Какво е 5G LAN?

Автор: Ulink Media

Всеки трябва да е запознат с 5G, което е еволюцията на 4G и най-новата ни мобилна комуникационна технология.

За LAN трябва да сте по-запознати с него. Пълното му име е локална мрежа или LAN. Нашата домашна мрежа, както и мрежата в корпоративния офис, са основно LAN. С безжичен Wi-Fi, това е безжична LAN (WLAN).

Така че защо казвам, че 5G LAN е интересен?

5G е широка клетъчна мрежа, докато LAN е мрежа за данни с малка площ. Двете технологии изглеждат несвързани.

С други думи, 5G и LAN са две думи, които всеки знае поотделно. Но заедно, това е малко объркващо. не е ли

5G LAN, какво точно е това?

Всъщност 5G LAN, казано по-просто, означава да се използва 5G технология за „групиране“ и „изграждане“ на терминали за формиране на LAN мрежа.

Всеки има 5G телефон. Когато използвате 5G телефони, забелязали ли сте, че телефонът ви не може да търси вашите приятели, дори когато са в непосредствена близост (дори лице в лице)? Можете да комуникирате помежду си, защото данните текат по целия път до сървърите на вашия оператор или доставчик на интернет услуги.

За базовите станции всички мобилни терминали са „изолирани“ един от друг. Това се основава на съображения за сигурност, телефоните използват свои собствени канали, не си пречат един на друг.

LAN, от друга страна, свързва терминали (мобилни телефони, компютри и т.н.) в една област заедно, за да образуват „група“. Това не само улеснява предаването на данни помежду си, но и спестява излизането от екстранет.

В LAN терминалите могат да се локализират един друг въз основа на своите MAC адреси и да се намират взаимно (комуникация на ниво 2). За достъп до външната мрежа, настройте рутер, чрез местоположението на IP, може също да постигнете маршрутизиране на вход и изход (комуникация на ниво 3).

Както всички знаем, „4G ще промени живота ни, а 5G ще промени обществото ни“. Като най-разпространената мобилна комуникационна технология в момента, 5G поема мисията на „интернет на всичко и цифровата трансформация на стотици линии и хиляди индустрии“, която трябва да помогне на потребителите във вертикалните индустрии да се свържат.

Следователно 5G не може само да свърже всеки терминал с облака, но също така да реализира „връзка наблизо“ между терминалите.

Следователно в стандарта 3GPP R16 5G LAN въведе тази нова функция.

Принципи и характеристики на 5G LAN

В 5G мрежа администраторите могат да променят данните в потребителската база данни (UDM мрежови елементи), да подпишат договор за услуга с определен UE номер и след това да ги разделят на еднакви или различни виртуални мрежови групи (VN).

Потребителската база данни предоставя информация за група VN на терминален номер и политики за достъп до мрежовите елементи за управление (SMF, AMF, PCF и т.н.) на 5G основната мрежа (5GC). NE за управление комбинира тази информация и правила за политики в различни Lans. Това е 5G LAN.

5G LAN поддържа Layer 2 комуникация (един и същ мрежов сегмент, директен достъп един до друг), както и Layer 3 комуникация (през мрежовите сегменти, с помощта на маршрутизиране). 5G LAN поддържа unicast, както и multicast и broadcast. Накратко, режимът на взаимен достъп е много гъвкав, а работата в мрежа е много проста.

По отношение на обхвата, 5G LAN поддържа комуникацията между един и същ UPF (елемент от страна на медийната мрежа на основната 5G мрежа) и различни UPF. Това е равносилно на нарушаване на ограничението за физическо разстояние между терминалите (дори Пекин и Шанхай могат да комуникират).

По-специално, 5G LAN мрежите могат да се свързват към съществуващите мрежи за данни на потребителите за plug and play и взаимен достъп.

Сценарии за приложение и предимства на 5G LAN

5G LAN позволява групирането и свързването между определени 5G терминали, което значително улеснява изграждането на по-мобилна LAN мрежа за предприятията. Много читатели със сигурност ще попитат, не е ли мобилността вече възможна със съществуващата Wi-Fi технология? Защо е необходима 5G LAN?

Не се притеснявайте, да продължим.

Локалната мрежа, активирана от 5G LAN, може да помогне на предприятия, училища, правителства и семейства да комуникират по-добре с терминали в даден регион. Може да се използва в офис мрежата, но по-голямата му стойност е в трансформацията на производствената среда на парка и трансформацията на основната мрежа от производствени предприятия като промишлено производство, пристанищни терминали и енергийни мини.

Сега насърчаваме индустриалния интернет. Вярваме, че 5G може да даде възможност за цифровизация на индустриални сцени, тъй като 5G е отлична безжична комуникационна технология с голяма честотна лента и ниско забавяне, която може да реализира безжичната връзка на различни производствени фактори в индустриални сцени.

Вземете промишленото производство например. Преди това, с цел по-добра автоматизация, за постигане на контрол на оборудването, използването на технологията „индустриален автобус“. Има много видове тази технология, която може да се опише като „навсякъде“.

По-късно, с появата на Ethernet и IP технологията, индустрията формира консенсус, заедно с еволюцията на Ethernet, има „индустриален Ethernet“. Днес, без значение кой е индустриалният протокол за взаимно свързване, основно е базиран на Ethernet.

По-късно индустриалните компании откриха, че кабелните връзки ограничават твърде много мобилността - винаги имаше „плитка“ на гърба на устройството, която предотвратяваше свободното движение.

Освен това режимът на разгръщане на кабелна връзка е по-труден, периодът на изграждане е дълъг, цената е висока. Ако има проблем с оборудването или кабела, смяната също става много бавно. И така, индустрията започна да мисли за въвеждане на безжична комуникационна технология.

В резултат на това Wi-Fi, Bluetooth и други технологии навлязоха в индустриалната сфера.

Така че, за да се върна на предишния въпрос, защо 5G LAN, когато има Wi-Fi?

Ето причината:

1. Производителността на Wi-Fi мрежите (особено Wi-Fi 4 и Wi-Fi 5) не е толкова добра, колкото 5G.

По отношение на скоростта на предаване и забавянето, 5G може да отговори по-добре на нуждите на промишлени роботи (манипулаторно управление), интелигентна проверка на качеството (високоскоростно разпознаване на изображения), AGV (безпилотно логистично превозно средство) и други сценарии.

По отношение на покритието, 5G има по-голяма зона на покритие от Wi-Fi и може да покрие по-добре кампуса. Способността на 5G да превключва между клетки също е по-силна от Wi-Fi, което ще донесе на потребителите по-добро мрежово изживяване.

2. Разходите за поддръжка на Wi-Fi мрежата са високи.

За да изградят Wi-Fi мрежа в парк, предприятията трябва да окабелят и закупят собствено оборудване. Оборудването се амортизира, поврежда и подменя, но също така се поддържа от специален персонал. Има тонове Wi-Fi устройства и конфигурацията е караница.

5G е различно. Той се изгражда и поддържа от оператори и се наема от предприятия (Wi-Fi срещу 5G е малко като изграждането на собствена стая срещу облачните изчисления).

Взети заедно, 5G ще бъде по-рентабилен.

3. 5G LAN има по-мощни функции.

VN групирането на 5G LAN беше споменато по-рано. В допълнение към изолацията на комуникацията, по-важна функция на групирането е да се постигне диференциация на QoS (ниво на услуга) на различните мрежи.

Например едно предприятие има офисна мрежа, мрежа от ИТ система и OT мрежа.

OT означава Оперативна технология. Това е мрежа, която свързва промишлената среда и оборудване, като стругове, роботизирани ръце, сензори, инструменти, AGV, системи за мониторинг, MES, PLCS и др.

Различните мрежи имат различни изисквания за производителност. Някои изискват ниска латентност, други изискват висока честотна лента, а трети имат по-малко изисквания.

5G LAN може да дефинира различна производителност на мрежата въз основа на различни VN групи. Някои предприятия го наричат ​​„микро парче“.

4. 5G LAN е по-лесен за управление и по-сигурен.

Както бе споменато по-горе, данните за подписване на потребителите могат да бъдат модифицирани в 5G UDM на оператори, за да групират потребителите във VN групи. И така, трябва ли да отиваме в отдела за обслужване на клиенти на оператора всеки път, когато трябва да променим информацията за групата на терминал (присъединяване, изтриване, промяна)?

Разбира се че не.

В 5G мрежите операторите могат да отворят разрешението за модификация на корпоративните мрежови администратори чрез разработване на интерфейси, позволяващи модификация на самообслужване.

Разбира се, предприятията също могат да задават свои собствени политики за частна мрежа според собствените си нужди.

Когато установяват връзки за данни, предприятията могат да задават механизми за оторизация и удостоверяване, за да управляват стриктно VN групи. Тази сигурност е много по-силна и по-удобна от Wi-Fi.

Казус от 5G LAN

Нека да разгледаме предимствата на 5G LAN чрез конкретен пример за работа в мрежа.

На първо място, производствено предприятие, което има собствена работилница, производствена линия (или струг), трябва да свърже PLC и контролния край на PLC през мрежата.

Всяка поточна линия има много оборудване, също независимо. Идеално е да инсталирате 5G модули на всяко устройство в поточната линия. Въпреки това изглежда, че ще бъде малко скъпо на този етап.

Тогава въвеждането на 5G индустриален шлюз или 5G CPE може да подобри ефективността на разходите. Подходящ за кабелен, свързан към кабелен порт (Ethernet порт или PLC порт). Подходящ за безжична връзка, свързан към 5G или Wi-Fi.

Ако 5G не поддържа 5G LAN (преди R16), също е възможно да се реализира връзката между PLC и PLC контролера. Цялата 5G мрежа обаче е протокол от слой 3, който разчита на IP адресиране, а адресът на терминала също е IP адрес, който не поддържа препращане на данни от слой 2. За да се осъществи комуникация от край до край, трябва да се добави AR (Access Router) от двете страни, за да се създаде тунел, да се капсулира протоколът на индустриалния слой 2 в тунела и да се пренесе до равноправния край.

Този метод не само увеличава сложността, но също така увеличава разходите (разходи за закупуване на AR рутер, работна сила за конфигурация на AR рутер и разходи за време). Ако мислите за работилница с хиляди редове, цената ще бъде зашеметяваща.

След въвеждането на 5G LAN, 5G мрежата поддържа директно предаване на протокол Layer 2, така че AR рутери вече не са необходими. В същото време 5G мрежата може да предоставя маршрути за терминали без IP адреси, а UPF може да разпознава MAC адресите на терминалите. Цялата мрежа се превръща в минималистична еднослойна мрежа, която може да комуникира помежду си на слой 2.

Възможността за включване и работа на 5G LAN може перфектно да се интегрира със съществуващите мрежи на клиентите, намалявайки въздействието върху съществуващите мрежи на клиентите и спестявайки много разходи без напрегнато обновяване и надграждане.

От макро гледна точка, 5G LAN е сътрудничество между 5G и Ethernet технологията. В бъдеще развитието на технологията TSN (чувствителна към времето мрежа), базирана на Ethernet технология, не може да бъде отделено от помощта на 5G LAN.

Заслужава да се спомене, че 5G LAN, освен че благоприятства изграждането на вътрешната мрежа на парка, може да се използва и като допълнение към традиционната специализирана линейна мрежа от предприятия за свързване на клонове на различни места.

Модулът за 5G LAN

Както можете да видите, 5G LAN е важна иновативна технология за 5G във вертикални индустрии. Той може да изгради по-силни 5G частни мрежови комуникации, за да помогне на клиентите да ускорят своята цифрова трансформация и надграждане.

За да се разгърне по-добре 5G LAN, в допълнение към надстройките от страна на мрежата е необходима и поддръжка на 5G модул.

В процеса на комерсиално кацане на 5G LAN технологията, Unigroup Zhangrui стартира първата в индустрията 5G R16 Ready бейсбенд чип платформа — V516.

Въз основа на тази платформа, Quectel, водещият производител на модули в Китай, успешно разработи редица 5G модули, поддържащи 5G LAN технология, и е комерсиализиран, включително RG500U, RG200U, RM500U и други пакетни модули LGA, M.2, Mini PCIe .