Kas ir 5G LAN?

Autors: Ulink Media

Ikvienam ir jāzina 5G, kas ir 4G evolūcija un mūsu jaunākās mobilo sakaru tehnoloģijas.

Attiecībā uz LAN jums tas ir vairāk jāzina. Tā pilns nosaukums ir lokālais tīkls jeb LAN. Mūsu mājas tīkls, kā arī tīkls korporatīvajā birojā būtībā ir LAN. Izmantojot bezvadu Wi-Fi, tas ir bezvadu LAN (WLAN).

Tātad, kāpēc es saku, ka 5G LAN ir interesants?

5G ir plašs mobilo sakaru tīkls, savukārt LAN ir maza apgabala datu tīkls. Šķiet, ka abas tehnoloģijas nav saistītas.

Citiem vārdiem sakot, 5G un LAN ir divi vārdi, kurus visi zina atsevišķi. Bet kopā tas ir nedaudz mulsinoši. vai ne?

5G LAN, kas tas īsti ir?

Faktiski 5G LAN, vienkārši sakot, ir izmantot 5G tehnoloģiju, lai “grupētu” un “būvētu” termināļus, lai izveidotu LAN tīklu.

Ikvienam ir 5G tālrunis. Vai, lietojot 5G tālruņus, vai esat ievērojuši, ka tālrunis nevar meklēt jūsu draugus pat tad, ja tie atrodas tuvu (pat aci pret aci)? Varat sazināties savā starpā, jo dati tiek sūtīti uz jūsu mobilo sakaru operatora vai interneta pakalpojumu sniedzēja serveriem.

Bāzes stacijās visi mobilie termināļi ir “izolēti” viens no otra. Tas ir balstīts uz drošības apsvērumiem, telefoni izmanto savus kanālus, netraucē viens otram.

Savukārt LAN savieno termināļus (mobilos telefonus, datorus utt.) vienā apgabalā, veidojot “grupu”. Tas ne tikai atvieglo datu pārraidi savā starpā, bet arī ietaupa ārtīkla izeju.

LAN tīklā termināļi var atrast viens otru, pamatojoties uz to MAC adresēm, un atrast viens otru (2. slāņa komunikācija). Lai piekļūtu ārējam tīklam, iestatiet maršrutētāju, izmantojot IP atrašanās vietu, var arī sasniegt maršrutēšanu un izeju (3. slāņa komunikācija).

Kā mēs visi zinām, “4G mainīs mūsu dzīvi un 5G mainīs mūsu sabiedrību”. Kā pašlaik visizplatītākā mobilo sakaru tehnoloģija 5G uzņemas misiju “Internets par visu un simtiem līniju un tūkstošiem nozaru digitālā transformācija”, kam jāpalīdz vertikālo nozaru lietotājiem izveidot savienojumu.

Tāpēc 5G ne tikai var savienot katru termināli ar mākoni, bet arī realizēt “tuvējo savienojumu” starp termināļiem.

Tāpēc 3GPP R16 standartā 5G LAN ieviesa šo jauno funkciju.

5G LAN principi un raksturojums

5G tīklā administratori var modificēt lietotāju datubāzes datus (UDM tīkla elementus), noslēgt pakalpojumu līgumu ar noteiktu UE numuru un pēc tam sadalīt tos vienā vai dažādās virtuālā tīkla grupās (VN).

Lietotāju datu bāze nodrošina termināļa numura VN grupas informāciju un piekļuves politikas 5G pamattīkla (5GC) pārvaldības tīkla elementiem (SMF, AMF, PCF utt.). Vadība NE apvieno šo informāciju un politikas noteikumus dažādos Lans. Šis ir 5G LAN.

5G LAN atbalsta 2. slāņa komunikāciju (tas pats tīkla segments, tieša piekļuve vienam otram), kā arī 3. slāņa komunikāciju (pāri tīkla segmentiem, izmantojot maršrutēšanu). 5G LAN atbalsta unicast, kā arī multiraidi un apraidi. Īsāk sakot, savstarpējās piekļuves režīms ir ļoti elastīgs, un tīkla izveide ir ļoti vienkārša.

Runājot par darbības jomu, 5G LAN atbalsta saziņu starp vienu un to pašu UPF (5G pamattīkla multivides puses tīkla elements) un dažādiem UPF. Tas ir līdzvērtīgs fiziskā attāluma ierobežojuma pārkāpšanai starp termināļiem (pat Pekina un Šanhaja var sazināties).

Jo īpaši 5G LAN tīkli var izveidot savienojumu ar lietotāju esošajiem datu tīkliem, lai nodrošinātu savienojumu un abpusēju piekļuvi.

Pielietojuma scenāriji un 5G LAN priekšrocības

5G LAN ļauj grupēt un izveidot savienojumu starp noteiktiem 5G termināļiem, ievērojami atvieglojot mobilāka LAN tīkla izveidi uzņēmumiem. Daudzi lasītāji noteikti jautās, vai mobilitāte jau nav iespējama ar esošo Wi-Fi tehnoloģiju? Kāpēc vajadzīgs 5G LAN?

Neuztraucieties, ejam tālāk.

Vietējais tīkls, ko nodrošina 5G LAN, var palīdzēt uzņēmumiem, skolām, valdībām un ģimenēm labāk sazināties ar termināļiem reģionā. To var izmantot biroju tīklā, bet lielāka vērtība ir parka ražošanas vides pārveidošanā un ražošanas uzņēmumu pamattīkla, piemēram, rūpnieciskās ražošanas, ostu termināļu un enerģētikas raktuvju, pārveidošanā.

Tagad mēs reklamējam industriālo internetu. Mēs uzskatām, ka 5G var nodrošināt industriālo ainu digitalizāciju, jo 5G ir lieliska bezvadu sakaru tehnoloģija ar lielu joslas platumu un zemu aizkavi, kas var realizēt dažādu ražošanas faktoru bezvadu savienojumu industriālās ainās.

Ņemiet, piemēram, rūpniecisko ražošanu. Iepriekš, lai labāk automatizētu, panāktu iekārtu vadību, tika izmantota “industriālā autobusa” tehnoloģija. Ir daudz šīs tehnoloģijas veidu, ko var raksturot kā “visā vietā”.

Vēlāk, līdz ar Ethernet un IP tehnoloģiju parādīšanos, nozare izveidoja vienprātību, līdz ar Ethernet evolūciju pastāv "industriālais Ethernet". Mūsdienās neatkarīgi no tā, kurš ir rūpnieciskā starpsavienojuma protokols, pamatā ir Ethernet.

Vēlāk rūpniecības uzņēmumi atklāja, ka vadu savienojumi pārāk ierobežo mobilitāti — ierīces aizmugurē vienmēr bija “pinums”, kas neļāva brīvi kustēties.

Turklāt vadu savienojuma izvietošanas režīms ir apgrūtinošāks, būvniecības periods ir garš, izmaksas ir augstas. Ja ir problēmas ar aprīkojumu vai kabeli, arī nomaiņa notiek ļoti lēni. Tātad nozare sāka domāt par bezvadu sakaru tehnoloģijas ieviešanu.

Līdz ar to Wi-Fi, Bluetooth un citas tehnoloģijas ir ienākušas industriālajā jomā.

Tātad, lai atgrieztos pie iepriekšējā jautājuma, kāpēc 5G LAN, ja ir Wi-Fi?

Lūk, iemesls:

1. Wi-Fi tīklu (īpaši Wi-Fi 4 un Wi-Fi 5) veiktspēja nav tik laba kā 5G.

Pārraides ātruma un aizkaves ziņā 5G var labāk apmierināt rūpniecisko robotu (manipulatora vadība), viedās kvalitātes pārbaudes (ātrdarbīga attēla atpazīšanas), AGV (bezpilota loģistikas transportlīdzeklis) un citu scenāriju vajadzības.

Pārklājuma ziņā 5G ir lielāks pārklājuma laukums nekā Wi-Fi, un tas var labāk aptvert universitātes pilsētiņu. 5G spēja pārslēgties starp šūnām ir arī spēcīgāka nekā Wi-Fi, kas lietotājiem nodrošinās labāku tīkla pieredzi.

2. Wi-Fi tīkla uzturēšanas izmaksas ir augstas.

Lai izveidotu Wi-Fi tīklu parkā, uzņēmumiem ir jāpievieno vadi un jāiegādājas savs aprīkojums. Iekārtas tiek amortizētas, bojātas un nomainītas, taču tās arī apkopj speciāls personāls. Ir daudz Wi-Fi ierīču, un konfigurēšana ir apgrūtinoša.

5G ir atšķirīgs. To veido un uztur operatori, un uzņēmumi to nomā (Wi-Fi salīdzinājumā ar 5G ir nedaudz līdzīgs savas telpas izveidei salīdzinājumā ar mākoņdatošanu).

Kopumā 5G būs rentablāks.

3. 5G LAN ir jaudīgākas funkcijas.

5G LAN VN grupējums tika minēts iepriekš. Papildus komunikācijas izolācijai svarīgāka grupēšanas funkcija ir panākt dažādu tīklu QoS (service level) diferenciāciju.

Piemēram, uzņēmumam ir biroja tīkls, IT sistēmu tīkls un OT tīkls.

OT apzīmē Operational Technology. Tas ir tīkls, kas savieno industriālo vidi un aprīkojumu, piemēram, virpas, robotizētās rokas, sensorus, instrumentus, AGV, uzraudzības sistēmas, IZM, PLCS utt.

Dažādiem tīkliem ir atšķirīgas veiktspējas prasības. Dažiem ir nepieciešams mazs latentums, citiem ir nepieciešams liels joslas platums, un dažiem ir mazāk prasību.

5G LAN var noteikt dažādu tīkla veiktspēju, pamatojoties uz dažādām VN grupām. Dažos uzņēmumos to sauc par "mikro šķēli".

4. 5G LAN ir vieglāk pārvaldāms un drošāks.

Kā minēts iepriekš, lietotāju parakstīšanas datus var modificēt operatoru 5G UDM, lai grupētu lietotājus VN grupās. Tātad, vai mums ir jādodas uz pārvadātāja klientu apkalpošanu katru reizi, kad jāmaina termināļa grupas informācija (pievienoties, dzēst, mainīt)?

Protams, ka nē.

5G tīklos operatori var atvērt modifikācijas atļauju uzņēmuma tīkla administratoriem, izstrādājot saskarnes, kas ļauj veikt pašapkalpošanās modifikācijas.

Protams, uzņēmumi var arī iestatīt savas privātā tīkla politikas atbilstoši savām vajadzībām.

Veidojot datu savienojumus, uzņēmumi var iestatīt autorizācijas un autentifikācijas mehānismus, lai stingri pārvaldītu VN grupas. Šī drošība ir daudz spēcīgāka un ērtāka nekā Wi-Fi.

5G LAN gadījuma izpēte

Apskatīsim 5G LAN priekšrocības, izmantojot konkrētu tīkla piemēru.

Pirmkārt, ražošanas uzņēmumam ir savs darbnīca, ražošanas līnija (vai virpa), nepieciešams savienot PLC un PLC vadības galu caur tīklu.

Katrai montāžas līnijai ir daudz iekārtu, arī neatkarīgas. Ideāli ir uzstādīt 5G moduļus katrā montāžas līnijas ierīcē. Tomēr izskatās, ka šajā posmā tas būs nedaudz dārgi.

Pēc tam 5G industriālās vārtejas jeb 5G CPE ieviešana var uzlabot izmaksu veiktspēju. Piemērots vadiem, savienots ar vadu portu (Ethernet ports vai PLC ports). Piemērots bezvadu tīklam, savienots ar 5G vai Wi-Fi.

Ja 5G neatbalsta 5G LAN (pirms R16), ir iespējams arī izveidot savienojumu starp PLC un PLC kontrolieri. Tomēr viss 5G tīkls ir 3. slāņa protokols, kas balstās uz IP adresēšanu, un termināļa adrese ir arī IP adrese, kas neatbalsta 2. slāņa datu pārsūtīšanu. Lai realizētu tiešu komunikāciju, abās pusēs ir jāpievieno AR (piekļuves maršrutētājs), lai izveidotu tuneli, tunelī iekapsulētu rūpniecisko Layer 2 protokolu un nogādātu to vienādranga galā.

Šī metode ne tikai palielina sarežģītību, bet arī palielina izmaksas (AR maršrutētāja iegādes izmaksas, AR maršrutētāja konfigurācijas darbaspēka un laika izmaksas). Ja domājat par darbnīcu ar tūkstošiem līniju, izmaksas būtu satriecošas.

Pēc 5G LAN ieviešanas 5G tīkls atbalsta tiešu Layer 2 protokola pārraidi, tāpēc AR maršrutētāji vairs nav nepieciešami. Tajā pašā laikā 5G tīkls var nodrošināt maršrutus termināļiem bez IP adresēm, un UPF var atpazīt termināļu MAC adreses. Viss tīkls kļūst par minimālistisku viena slāņa tīklu, kas var sazināties savā starpā 2. slānī.

5G LAN Plug and Play iespēja var lieliski integrēties klientu esošajos tīklos, samazinot ietekmi uz klientu esošajiem tīkliem un ietaupot daudz izmaksu bez intensīvas atjaunošanas un modernizācijas.

No makro viedokļa 5G LAN ir 5G un Ethernet tehnoloģijas sadarbība. Nākotnē TSN (laika jutīgā tīkla) tehnoloģijas attīstību, kuras pamatā ir Ethernet tehnoloģija, nevarēs atdalīt no 5G LAN palīdzības.

Ir vērts pieminēt, ka 5G LAN papildus tam, ka tas ir labvēlīgs parka iekšējā tīkla izbūvei, var tikt izmantots arī kā papildinājums tradicionālajam uzņēmumu speciālo līniju tīklam, lai savienotu filiāles dažādās vietās.

Modulis 5G LAN

Kā redzat, 5G LAN ir svarīga novatoriska 5G tehnoloģija vertikālajās nozarēs. Tas var izveidot spēcīgākus 5G privātā tīkla sakarus, lai palīdzētu klientiem paātrināt digitālo pārveidi un jaunināšanu.

Lai labāk izvietotu 5G LAN, papildus tīkla puses jauninājumiem ir nepieciešams arī 5G moduļa atbalsts.

5G LAN tehnoloģijas komerciālās nosēšanās procesā Unigroup Zhangrui laida tirgū pirmo 5G R16 Ready bāzes joslas mikroshēmu platformu — V516.

Pamatojoties uz šo platformu, Quectel, vadošais moduļu ražotājs Ķīnā, ir veiksmīgi izstrādājis vairākus 5G moduļus, kas atbalsta 5G LAN tehnoloģiju, un ir ticis komercializēts, tostarp RG500U, RG200U, RM500U un citus LGA, M.2, Mini PCIe pakotņu moduļus. .