Šta je 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Svi bi trebali biti upoznati sa 5G mrežom, koja predstavlja evoluciju 4G mreže i našu najnoviju tehnologiju mobilne komunikacije.

Što se tiče LAN mreže, trebali biste biti bolje upoznati s njom. Njen puni naziv je lokalna mreža ili LAN. Naša kućna mreža, kao i mreža u korporativnom uredu, u osnovi je LAN. Kod bežičnog Wi-Fi-ja, to je bežična LAN mreža (WLAN).

Pa zašto kažem da je 5G LAN zanimljiv?

5G je široka mobilna mreža, dok je LAN mreža za prenos podataka malog područja. Čini se da ove dvije tehnologije nisu povezane.

Drugim riječima, 5G i LAN su dvije riječi koje svi znaju odvojeno. Ali zajedno je malo zbunjujuće. Zar ne?

5G LAN, šta je to tačno?

U stvari, 5G LAN, jednostavno rečeno, znači korištenje 5G tehnologije za "grupiranje" i "izgradnju" terminala kako bi se formirala LAN mreža.

Svi imaju 5G telefon. Da li ste primijetili da kada koristite 5G telefone, vaš telefon ne može tražiti vaše prijatelje čak ni kada su u neposrednoj blizini (čak ni licem u lice)? Možete komunicirati jedni s drugima jer se podaci prenose sve do servera vašeg operatera ili provajdera internet usluga.

Kod baznih stanica, svi mobilni terminali su "izolovani" jedni od drugih. To je zasnovano na sigurnosnim razlozima, telefoni koriste vlastite kanale i ne ometaju jedni druge.

S druge strane, LAN mreža povezuje terminale (mobilne telefone, računare itd.) u nekom području kako bi formirali "grupu". Ovo ne samo da olakšava prijenos podataka između sebe, već i štedi vrijeme na izlasku iz ekstraneta.

U lokalnoj mreži (LAN), terminali mogu locirati jedni druge na osnovu svojih MAC adresa i pronaći jedni druge (komunikacija sloja 2). Za pristup vanjskoj mreži, postavljen je ruter, koji putem IP lokacije može postići i usmjeravanje prema unutra i van (komunikacija sloja 3).

Kao što svi znamo, „4G će promijeniti naše živote, a 5G će promijeniti naše društvo“. Kao trenutno najpopularnija tehnologija mobilne komunikacije, 5G nosi misiju „Interneta svega i digitalne transformacije stotina linija i hiljada industrija“, što treba da pomogne korisnicima u vertikalnim industrijama da se povežu.

Stoga, 5G ne samo da može povezati svaki terminal s oblakom, već i ostvariti „blisku vezu“ između terminala.

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

Principi i karakteristike 5G LAN mreže

U 5G mreži, administratori mogu mijenjati podatke u korisničkoj bazi podataka (UDM mrežni elementi), potpisivati ​​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 VN grupi brojeva terminala i pravilima pristupa elementima upravljačke mreže (SMF, AMF, PCF, itd.) 5G jezgrene mreže (5GC). Upravljački NE kombinira ove informacije i pravila u različite LAN mreže. Ovo je 5G LAN mreža.

5G LAN podržava komunikaciju drugog sloja (isti mrežni segment, direktan pristup jedan drugom), kao i komunikaciju trećeg sloja (preko mrežnih segmenata, uz pomoć usmjeravanja). 5G LAN podržava unicast, kao i multicast i broadcast. Ukratko, način uzajamnog pristupa je vrlo fleksibilan, a umrežavanje je vrlo jednostavno.

Što se tiče obima, 5G LAN podržava komunikaciju između istog UPF-a (medijskog mrežnog elementa 5G osnovne mreže) i različitih UPF-ova. To je ravno probijanju ograničenja fizičke udaljenosti između terminala (čak i Peking i Šangaj mogu komunicirati).

Konkretno, 5G LAN mreže se mogu povezati s postojećim podatkovnim mrežama korisnika radi „plug and play“ tehnologije i obostranog pristupa.

Scenariji primjene i prednosti 5G LAN mreže

5G LAN omogućava grupisanje i povezivanje između određenih 5G terminala, što uveliko olakšava izgradnju mobilnije LAN mreže za preduzeća. Mnogi čitaoci će se sigurno pitati, zar mobilnost nije već moguća sa postojećom Wi-Fi tehnologijom? Zašto je potrebna 5G LAN mreža?

Ne brini, idemo dalje.

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

Sada promoviramo industrijski internet. Vjerujemo da 5G može omogućiti digitalizaciju industrijskih scena jer je 5G odlična bežična komunikacijska tehnologija s velikim propusnim opsegom i malim kašnjenjem, koja može ostvariti bežičnu vezu različitih proizvodnih faktora u industrijskim scenama.

Uzmimo za primjer industrijsku proizvodnju. Ranije, kako bi se poboljšala automatizacija i postigla kontrola opreme, koristila se tehnologija "industrijskih magistrala". Postoje mnoge vrste ove tehnologije, koje se mogu opisati kao "svuda prisutne".

Kasnije, s pojavom Ethernet i IP tehnologije, industrija je postigla konsenzus, a zajedno s evolucijom Etherneta, postoji i "industrijski Ethernet". Danas, bez obzira na to čiji je protokol za industrijsko međusobno povezivanje, on se u osnovi zasniva na Ethernetu.

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

Štaviše, način implementacije žičane veze je problematičniji, period izgradnje je dug, a troškovi visoki. Ako postoji problem s opremom ili kablom, zamjena je također vrlo spora. Stoga je industrija počela razmišljati o uvođenju bežične komunikacijske tehnologije.

Kao rezultat toga, Wi-Fi, Bluetooth i druge tehnologije su ušle u industrijsku oblast.

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

Evo razloga:

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

Što se tiče brzine prijenosa i kašnjenja, 5G može bolje zadovoljiti potrebe industrijskih robota (upravljanje manipulatorima), inteligentne inspekcije kvalitete (brzo prepoznavanje slike), AGV-a (bespilotnih logističkih vozila) i drugih scenarija.

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

2. Troškovi održavanja Wi-Fi mreže su visoki.

Da bi izgradili Wi-Fi mrežu u parku, preduzeća moraju sami ožičiti i kupiti opremu. Oprema se amortizira, oštećuje i zamjenjuje, ali je održava i posebno osoblje. Postoji mnoštvo Wi-Fi uređaja, a konfiguracija je gnjavaža.

5G je drugačiji. Grade ga i održavaju operateri, a iznajmljuju ga preduzeća (Wi-Fi naspram 5G mreže je pomalo kao izgradnja vlastite sobe naspram računarstva u oblaku).

Sve u svemu, 5G će biti isplativiji.

3. 5G LAN ima moćnije funkcije.

VN grupiranje 5G LAN mreže je ranije spomenuto. Pored izolacije komunikacije, važnija funkcija grupiranja je postizanje QoS (nivoa usluge) diferencijacije različitih mreža.

Na primjer, preduzeće ima kancelarijsku mrežu, IT sistemsku mrežu i OT mrežu.

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

Različite mreže imaju različite zahtjeve za performansama. Neke zahtijevaju malu latenciju, neke visoku propusnost, a neke imaju manje zahtjeve.

5G LAN može definirati različite mrežne performanse na osnovu različitih VN grupa. Neka preduzeća to nazivaju "mikro slice".

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

Kao što je gore spomenuto, podaci za potpis korisnika mogu se mijenjati u 5G UDM mrežama operatera kako bi se korisnici grupirali u VN grupe. Dakle, moramo li se obraćati korisničkoj službi operatera svaki put kada trebamo promijeniti informacije o grupi terminala (pridružiti se, izbrisati, promijeniti)?

Naravno da ne.

U 5G mrežama, operateri mogu otvoriti dozvole za modifikaciju administratorima poslovnih mreža putem razvoja interfejsa, omogućavajući samostalno modifikovanje.

Naravno, preduzeća mogu postaviti i vlastite politike privatne mreže prema svojim potrebama.

Prilikom uspostavljanja podatkovnih veza, preduzeća mogu postaviti mehanizme autorizacije i autentifikacije kako bi strogo upravljala VN grupama. Ova sigurnost je mnogo jača i praktičnija od Wi-Fi-ja.

Studija slučaja 5G LAN mreže

Pogledajmo prednosti 5G LAN mreže kroz konkretan primjer umrežavanja.

Prije svega, proizvodno preduzeće koje ima vlastitu radionicu, proizvodnu liniju (ili strug), treba povezati PLC i PLC upravljački kraj putem mreže.

Svaka montažna linija ima mnogo opreme, također nezavisne. Idealno je instalirati 5G module na svaki uređaj u montažnoj liniji. Međutim, izgleda da će to u ovoj fazi biti malo skupo.

Zatim, uvođenje 5G industrijskog gateway-a, ili 5G CPE-a, može poboljšati isplativost. Pogodno za žičano povezivanje, povezano na žičani port (Ethernet port ili PLC port). Pogodno za bežično povezivanje, 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, što ne podržava prosljeđivanje podataka sloja 2. Da bi se ostvarila komunikacija od početka do kraja, AR (Access Router) mora se dodati na obje strane kako bi se uspostavio tunel, enkapsulirao industrijski protokol sloja 2 u tunelu i doveo do peer kraja.

Ova metoda ne samo da povećava složenost, već i povećava troškove (troškovi kupovine AR rutera, troškovi radne snage i vremena potrebni za konfiguraciju AR rutera). Ako razmislite o radionici sa hiljadama linija, troškovi bi bili zapanjujući.

Nakon uvođenja 5G LAN mreže, 5G mreža podržava direktan prijenos protokola drugog sloja (Layer 2), tako da AR ruteri više nisu potrebni. Istovremeno, 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 međusobno komunicirati na drugom sloju (Layer 2).

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

Iz makro perspektive, 5G LAN predstavlja saradnju između 5G i Ethernet tehnologije. U budućnosti, razvoj TSN (vremenski osjetljive mreže) tehnologije zasnovane na Ethernet tehnologiji neće se moći odvojiti od pomoći 5G LAN-a.

Vrijedi spomenuti da 5G LAN, osim što pogoduje izgradnji interne mreže parka, može se koristiti i kao dodatak tradicionalnoj mreži namjenskih linija preduzeća za povezivanje poslovnica na različitim mjestima.

Modul za 5G LAN

Kao što vidite, 5G LAN je važna inovativna tehnologija za 5G u vertikalnim industrijama. Može izgraditi jače 5G privatne mrežne komunikacije kako bi pomogla korisnicima da ubrzaju svoju digitalnu transformaciju i nadogradnju.

Kako bi se bolje implementirala 5G LAN mreža, pored nadogradnje na strani mreže, potrebna je i podrška za 5G module.

U procesu komercijalnog uvođenja 5G LAN tehnologije, Unigroup Zhangrui je lansirao prvu industrijsku 5G R16 Ready baznopojasnu čip platformu - V516.

Na osnovu ove platforme, Quectel, vodeći proizvođač modula u Kini, uspješno je razvio i komercijalizovao niz 5G modula koji podržavaju 5G LAN tehnologiju, uključujući RG500U, RG200U, RM500U i druge LGA, M.2, Mini PCIe paketne module.