povezati PLC i PLC upravljački kraj kroz mrežu.

Svaka montažna linija ima puno opreme, također neovisne. Idealno je instalirati 5G module na svaki uređaj u proizvodnoj traci. Međutim, čini se da će u ovoj fazi biti malo skuplji.

Zatim, uvođenje 5G industrijskog pristupnika ili 5G CPE može poboljšati troškovne performanse. Prikladno za žičani, spojen na žičani priključak (Ethernet priključak ili PLC priključak). Prikladno za bežično, povezano na 5G ili Wi-Fi.

Ako 5G ne podržava 5G LAN (prije R16), također je moguće ostvariti vezu između PLC-a i PLC kontrolera. Međutim, cijela 5G mreža je protokol sloja 3 koji se oslanja na IP adresiranje, a adresa terminala je također IP adresa, koja ne podržava prosljeđivanje podataka sloja 2. Kako bi se ostvarila komunikacija s kraja na kraj, mora se dodati AR (Access Router) s obje strane kako bi se uspostavio tunel, enkapsulirao industrijski Layer 2 protokol u tunel i doveo ga do ravnopravnog kraja.

Ova metoda ne samo da povećava složenost, već također povećava troškove (trošak nabave AR routera, radnu snagu za konfiguraciju AR routera i trošak vremena). Ako razmišljate o radionici s tisućama linija, cijena bi bila nevjerojatna.

Nakon uvođenja 5G LAN-a, 5G mreža podržava izravan prijenos Layer 2 protokola, tako da AR routeri više nisu potrebni. U isto vrijeme, 5G mreža može osigurati rute za terminale bez IP adresa, a UPF može prepoznati MAC adrese terminala. Cijela mreža postaje minimalistička jednoslojna mreža, koja može komunicirati jedna s drugom na sloju 2.

Mogućnost plug and play 5G LAN-a može se savršeno integrirati s postojećim mrežama korisnika, smanjujući utjecaj na postojeće mreže korisnika i štedeći puno troškova bez napornog renoviranja i nadogradnje.

Iz makro perspektive, 5G LAN je suradnja između 5G i Ethernet tehnologije. U budućnosti, razvoj TSN (time osjetljive mreže) tehnologije temeljene na Ethernet tehnologiji ne može se odvojiti od pomoći 5G LAN-a.

Vrijedno je spomenuti da se 5G LAN, osim što pogoduje izgradnji interne mreže parka, može koristiti i kao dodatak tradicionalnoj namjenskoj linijskoj mreži poduzeća za povezivanje podružnica na različitim mjestima.

Modul za 5G LAN

Kao što vidite, 5G LAN je važna inovativna tehnologija za 5G u vertikalnim industrijama. Može izgraditi snažniju 5G privatnu mrežnu komunikaciju kako bi pomogao korisnicima da ubrzaju svoju digitalnu transformaciju i nadogradnju.

Kako bi se bolje implementirao 5G LAN, osim nadogradnji na strani mreže, potrebna je i podrška za 5G modul.

U procesu komercijalnog usmjeravanja 5G LAN tehnologije, Unigroup Zhangrui lansirao je prvu u industriji 5G R16 Ready platformu za osnovni pojas — V516.

Na temelju ove platforme, Quectel, vodeći proizvođač modula u Kini, uspješno je razvio brojne 5G module koji podržavaju 5G LAN tehnologiju i komercijalizirani su, uključujući RG500U, RG200U, RM500U i druge module paketa LGA, M.2, Mini PCIe .