Mikä on 5G LAN?

Kirjailija: Ulink Media

Kaikkien pitäisi tuntea 5G, joka on 4G:n ja uusimman matkaviestinteknologiamme kehitys.

Lähiverkkoa varten sinun pitäisi olla perehtynyt siihen paremmin. Sen koko nimi on lähiverkko tai LAN. Kotiverkkomme, samoin kuin yrityksen toimiston verkko, on periaatteessa LAN. Langattoman Wi-Fi:n avulla se on langaton LAN (WLAN).

Joten miksi sanon, että 5G LAN on mielenkiintoinen?

5G on laaja matkapuhelinverkko, kun taas LAN on pieni alue dataverkko. Nämä kaksi tekniikkaa eivät näytä olevan yhteydessä toisiinsa.

Toisin sanoen 5G ja LAN ovat kaksi sanaa, jotka kaikki tietävät erikseen. Mutta yhdessä se on hieman hämmentävää. Eikö olekin?

5G LAN, mikä se tarkalleen on?

Itse asiassa 5G LAN, yksinkertaisesti sanottuna, tarkoittaa 5G-teknologian käyttämistä päätteiden "ryhmittämiseen" ja "rakentamiseen" LAN-verkon muodostamiseksi.

Kaikilla on 5G-puhelin. Kun käytät 5G-puhelimia, oletko huomannut, että puhelimesi ei voi etsiä ystäviäsi, vaikka he olisivat lähellä (edes kasvotusten)? Voit kommunikoida keskenään, koska tiedot kulkevat aina operaattorisi tai Internet-palveluntarjoajasi palvelimille.

Tukiasemilla kaikki mobiilipäätteet on "eristetty" toisistaan. Tämä perustuu turvallisuusnäkökohtiin, puhelimet käyttävät omia kanaviaan, eivät häiritse toisiaan.

LAN puolestaan ​​yhdistää päätelaitteet (matkapuhelimet, tietokoneet jne.) alueella yhteen muodostaen "ryhmän". Tämä paitsi helpottaa tiedonsiirtoa toistensa välillä, myös säästää ekstranetistä poistumisen.

Lähiverkossa päätelaitteet voivat paikantaa toisensa MAC-osoitteidensa perusteella ja löytää toisensa (Layer 2 -viestintä). Päästäksesi ulkoiseen verkkoon, määritä reititin IP-sijainnin kautta, ja se voi myös reitittää sisään ja ulos (Layer 3 viestintä).

Kuten me kaikki tiedämme, "4G muuttaa elämäämme ja 5G muuttaa yhteiskuntaamme". Tällä hetkellä valtavirtaisimpana matkaviestintäteknologiana 5G:n tehtävänä on "kaiken Internet ja satojen linjojen ja tuhansien toimialojen digitaalinen muutos", jonka on autettava vertikaalisten toimialojen käyttäjiä saamaan yhteyden.

Siksi 5G ei voi vain yhdistää jokaista päätelaitetta pilveen, vaan myös toteuttaa "lähiyhteyden" päätteiden välillä.

Siksi 3GPP R16 -standardissa 5G LAN esitteli tämän uuden ominaisuuden.

5G LANin periaatteet ja ominaisuudet

5G-verkossa järjestelmänvalvojat voivat muokata käyttäjätietokannassa olevia tietoja (UDM-verkkoelementtejä), solmia palvelusopimuksen tietyllä UE-numerolla ja jakaa ne sitten samaan tai eri virtuaaliverkkoryhmiin (VN).

Käyttäjätietokanta tarjoaa päätenumeron VN-ryhmätiedot ja pääsykäytännöt 5G-runkoverkon (5GC) hallintaverkkoelementteihin (SMF, AMF, PCF jne.). Hallinto NE yhdistää nämä tiedot ja käytäntösäännöt eri Lanseiksi. Tämä on 5G LAN.

5G LAN tukee Layer 2 -viestintää (sama verkkosegmentti, suora yhteys toisiinsa) sekä Layer 3 -viestintää (verkkosegmenttien välillä reitityksen avulla). 5G LAN tukee unicast-lähetystä sekä monilähetystä ja lähetystä. Lyhyesti sanottuna keskinäinen pääsytila ​​on erittäin joustava ja verkko on erittäin yksinkertaista.

Laajuudeltaan 5G LAN tukee viestintää saman UPF:n (5G-ydinverkon mediapuolen verkkoelementti) ja eri UPF:ien välillä. Tämä vastaa terminaalien välisen fyysisen etäisyysrajan rikkomista (jopa Peking ja Shanghai voivat kommunikoida).

Erityisesti 5G LAN -verkot voivat muodostaa yhteyden käyttäjien olemassa oleviin tietoverkkoihin plug and play -käyttöä ja molemminpuolista käyttöä varten.

5G LANin sovellusskenaariot ja edut

5G LAN mahdollistaa tiettyjen 5G-päätelaitteiden ryhmittelyn ja yhteyden, mikä helpottaa huomattavasti mobiiliverkon rakentamista yrityksille. Monet lukijat varmasti kysyvät, eikö liikkuvuus ole jo mahdollista olemassa olevan Wi-Fi-tekniikan avulla? Miksi 5G LAN tarvitaan?

Älä huoli, jatketaan.

5G LANin mahdollistama paikallinen verkko voi auttaa yrityksiä, kouluja, viranomaisia ​​ja perheitä kommunikoimaan paremmin alueen päätelaitteiden kanssa. Sitä voidaan käyttää toimistoverkostossa, mutta sen suurempi arvo piilee puiston tuotantoympäristön muuttamisessa ja tuotantoyritysten perusverkoston, kuten teollisuustuotannon, satamaterminaalien ja energiakaivosten, muuttamisessa.

Edistämme nyt teollista Internetiä. Uskomme, että 5G voi mahdollistaa teollisten kohtausten digitalisoinnin, koska 5G on erinomainen langaton viestintätekniikka suurella kaistanleveydellä ja pienellä viiveellä, joka voi toteuttaa eri tuotantotekijöiden langattoman yhteyden teollisissa kohtauksissa.

Otetaan esimerkiksi teollinen valmistus. Aikaisemmin automaation parantamiseksi, laitteiden hallinnan saavuttamiseksi käytettiin "teollisen väylän" tekniikkaa. Tätä tekniikkaa on monenlaisia, ja niitä voidaan kuvata "kaikkialla".

Myöhemmin Ethernetin ja IP-teknologian syntymisen myötä teollisuus muodosti yhteisymmärryksen, Ethernetin kehityksen myötä on olemassa "teollinen Ethernet". Nykyään riippumatta siitä, kenen teollinen liitäntäprotokolla on periaatteessa Ethernet-pohjainen.

Myöhemmin teollisuusyritykset havaitsivat, että langalliset yhteydet rajoittivat liikkuvuutta liikaa – laitteen takana oli aina "punos", joka esti vapaan liikkumisen.

Lisäksi langallisen yhteyden käyttöönottotila on hankalampi, rakennusaika on pitkä ja kustannukset korkeat. Jos laitteessa tai kaapelissa on ongelma, vaihto on myös erittäin hidasta. Niinpä teollisuus alkoi miettiä langattoman viestintätekniikan käyttöönottoa.

Tämän seurauksena Wi-Fi, Bluetooth ja muut tekniikat ovat tulleet teollisuudelle.

Joten palatakseni edelliseen kysymykseen, miksi 5G LAN, kun on Wi-Fi?

Tässä syy:

1. Wi-Fi-verkkojen (etenkin Wi-Fi 4 ja Wi-Fi 5) suorituskyky ei ole yhtä hyvä kuin 5G.

Lähetysnopeuden ja viiveen suhteen 5G voi vastata paremmin teollisuusrobottien (manipulaattoriohjaus), älykkään laaduntarkastuksen (nopea kuvantunnistus), AGV:n (miehittämätön logistiikkaajoneuvo) ja muiden skenaarioiden tarpeisiin.

Peittoalueella 5G:llä on suurempi peittoalue kuin Wi-Fi:llä ja se voi kattaa kampuksen paremmin. 5G:n kyky vaihtaa solujen välillä on myös vahvempi kuin Wi-Fi, mikä tuo käyttäjille paremman verkkokokemuksen.

2. Wi-Fi-verkon ylläpitokustannukset ovat korkeat.

Rakentaakseen Wi-Fi-verkon puistoon yritysten on kytkettävä ja ostettava omat laitteet. Laitteita poistetaan, vaurioitetaan ja vaihdetaan, mutta myös erikoishenkilöstön huoltamia. Wi-Fi-laitteita on useita, ja niiden määrittäminen on vaivalloista.

5G on eri asia. Sitä rakentavat ja ylläpitävät operaattorit ja vuokraavat yritykset (Wi-Fi vs. 5G on vähän kuin oman huoneen rakentaminen vs. pilvilaskenta).

Kaiken kaikkiaan 5G on kustannustehokkaampaa.

3. 5G LANissa on tehokkaampia toimintoja.

5G LANin VN-ryhmä mainittiin aiemmin. Viestinnän eristämisen lisäksi ryhmittelyn tärkeämpi tehtävä on saavuttaa eri verkkojen QoS (service level) -differointi.

Yrityksellä on esimerkiksi toimistoverkko, IT-järjestelmäverkko ja OT-verkko.

OT on lyhenne sanoista Operational Technology. Se on verkko, joka yhdistää teollisuusympäristön ja laitteet, kuten sorvit, robottikäsivarret, anturit, instrumentointi, automaattitrukit, valvontajärjestelmät, MES, PLCS jne.

Eri verkoilla on erilaiset suorituskykyvaatimukset. Jotkut vaativat alhaisen latenssin, jotkut vaativat suuren kaistanleveyden ja jotkut vaativat vähemmän.

5G LAN voi määrittää eri verkon suorituskyvyn eri VN-ryhmien perusteella. Joissakin yrityksissä sitä kutsutaan "mikroviipaleeksi".

4. 5G LAN on helpompi hallita ja turvallisempi.

Kuten edellä mainittiin, käyttäjien allekirjoitustietoja voidaan muokata operaattorien 5G UDM -verkoissa käyttäjien ryhmittelemiseksi VN-ryhmiin. Pitääkö meidän siis mennä operaattorin asiakaspalveluun aina, kun joudumme muuttamaan päätelaitteen ryhmätietoja (liittymään, poistamaan, muuttamaan)?

Ei tietenkään.

5G-verkoissa operaattorit voivat avata muutosluvan yritysten verkkojen ylläpitäjille kehittämällä rajapintoja, jotka mahdollistavat itsepalvelumuokkauksen.

Tietenkin yritykset voivat asettaa myös omia yksityisiä verkkokäytäntöjä omien tarpeidensa mukaan.

Datayhteyksiä luodessaan yritykset voivat asettaa valtuutus- ja todennusmekanismit VN-ryhmien tiukasti hallintaan. Tämä suojaus on paljon vahvempi ja kätevämpi kuin Wi-Fi.

Tapaustutkimus 5G LANista

Katsotaanpa 5G LANin etuja tietyn verkkoesimerkin kautta.

Ensinnäkin valmistusyrityksellä on oma työpaja, tuotantolinja (tai sorvi), joka on kytkettävä PLC- ja PLC-ohjauspäähän verkon kautta.

Jokaisella kokoonpanolinjalla on paljon laitteita, myös itsenäisiä. On ihanteellinen asentaa 5G-moduuleja jokaiseen kokoonpanolinjan laitteeseen. Näyttää kuitenkin siltä, ​​että se tulee tässä vaiheessa hieman kalliiksi.

Sitten 5G teollisuusyhdyskäytävän tai 5G CPE:n käyttöönotto voi parantaa kustannustehokkuutta. Sopii langalliseen, kytketty langalliseen porttiin (Ethernet-portti tai PLC-portti). Sopii langattomalle, yhdistetty 5G- tai Wi-Fi-verkkoon.

Jos 5G ei tue 5G LAN:ia (ennen R16:ta), on myös mahdollista toteuttaa yhteys PLC:n ja PLC-ohjaimen välillä. Koko 5G-verkko on kuitenkin Layer 3 -protokolla, joka perustuu IP-osoitteisiin, ja pääteosoite on myös IP-osoite, joka ei tue Layer 2 -tiedonvälitystä. Päästä päähän -viestinnän toteuttamiseksi molemmille puolille on lisättävä AR (Access Router) tunnelin muodostamiseksi, teollisen Layer 2 -protokollan kapseloimiseksi tunneliin ja sen tuomiseksi vertaispäähän.

Tämä menetelmä ei ainoastaan ​​lisää monimutkaisuutta, vaan lisää myös kustannuksia (AR-reitittimen ostokustannukset, AR-reitittimen konfigurointityövoima ja aikakustannukset). Jos ajattelet työpajaa, jossa on tuhansia rivejä, kustannukset olisivat huikeat.

5G LANin käyttöönoton jälkeen 5G-verkko tukee Layer 2 -protokollan suoraa lähetystä, joten AR-reitittimiä ei enää tarvita. Samalla 5G-verkko voi tarjota reittejä päätelaitteille, joilla ei ole IP-osoitteita, ja UPF tunnistaa päätelaitteiden MAC-osoitteet. Koko verkosta tulee minimalistinen yksikerroksinen verkko, joka voi kommunikoida toistensa kanssa kerroksessa 2.

5G LANin plug and play -ominaisuus voi integroitua täydellisesti asiakkaiden olemassa oleviin verkkoihin, mikä vähentää vaikutusta asiakkaiden olemassa oleviin verkkoihin ja säästää paljon kustannuksia ilman raskaita remontteja ja päivityksiä.

Makronäkökulmasta 5G LAN on 5G- ja Ethernet-teknologian yhteistyö. Tulevaisuudessa Ethernet-teknologiaan perustuvan TSN-teknologian (time Sensitive Network) kehitystä ei voida erottaa 5G LANin avulla.

On syytä mainita, että 5G LAN -verkkoa voidaan käyttää sen lisäksi, että se edistää puiston sisäverkon rakentamista, ja sitä voidaan käyttää myös perinteisten yritysten dedikoitujen johtoverkkojen täydentäjänä eri paikoissa sijaitsevien konttoreiden yhdistämiseen.

Moduuli 5G LAN -verkkoon

Kuten näet, 5G LAN on tärkeä innovatiivinen teknologia 5G:lle vertikaalisilla aloilla. Se voi rakentaa vahvempaa 5G-yksityisverkkoviestintää, joka auttaa asiakkaita nopeuttamaan digitaalista muutostaan ​​ja päivittämistä.

Jotta 5G LAN voidaan ottaa paremmin käyttöön, verkkopuolen päivitysten lisäksi tarvitaan myös 5G-moduulitukea.

Unigroup Zhangrui lanseerasi alan ensimmäisen 5G R16 Ready -kantataajuuspiirialustan V516:n 5G LAN -teknologian kaupallisen laskeutumisen yhteydessä.

Tämän alustan pohjalta Quectel, Kiinan johtava moduulivalmistaja, on menestyksekkäästi kehittänyt useita 5G-moduuleja, jotka tukevat 5G LAN -tekniikkaa, ja se on kaupallistettu, mukaan lukien RG500U, RG200U, RM500U ja muut LGA-, M.2-, Mini PCIe -pakettimoduulit. .