Šta je 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Svi bi trebali biti upoznati s 5G, što je evolucija 4G i naše najnovije mobilne komunikacijske tehnologije.

Što se tiče LAN-a, trebali biste biti više upoznati s njim. Njegovo puno ime je lokalna mreža ili LAN. Naša kućna mreža, kao i mreža u korporativnoj kancelariji, je u osnovi 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 mreža za prenos podataka male površine. Čini se da dvije tehnologije nisu povezane.

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

5G LAN, šta je to zapravo?

U stvari, 5G LAN, pojednostavljeno rečeno, je korištenje 5G tehnologije za “grupiranje” i “izgradnju” terminala kako bi se formirala LAN mreža.

Svi imaju 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 sve do servera vašeg operatera ili internet provajdera.

Za bazne stanice, svi mobilni terminali su “izolovani” jedan od drugog. Ovo se zasniva na sigurnosnim razmatranjima, telefoni koriste svoje kanale, ne ometaju jedni druge.

LAN, s druge strane, povezuje terminale (mobilne telefone, računare, itd.) u nekom području zajedno kako bi se formirala “grupa”. Ovo ne samo da olakšava međusobni prenos podataka, već i štedi izlaz iz ekstraneta.

U LAN-u, terminali mogu locirati jedni druge na osnovu svojih MAC adresa i pronaći jedni druge (komunikacija na nivou 2). Da biste pristupili vanjskoj mreži, postavite ruter, preko IP lokacije, također možete postići usmjeravanje ulaza i izlaza (komunikacija sloja 3).

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

Stoga 5G ne može samo povezati svaki terminal sa oblakom, već i ostvariti „vezu u blizini“ između terminala.

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

Principi i karakteristike 5G LAN-a

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

Korisnička baza podataka pruža informacije o broju terminala VN grupe i politike pristupa elementima mreže upravljanja (SMF, AMF, PCF, itd.) 5G jezgrene mreže (5GC). Menadžment NE kombinuje ove informacije i pravila politike u različite mreže. Ovo je 5G LAN.

5G LAN podržava komunikaciju Layer 2 (isti segment mreže, direktan pristup jedan drugom) kao i komunikaciju Layer 3 (preko mrežnih segmenata, uz pomoć rutiranja). 5G LAN podržava unicast kao i multicast i emitiranje. Ukratko, način uzajamnog pristupa je vrlo fleksibilan, a umrežavanje je 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. Ovo je jednako probijanju ograničenja fizičke udaljenosti između terminala (čak i Peking i Šangaj mogu komunicirati).

Konkretno, 5G LAN mreže se mogu povezati s postojećim mrežama podataka korisnika radi plug and play i međusobnog pristupa.

Scenariji primjene i prednosti 5G LAN-a

5G LAN omogućava grupisanje i povezivanje između određenih 5G terminala, uvelike olakšavajući izgradnju mobilnije LAN mreže za preduzeća. Mnogi čitaoci će se sigurno pitati, nije li mobilnost već moguća uz postojeću Wi-Fi tehnologiju? Zašto je potreban 5G LAN?

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 komunikaciona tehnologija sa velikim propusnim opsegom i malim kašnjenjem, koja može ostvariti bežično povezivanje različitih faktora proizvodnje u industrijskim scenama.

Uzmimo za primjer industrijsku proizvodnju. Ranije je, u cilju što bolje automatizacije, postizanja kontrole opreme, korištena tehnologija “industrijske magistrale”. Postoji mnogo vrsta ove tehnologije, koje se mogu opisati kao „posvuda“.

Kasnije, sa pojavom Ethernet i IP tehnologije, industrija je formirala konsenzus, zajedno sa evolucijom Etherneta, postoji „industrijski Ethernet“. Danas, bez obzira na to ko je industrijski protokol interkonekcije, u osnovi je baziran na Ethernetu.

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

Štaviše, način postavljanja žične veze je problematičniji, period izgradnje je dug, troškovi su visoki. Ako postoji problem sa opremom ili kablom, zamena je takođe veoma spora. Tako je industrija počela razmišljati o uvođenju bežične komunikacijske tehnologije.

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

Dakle, da se vratim 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 manipulatorom), inteligentnu inspekciju kvaliteta (brzo prepoznavanje slike), AGV (bespilotno logističko vozilo) i druge scenarije.

Što se tiče pokrivenosti, 5G ima veću pokrivenost nego Wi-Fi i može bolje pokriti kampus. Mogućnost 5G prebacivanja između ćelija je također jača od Wi-Fi mreže, što će korisnicima donijeti bolje mrežno iskustvo.

2. Troškovi održavanja Wi-Fi mreže su visoki.

Da bi izgradila Wi-Fi mrežu u parku, preduzeća moraju da ožiče i kupe sopstvenu opremu. Oprema se amortizuje, oštećuje i zamenjuje, ali i održava od strane specijalnog osoblja. Postoje tone Wi-Fi uređaja, a konfiguracija je gnjavaža.

5G je drugačiji. Izrađuju ga i održavaju operateri, a iznajmljuju ga preduzeća (Wi-Fi u odnosu na 5G je nešto poput izgradnje vlastite sobe nasuprot računarstvu u oblaku).

Uzeto zajedno, 5G će biti isplativiji.

3. 5G LAN ima moćnije funkcije.

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

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

OT je skraćenica od Operativna tehnologija. To je mreža koja povezuje industrijsko okruženje i opremu, kao što su strugovi, robotske ruke, senzori, instrumentacija, AGV, sistemi za praćenje, MES, PLCS, itd.

Različite mreže imaju različite zahtjeve za performanse. Neki zahtijevaju nisko kašnjenje, neki zahtijevaju visoku propusnost, a neki imaju manje zahtjeve.

5G LAN može definirati različite performanse mreže na osnovu različitih VN grupa. Neka preduzeća se to naziva „mikro kriška“.

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

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

Naravno da ne.

U 5G mrežama, operateri mogu da otvore dozvolu za modifikaciju administratorima mreže preduzeća kroz razvoj interfejsa, omogućavajući samouslužne izmene.

Naravno, preduzeća takođe mogu postaviti sopstvene politike privatne mreže u skladu sa sopstvenim potrebama.

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

Studija slučaja 5G LAN-a

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

Pre svega, proizvodno preduzeće, ima sopstvenu radionicu, proizvodnu liniju (ili strug), potrebno je da poveže PLC i PLC kontrolni kraj kroz mrežu.

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

Zatim, uvođenje 5G industrijskog gateway-a, ili 5G CPE, može poboljšati performanse troškova. Pogodno za žičani, povezan 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 Layer 3 protokol koji se oslanja na IP adresiranje, a adresa terminala je također IP adresa, koja ne podržava prosljeđivanje podataka Layer 2. Da bi se realizovala komunikacija od kraja do kraja, AR (Access Router) mora biti dodat sa obe strane da bi se uspostavio tunel, enkapsulirao industrijski Layer 2 protokol u tunel i doveo ga do ravnopravne strane.

Ova metoda ne samo da povećava složenost, već i povećava troškove (trošak kupovine AR rutera, radnu snagu za konfiguraciju AR rutera i vremensku cijenu). Ako razmišljate o radionici s hiljadama redova, cijena bi bila zapanjujuća.

Nakon uvođenja 5G LAN-a, 5G mreža podržava direktan prijenos Layer 2 protokola, tako da AR ruteri više nisu potrebni. Istovremeno, 5G mreža može obezbijediti rute za terminale bez IP adresa, a UPF može prepoznati MAC adrese terminala. Cijela mreža postaje minimalistička jednoslojna mreža, koja može međusobno komunicirati 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 uštedajući mnogo troškova bez napornog renoviranja i nadogradnje.

Iz makro perspektive, 5G LAN je saradnja između 5G i Ethernet tehnologije. U budućnosti, razvoj TSN (time sensitive network) tehnologije zasnovane na Ethernet tehnologiji ne može se odvojiti od pomoći 5G LAN-a.

Vrijedi spomenuti da 5G LAN, osim što pogoduje izgradnji interne mreže parka, može se koristiti i kao dopuna tradicionalnoj namjenskoj linijskoj mreži preduzeća za povezivanje filijala na različitim mjestima.

Modul za 5G LAN

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

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

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

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