Kaj je 5G LAN?

Avtor: Ulink Media

Vsi bi morali poznati 5G, ki je razvoj 4G in naše najnovejše mobilne komunikacijske tehnologije.

Za LAN bi morali biti bolj seznanjeni z njim. Njegovo polno ime je lokalno omrežje ali LAN. Naše domače omrežje, pa tudi omrežje v pisarni podjetja, je v bistvu LAN. Z brezžičnim Wi-Fi je to brezžični LAN (WLAN).

Zakaj torej pravim, da je 5G LAN zanimiv?

5G je široko mobilno omrežje, medtem ko je LAN maloobmočno podatkovno omrežje. Zdi se, da obe tehnologiji nista povezani.

Z drugimi besedami, 5G in LAN sta dve besedi, ki ju pozna vsak posebej. Toda skupaj je malo zmedeno. kajne?

5G LAN, kaj točno je?

Pravzaprav je 5G LAN, poenostavljeno povedano, uporaba tehnologije 5G za "združevanje" in "zgradnjo" terminalov za oblikovanje omrežja LAN.

Vsak ima telefon 5G. Ali ste pri uporabi telefonov 5G opazili, da vaš telefon ne more iskati vaših prijateljev, tudi ko so v neposredni bližini (tudi iz oči v oči)? Med seboj lahko komunicirate, ker se podatki pretakajo vse do strežnikov vašega operaterja ali ponudnika internetnih storitev.

Pri baznih postajah so vsi mobilni terminali "izolirani" drug od drugega. To temelji na varnostnih vidikih, telefoni uporabljajo svoje kanale in ne motijo ​​drug drugega.

Po drugi strani pa LAN povezuje terminale (mobilne telefone, računalnike itd.) na območju skupaj, da tvorijo »skupino«. To ne le olajša prenos podatkov med seboj, ampak tudi prihrani izhod iz ekstraneta.

V omrežju LAN lahko terminali locirajo drug drugega na podlagi njihovih naslovov MAC in se najdejo (komunikacija na ravni 2). Za dostop do zunanjega omrežja nastavite usmerjevalnik, prek lokacije IP lahko dosežete tudi usmerjanje v in iz (komunikacija 3. plasti).

Kot vsi vemo, bo "4G spremenil naša življenja, 5G pa našo družbo". Kot trenutno najpogostejša mobilna komunikacijska tehnologija 5G nosi nalogo »internet vsega in digitalna preobrazba stotin linij in tisočerih industrij«, ki mora uporabnikom v vertikalnih panogah pomagati pri povezovanju.

Zato 5G ne more le povezati vsakega terminala z oblakom, temveč tudi vzpostaviti »bližnjo povezavo« med terminali.

Zato je v standardu 3GPP R16 5G LAN predstavil to novo funkcijo.

Načela in značilnosti 5G LAN

V omrežju 5G lahko skrbniki spremenijo podatke v uporabniški bazi podatkov (elementi omrežja UDM), podpišejo pogodbo o storitvi z določeno številko UE in jih nato razdelijo v iste ali različne skupine navideznega omrežja (VN).

Uporabniška zbirka podatkov zagotavlja informacije o skupini VN številke terminala in politike dostopa do elementov omrežja za upravljanje (SMF, AMF, PCF itd.) jedrnega omrežja 5G (5GC). Upravljalni NE združuje te informacije in pravila pravilnika v različne Lans. To je 5G LAN.

5G LAN podpira komunikacijo sloja 2 (isti omrežni segment, neposreden dostop drug do drugega) kot tudi komunikacijo sloja 3 (čez segmente omrežja, s pomočjo usmerjanja). 5G LAN podpira enooddajanje, večvrstno oddajanje in oddajanje. Skratka, način medsebojnega dostopa je zelo prilagodljiv, povezovanje v omrežje pa zelo preprosto.

Kar zadeva obseg, 5G LAN podpira komunikacijo med istim UPF (omrežnim elementom na strani medija osrednjega omrežja 5G) in različnimi UPF. To je enako kršitvi omejitve fizične razdalje med terminali (celo Peking in Šanghaj lahko komunicirata).

Zlasti omrežja 5G LAN se lahko povežejo z obstoječimi podatkovnimi omrežji uporabnikov za plug and play in medsebojni dostop.

Scenariji uporabe in prednosti 5G LAN

5G LAN omogoča združevanje in povezavo med določenimi terminali 5G, kar močno olajša gradnjo bolj mobilnega omrežja LAN za podjetja. Številni bralci se bodo gotovo vprašali, ali ni mobilnost mogoča že z obstoječo tehnologijo Wi-Fi? Zakaj potrebujete 5G LAN?

Ne skrbi, gremo naprej.

Lokalno mreženje, ki ga omogoča 5G LAN, lahko pomaga podjetjem, šolam, vladam in družinam pri boljši komunikaciji s terminali v regiji. Lahko se uporablja v pisarniškem omrežju, vendar je njegova večja vrednost v transformaciji proizvodnega okolja parka in transformaciji osnovne mreže proizvodnih podjetij, kot so industrijska proizvodnja, pristaniški terminali in energetski rudniki.

Zdaj promoviramo industrijski internet. Verjamemo, da lahko 5G omogoči digitalizacijo industrijskih prizorišč, ker je 5G odlična brezžična komunikacijska tehnologija z veliko pasovno širino in nizko zamudo, ki lahko uresniči brezžično povezavo različnih proizvodnih dejavnikov v industrijskih prizoriščih.

Vzemimo za primer industrijsko proizvodnjo. Prej, da bi izboljšali avtomatizacijo, da bi dosegli nadzor opreme, je bila uporabljena tehnologija "industrijskih avtobusov". Obstaja veliko vrst te tehnologije, ki jo lahko opišemo kot »vsepovsod«.

Kasneje, s pojavom tehnologije Ethernet in IP, je industrija oblikovala soglasje, skupaj z razvojem Etherneta, obstaja "industrijski Ethernet". Danes, ne glede na to, kdo je industrijski povezovalni protokol, v bistvu temelji na Ethernetu.

Kasneje so industrijska podjetja ugotovila, da žične povezave preveč omejujejo mobilnost - na zadnji strani naprave je vedno obstajala "pletenica", ki je preprečevala prosto gibanje.

Poleg tega je način uvajanja žične povezave bolj težaven, obdobje gradnje je dolgo, stroški so visoki. Če je težava z opremo ali kablom, je tudi zamenjava zelo počasna. Tako je industrija začela razmišljati o uvedbi brezžične komunikacijske tehnologije.

Posledično so Wi-Fi, Bluetooth in druge tehnologije vstopile v industrijsko področje.

Torej, če se vrnem na prejšnje vprašanje, zakaj 5G LAN, če obstaja Wi-Fi?

Tukaj je razlog:

1. Zmogljivost omrežij Wi-Fi (zlasti Wi-Fi 4 in Wi-Fi 5) ni tako dobra kot 5G.

Kar zadeva hitrost prenosa in zakasnitev, lahko 5G bolje izpolnjuje potrebe industrijskih robotov (nadzor manipulatorja), inteligentnega nadzora kakovosti (hitro prepoznavanje slik), AGV (logistično vozilo brez posadke) in druge scenarije.

Kar zadeva pokritost, ima 5G večje območje pokritosti kot Wi-Fi in lahko bolje pokrije kampus. Zmožnost 5G za preklapljanje med celicami je tudi močnejša od Wi-Fi, kar bo uporabnikom prineslo boljšo omrežno izkušnjo.

2. Stroški vzdrževanja omrežja Wi-Fi so visoki.

Za izgradnjo omrežja Wi-Fi v parku morajo podjetja napeljati žice in kupiti lastno opremo. Oprema se amortizira, poškoduje in zamenja, a tudi vzdržuje posebno osebje. Obstaja ogromno naprav Wi-Fi in konfiguracija je težava.

5G je drugačen. Gradijo in vzdržujejo ga operaterji, najemajo pa ga podjetja (Wi-Fi v primerjavi s 5G je podobno gradnji lastne sobe v primerjavi z računalništvom v oblaku).

Skupaj bo 5G stroškovno učinkovitejši.

3. 5G LAN ima zmogljivejše funkcije.

Združevanje VN 5G LAN je bilo omenjeno prej. Poleg izolacije komunikacije je pomembnejša funkcija združevanja doseganje QoS (service level) diferenciacije različnih omrežij.

Na primer, podjetje ima pisarniško omrežje, omrežje informacijskega sistema in omrežje OT.

OT pomeni Operational Technology. Je omrežje, ki povezuje industrijsko okolje in opremo, kot so stružnice, robotske roke, senzorji, instrumenti, AGV, sistemi za spremljanje, MES, PLCS itd.

Različna omrežja imajo različne zahteve glede zmogljivosti. Nekateri zahtevajo nizko zakasnitev, nekateri visoko pasovno širino, nekateri pa imajo manj zahtev.

5G LAN lahko definira različno zmogljivost omrežja na podlagi različnih skupin VN. V nekaterih podjetjih se imenuje "mikro rezina".

4. 5G LAN je lažji za upravljanje in varnejši.

Kot je navedeno zgoraj, je mogoče podatke o podpisovanju uporabnikov spremeniti v 5G UDM drugih operaterjev, da se uporabniki združijo v skupine VN. Ali moramo torej vsakič, ko moramo spremeniti podatke o skupini terminala (pridružiti se, izbrisati, spremeniti), obiskati službo za stranke operaterja?

seveda ne.

V omrežjih 5G lahko operaterji prek razvoja vmesnikov odprejo dovoljenje za spreminjanje omrežnim skrbnikom podjetja, kar omogoča samopostrežno spreminjanje.

Seveda lahko tudi podjetja nastavijo lastne politike zasebnega omrežja glede na lastne potrebe.

Pri vzpostavljanju podatkovnih povezav lahko podjetja nastavijo mehanizme avtorizacije in avtentikacije za strogo upravljanje skupin VN. Ta varnost je veliko močnejša in priročnejša kot Wi-Fi.

Študija primera 5G LAN

Oglejmo si prednosti 5G LAN na konkretnem primeru povezovanja v omrežje.

Prvič, proizvodno podjetje, ki ima svojo delavnico, proizvodno linijo (ali stružnico), mora povezati PLC in krmilni konec PLC prek omrežja.

Vsaka montažna linija ima veliko opreme, tudi neodvisne. Idealno je namestiti module 5G na vsako napravo v tekočem traku. Vendar se zdi, da bo na tej stopnji nekoliko drago.

Nato lahko uvedba industrijskega prehoda 5G ali 5G CPE izboljša stroškovno učinkovitost. Primerno za žično, povezano z žičnimi vrati (Ethernet vrata ali PLC vrata). Primeren za brezžično povezavo, povezavo na 5G ali Wi-Fi.

Če 5G ne podpira 5G LAN (pred R16), je možno vzpostaviti tudi povezavo med PLC in krmilnikom PLC. Vendar pa je celotno omrežje 5G protokol sloja 3, ki temelji na naslavljanju IP, naslov terminala pa je prav tako naslov IP, ki ne podpira posredovanja podatkov sloja 2. Za uresničitev komunikacije od konca do konca je treba na obeh straneh dodati AR (Access Router) za vzpostavitev tunela, enkapsulacijo industrijskega protokola Layer 2 v tunel in ga pripeljati do enakovrednega konca.

Ta metoda ne samo poveča kompleksnost, ampak tudi poveča stroške (nakupni stroški usmerjevalnika AR, delovna sila za konfiguracijo usmerjevalnika AR in stroški časa). Če pomislite na delavnico s tisoči vrstic, bi bili stroški osupljivi.

Po uvedbi 5G LAN omrežje 5G podpira neposredni prenos protokola Layer 2, zato usmerjevalniki AR niso več potrebni. Hkrati lahko omrežje 5G zagotavlja poti za terminale brez naslovov IP, UPF pa lahko prepozna MAC naslove terminalov. Celotno omrežje postane minimalistično enoslojno omrežje, ki lahko med seboj komunicira na 2. sloju.

Zmogljivost plug and play 5G LAN se lahko popolnoma integrira z obstoječimi omrežji strank, zmanjša vpliv na obstoječa omrežja strank in prihrani veliko stroškov brez naporne obnove in nadgradnje.

Z makro perspektive je 5G LAN sodelovanje med 5G in tehnologijo Ethernet. V prihodnosti razvoja tehnologije TSN (časovno občutljivo omrežje), ki temelji na tehnologiji Ethernet, ni mogoče ločiti od pomoči 5G LAN.

Omeniti velja, da se lahko 5G LAN poleg tega, da spodbuja izgradnjo notranjega omrežja parka, uporablja tudi kot dopolnilo tradicionalnemu namenskemu linijskemu omrežju podjetij za povezovanje podružnic na različnih mestih.

Modul za 5G LAN

Kot lahko vidite, je 5G LAN pomembna inovativna tehnologija za 5G v vertikalnih panogah. Lahko zgradi močnejšo zasebno omrežno komunikacijo 5G, ki strankam pomaga pospešiti njihovo digitalno preobrazbo in nadgradnjo.

Za boljšo uvedbo 5G LAN je poleg nadgradenj na strani omrežja potrebna tudi podpora za modul 5G.

V procesu komercialnega pristanka tehnologije 5G LAN je Unigroup Zhangrui lansiral prvo platformo čipov za osnovni pas 5G R16 Ready v industriji — V516.

Na podlagi te platforme je Quectel, vodilni proizvajalec modulov na Kitajskem, uspešno razvil številne module 5G, ki podpirajo tehnologijo 5G LAN, in so bili komercializirani, vključno z RG500U, RG200U, RM500U in drugimi paketnimi moduli LGA, M.2, Mini PCIe .