Čo je to 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Každý by mal poznať 5G, čo je evolúcia 4G a našej najnovšej technológie mobilnej komunikácie.

Pokiaľ ide o LAN, mali by ste sa s tým viac oboznámiť. Jeho úplný názov je lokálna sieť alebo LAN. Naša domáca sieť, ako aj sieť v podnikovej kancelárii, je v podstate LAN. S bezdrôtovým Wi-Fi je to bezdrôtová LAN (WLAN).

Prečo teda hovorím, že 5G LAN je zaujímavá?

5G je široká mobilná sieť, zatiaľ čo LAN je dátová sieť s malou oblasťou. Zdá sa, že tieto dve technológie spolu nesúvisia.

Inými slovami, 5G a LAN sú dve slová, ktoré každý pozná samostatne. Ale spolu je to trochu mätúce. nie?

5G LAN, čo to presne je?

V skutočnosti 5G LAN, zjednodušene povedané, znamená použitie technológie 5G na „zoskupovanie“ a „vybudovanie“ terminálov na vytvorenie siete LAN.

Každý má 5G telefón. Keď používate 5G telefóny, všimli ste si, že váš telefón nedokáže vyhľadať vašich priateľov, aj keď sú v tesnej blízkosti (dokonca aj tvárou v tvár)? Môžete spolu komunikovať, pretože dáta prúdia po celej dĺžke na servery vášho operátora alebo poskytovateľa internetových služieb.

V prípade základňových staníc sú všetky mobilné terminály od seba „izolované“. Toto je založené na bezpečnostných úvahách, telefóny používajú svoje vlastné kanály, navzájom sa nerušia.

Na druhej strane sieť LAN spája terminály (mobilné telefóny, počítače atď.) v oblasti, aby vytvorili „skupinu“. To nielen uľahčuje prenos dát medzi sebou, ale tiež šetrí výstup z extranetu.

V LAN sa môžu terminály navzájom lokalizovať na základe svojich MAC adries a nájsť sa navzájom (komunikácia na 2. vrstve). Ak chcete získať prístup k externej sieti, nastavte smerovač, prostredníctvom umiestnenia IP môžete tiež dosiahnuť smerovanie dovnútra a von (komunikácia na 3. vrstve).

Ako všetci vieme, „4G zmení naše životy a 5G zmení našu spoločnosť“. 5G ako najbežnejšia mobilná komunikačná technológia v súčasnosti nesie na svojich pleciach poslanie „internetu všetkého a digitálnej transformácie stoviek liniek a tisícok odvetví“, ktoré musí pomôcť používateľom vo vertikálnych odvetviach spojiť sa.

Preto 5G nemôže len pripojiť každý terminál ku cloudu, ale tiež realizovať „nearby connection“ medzi terminálmi.

Preto v štandarde 3GPP R16 zaviedla 5G LAN túto novú funkciu.

Princípy a vlastnosti 5G LAN

V sieti 5G môžu správcovia upravovať údaje v databáze používateľov (prvky siete UDM), podpísať zmluvu o poskytovaní služieb so špecifikovaným číslom UE a potom ich rozdeliť do rovnakých alebo rôznych skupín virtuálnych sietí (VN).

Databáza používateľov poskytuje informácie o skupinových číslach terminálov VN a prístupové politiky k sieťovým prvkom správy (SMF, AMF, PCF atď.) základnej siete 5G (5GC). Vedenie NE kombinuje tieto informácie a pravidlá politiky do rôznych sietí LAN. Toto je 5G LAN.

5G LAN podporuje komunikáciu na 2. vrstve (rovnaký segment siete, priamy vzájomný prístup), ako aj na 3. vrstve (naprieč segmentmi siete, pomocou smerovania). 5G LAN podporuje unicast, ako aj multicast a vysielanie. Stručne povedané, režim vzájomného prístupu je veľmi flexibilný a vytváranie sietí je veľmi jednoduché.

Pokiaľ ide o rozsah, 5G LAN podporuje komunikáciu medzi rovnakým UPF (prvok siete na strane médií základnej siete 5G) a rôznymi UPF. To sa rovná prelomeniu limitu fyzickej vzdialenosti medzi terminálmi (dokonca aj Peking a Šanghaj môžu komunikovať).

Najmä siete 5G LAN sa môžu pripojiť k existujúcim dátovým sieťam používateľov pre plug and play a vzájomný prístup.

Aplikačné scenáre a výhody 5G LAN

5G LAN umožňuje zoskupovanie a prepojenie medzi špecifikovanými 5G terminálmi, čo výrazne uľahčuje vybudovanie mobilnejšej siete LAN pre podniky. Mnohí čitatelia sa určite pýtajú, či nie je mobilita možná už s existujúcou technológiou Wi-Fi? Prečo potrebujete 5G LAN?

Nebojte sa, ideme ďalej.

Lokálna sieť, ktorú umožňuje 5G LAN, môže pomôcť podnikom, školám, vládam a rodinám lepšie komunikovať s terminálmi v regióne. Dá sa využiť v kancelárskej sieti, no jeho väčšia hodnota spočíva v transformácii výrobného prostredia parku a transformácii základnej siete výrobných podnikov ako je priemyselná výroba, prístavné terminály a energetické bane.

Teraz propagujeme priemyselný internet. Veríme, že 5G môže umožniť digitalizáciu priemyselných scén, pretože 5G je vynikajúca bezdrôtová komunikačná technológia s veľkou šírkou pásma a nízkym oneskorením, ktorá dokáže realizovať bezdrôtové spojenie rôznych výrobných faktorov v priemyselných scénach.

Vezmite si napríklad priemyselnú výrobu. Predtým, aby sa dosiahla lepšia automatizácia, aby sa dosiahlo ovládanie zariadení, použitie technológie „priemyselnej zbernice“. Existuje mnoho druhov tejto technológie, ktorú možno označiť ako „všade všade“.

Neskôr, so vznikom Ethernetu a IP technológie, priemysel vytvoril konsenzus, spolu s evolúciou Ethernetu existuje „priemyselný Ethernet“. Dnes, bez ohľadu na to, kto je protokol priemyselného prepojenia, je v podstate založený na Ethernete.

Neskôr priemyselné spoločnosti zistili, že káblové pripojenia príliš obmedzujú mobilitu - na zadnej strane zariadenia bol vždy „vrkoč“, ktorý bránil voľnému pohybu.

Navyše, režim nasadenia káblového pripojenia je problematickejší, doba výstavby je dlhá, náklady sú vysoké. Ak sa vyskytne problém so zariadením alebo káblom, výmena je tiež veľmi pomalá. Priemysel teda začal uvažovať o zavedení bezdrôtovej komunikačnej technológie.

Vďaka tomu sa Wi-Fi, Bluetooth a ďalšie technológie dostali na priemyselnú oblasť.

Takže, aby som sa vrátil k predchádzajúcej otázke, prečo 5G LAN, keď je tu Wi-Fi?

Tu je dôvod:

1. Výkon Wi-Fi sietí (najmä Wi-Fi 4 a Wi-Fi 5) nie je taký dobrý ako 5G.

Pokiaľ ide o prenosovú rýchlosť a oneskorenie, 5G môže lepšie spĺňať potreby priemyselných robotov (ovládanie manipulátora), inteligentnej kontroly kvality (vysokorýchlostné rozpoznávanie obrazu), AGV (bezpilotné logistické vozidlo) a ďalších scenárov.

Pokiaľ ide o pokrytie, 5G má väčšiu oblasť pokrytia ako Wi-Fi a môže lepšie pokryť areál. Schopnosť 5G prepínať medzi bunkami je tiež silnejšia ako Wi-Fi, čo používateľom prinesie lepší zážitok zo siete.

2. Náklady na údržbu siete Wi-Fi sú vysoké.

Na vybudovanie siete Wi-Fi v parku si podniky musia pripojiť a kúpiť svoje vlastné zariadenia. Zariadenia sú znehodnotené, poškodené a vymieňané, ale aj udržiavané špeciálnym personálom. Existuje veľa zariadení Wi-Fi a konfigurácia je náročná.

5G je iné. Stavajú a udržiavajú ho operátori a prenajímajú si ho podniky (Wi-Fi verzus 5G je trochu ako budovanie vlastnej miestnosti verzus cloud computing).

Celkovo bude 5G nákladovo efektívnejšie.

3. 5G LAN má výkonnejšie funkcie.

Zoskupenie VN 5G LAN bolo spomenuté vyššie. Okrem izolácie komunikácie je dôležitejšou funkciou zoskupovania dosiahnuť rozlíšenie QoS (úroveň služieb) rôznych sietí.

Napríklad podnik má kancelársku sieť, systémovú sieť IT a sieť OT.

OT znamená operačnú technológiu. Ide o sieť, ktorá spája priemyselné prostredie a zariadenia, ako sú sústruhy, robotické ramená, senzory, prístrojové vybavenie, AGV, monitorovacie systémy, MES, PLCS atď.

Rôzne siete majú rôzne požiadavky na výkon. Niektoré vyžadujú nízku latenciu, niektoré vyžadujú veľkú šírku pásma a niektoré majú menšie požiadavky.

5G LAN môže definovať rôzny výkon siete na základe rôznych skupín VN. Niektoré podniky sa nazývajú „mikro plátok“.

4. 5G LAN sa ľahšie spravuje a je bezpečnejšie.

Ako je uvedené vyššie, údaje o podpise používateľov je možné upraviť v 5G UDM nes operátorov na zoskupenie používateľov do skupín VN. Musíme teda ísť na zákaznícky servis dopravcu zakaždým, keď potrebujeme zmeniť skupinové informácie terminálu (pripojenie, vymazanie, zmena)?

Samozrejme, že nie.

V sieťach 5G môžu operátori otvoriť povolenie na úpravu správcom podnikovej siete prostredníctvom vývoja rozhraní, ktoré umožňujú samoobslužnú úpravu.

Podniky si, samozrejme, môžu tiež nastaviť svoje vlastné zásady privátnej siete podľa vlastných potrieb.

Pri vytváraní dátových pripojení môžu podniky nastaviť autorizačné a autentifikačné mechanizmy na prísne riadenie skupín VN. Toto zabezpečenie je oveľa silnejšie a pohodlnejšie ako Wi-Fi.

Prípadová štúdia siete 5G LAN

Poďme sa pozrieť na výhody 5G LAN prostredníctvom konkrétneho sieťového príkladu.

Po prvé, výrobný podnik, má vlastnú dielňu, výrobnú linku (alebo sústruh), je potrebné prepojiť PLC a PLC riadiaci koniec cez sieť.

Každá montážna linka má veľa zariadení, tiež nezávislých. Ideálne je inštalovať 5G moduly na každé zariadenie v montážnej linke. Zdá sa však, že v tejto fáze to bude trochu drahé.

Potom zavedenie priemyselnej brány 5G alebo 5G CPE môže zlepšiť nákladovú výkonnosť. Vhodné pre káblové pripojenie, pripojenie ku káblovému portu (ethernetový port alebo PLC port). Vhodné pre bezdrôtové pripojenie, pripojenie k 5G alebo Wi-Fi.

Ak 5G nepodporuje 5G LAN (pred R16), je možné realizovať aj prepojenie medzi PLC a PLC radičom. Celá sieť 5G je však protokolom vrstvy 3, ktorý sa spolieha na adresovanie IP a adresa terminálu je tiež adresa IP, ktorá nepodporuje preposielanie údajov na vrstve 2. Aby sa realizovala end-to-end komunikácia, musí byť na oboch stranách pridaný AR (Access Router), aby sa vytvoril tunel, zapuzdrený protokol priemyselnej vrstvy 2 v tuneli a jeho privedenie na druhú stranu.

Táto metóda nielen zvyšuje zložitosť, ale aj zvyšuje náklady (náklady na nákup smerovača AR, pracovné sily na konfiguráciu smerovača AR a časové náklady). Ak uvažujete o dielni s tisíckami riadkov, náklady by boli ohromujúce.

Po zavedení 5G LAN podporuje 5G sieť priamy prenos protokolu Layer 2, takže AR routery už nie sú potrebné. Sieť 5G zároveň dokáže poskytovať trasy pre terminály bez IP adries a UPF dokáže rozpoznať MAC adresy terminálov. Celá sieť sa stáva minimalistickou jednovrstvovou sieťou, ktorá môže medzi sebou komunikovať na vrstve 2.

Schopnosť plug and play 5G LAN sa dokáže dokonale integrovať s existujúcimi sieťami zákazníkov, čím sa zníži dopad na existujúce siete zákazníkov a ušetrí sa veľa nákladov bez namáhavej rekonštrukcie a modernizácie.

Z makro pohľadu je 5G LAN spolupráca medzi 5G a ethernetovou technológiou. Rozvoj technológie TSN (time sensitive network) založenej na technológii Ethernet nemožno v budúcnosti oddeliť od pomoci 5G LAN.

Stojí za zmienku, že 5G LAN, okrem toho, že prispieva k vybudovaniu vnútornej siete parku, môže byť tiež použitá ako doplnok k tradičnej vyhradenej linkovej sieti podnikov na prepojenie pobočiek na rôznych miestach.

Modul pre 5G LAN

Ako vidíte, 5G LAN je dôležitá inovatívna technológia pre 5G vo vertikálnych odvetviach. Dokáže vybudovať silnejšiu 5G privátnu sieťovú komunikáciu, ktorá pomôže zákazníkom urýchliť ich digitálnu transformáciu a upgrade.

Aby bolo možné lepšie nasadiť 5G LAN, je okrem upgradov na strane siete potrebná aj podpora 5G modulov.

V procese komerčného pristátia technológie 5G LAN spoločnosť Unigroup Zhangrui uviedla na trh prvú čipovú platformu 5G R16 Ready na trhu – V516.

Na základe tejto platformy Quectel, popredný výrobca modulov v Číne, úspešne vyvinul množstvo 5G modulov podporujúcich technológiu 5G LAN a bol komercializovaný, vrátane RG500U, RG200U, RM500U a ďalších LGA, M.2, Mini PCIe modulov. .