Ce este 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Toată lumea ar trebui să fie familiarizată cu 5G, care este evoluția 4G și cea mai recentă tehnologie de comunicații mobile.

Pentru LAN, ar trebui să fii mai familiarizat cu el. Numele complet este rețea locală sau LAN. Rețeaua noastră de acasă, precum și rețeaua din biroul corporativ, este practic LAN. Cu Wi-Fi fără fir, este o rețea LAN fără fir (WLAN).

Deci, de ce spun că LAN 5G este interesant?

5G este o rețea celulară largă, în timp ce LAN este o rețea de date cu zonă mică. Cele două tehnologii par fără legătură.

Cu alte cuvinte, 5G și LAN sunt două cuvinte pe care toată lumea le cunoaște separat. Dar împreună, este puțin confuz. Nu-i aşa?

5G LAN, ce este exact?

De fapt, 5G LAN, pentru a spune simplu, înseamnă a utiliza tehnologia 5G pentru a „grupa” și „construi” terminale pentru a forma o rețea LAN.

Toată lumea are un telefon 5G. Când utilizați telefoane 5G, ați observat că telefonul dvs. nu vă poate căuta prietenii chiar și atunci când sunt în apropiere (chiar față în față)? Puteți comunica între ei, deoarece datele circulă complet către serverele operatorului dvs. sau furnizorului de servicii de internet.

Pentru stațiile de bază, toate terminalele mobile sunt „izolate” unele de altele. Acest lucru se bazează pe considerente de securitate, telefoanele folosesc propriile canale, nu interferează între ele.

Un LAN, pe de altă parte, conectează terminale (telefoane mobile, computere etc.) dintr-o zonă împreună pentru a forma un „grup”. Acest lucru nu numai că facilitează transmisia de date între ele, dar salvează și ieșirea din extranet.

Într-o rețea LAN, terminalele se pot localiza unul pe celălalt pe baza adreselor lor MAC și se pot găsi reciproc (comunicație de nivel 2). Pentru a accesa rețeaua externă, configurați un router, prin locația IP, se poate realiza și rutarea de intrare și de ieșire (comunicație Layer 3).

După cum știm cu toții, „4G ne va schimba viața, iar 5G ne va schimba societatea”. Fiind cea mai populară tehnologie de comunicații mobile în prezent, 5G își asumă misiunea „Internetul tuturor și transformarea digitală a sute de linii și mii de industrii”, care trebuie să ajute utilizatorii din industriile verticale să se conecteze.

Prin urmare, 5G nu numai că conectează fiecare terminal la cloud, ci realizează și „conexiune din apropiere” între terminale.

Prin urmare, în standardul 3GPP R16, 5G LAN a introdus această nouă caracteristică.

Principii și caracteristici ale rețelei 5G LAN

Într-o rețea 5G, administratorii pot modifica datele din baza de date a utilizatorilor (elementele rețelei UDM), pot semna un contract de servicii cu un anumit număr UE și apoi le pot împărți în aceleași grupuri de rețele virtuale (VN) sau diferite.

Baza de date cu utilizatori oferă informații despre grupul VN cu numărul terminalului și politici de acces la elementele rețelei de management (SMF, AMF, PCF etc.) ale rețelei de bază 5G (5GC). NE de management combină aceste informații și reguli de politică în diferite LAN-uri. Acesta este un LAN 5G.

O rețea LAN 5G acceptă comunicarea Layer 2 (același segment de rețea, acces direct unul la celălalt), precum și comunicarea Layer 3 (pe segmente de rețea, cu ajutorul rutare). O rețea LAN 5G acceptă unicast, precum și multicast și broadcast. Pe scurt, modul de acces reciproc este foarte flexibil, iar conectarea în rețea este foarte simplă.

În ceea ce privește domeniul de aplicare, o rețea LAN 5G acceptă comunicarea între același UPF (element de rețea media side al rețelei de bază 5G) și diferite UPF-uri. Acest lucru echivalează cu depășirea limitei distanței fizice dintre terminale (chiar și Beijing și Shanghai pot comunica).

În special, rețelele 5G LAN se pot conecta la rețelele de date existente ale utilizatorilor pentru plug and play și acces reciproc.

Scenarii de aplicație și avantaje ale rețelei 5G LAN

5G LAN permite gruparea și conectarea între terminalele 5G specificate, facilitând foarte mult construirea unei rețele LAN mai mobile pentru întreprinderi. Mulți cititori se vor întreba, nu este deja posibilă mobilitatea cu tehnologia Wi-Fi existentă? De ce este nevoie de un LAN 5G?

Nu-ți face griji, hai să mergem mai departe.

Rețeaua locală activată de 5G LAN poate ajuta întreprinderile, școlile, guvernele și familiile să comunice mai bine cu terminalele dintr-o regiune. Poate fi folosit în rețeaua de birouri, dar valoarea sa mai mare constă în transformarea mediului de producție al parcului și transformarea rețelei de bază a întreprinderilor de producție, cum ar fi producția industrială, terminalele portuare și minele de energie.

Acum promovăm internetul industrial. Credem că 5G poate permite digitalizarea scenelor industriale, deoarece 5G este o tehnologie excelentă de comunicație fără fir, cu lățime de bandă mare și întârziere redusă, care poate realiza conexiunea fără fir a diferiților factori de producție în scenele industriale.

Luați, de exemplu, producția industrială. Anterior, pentru o mai bună automatizare, pentru a realiza controlul echipamentelor, utilizarea tehnologiei „autobuz industrial”. Există multe tipuri de această tehnologie, care pot fi descrise ca „la tot locul”.

Mai târziu, odată cu apariția tehnologiei Ethernet și IP, industria a format un consens, odată cu evoluția Ethernetului, există „Ethernet industrial”. Astăzi, indiferent cine este protocolul de interconectare industrială, practic este bazat pe Ethernet.

Mai târziu, companiile industriale au descoperit că conexiunile prin cablu limitau prea mult mobilitatea - a existat întotdeauna o „împletitură” în spatele dispozitivului care împiedica mișcarea liberă.

Mai mult, modul de implementare a conexiunii prin cablu este mai supărător, perioada de construcție este lungă, costul este ridicat. Dacă există o problemă cu echipamentul sau cablul, înlocuirea este, de asemenea, foarte lentă. Așadar, industria a început să se gândească la introducerea tehnologiei de comunicații fără fir.

Drept urmare, Wi-Fi, Bluetooth și alte tehnologii au intrat în domeniul industrial.

Deci, pentru a reveni la întrebarea anterioară, de ce 5G LAN când există Wi-Fi?

Iată motivul:

1. Performanța rețelelor Wi-Fi (în special Wi-Fi 4 și Wi-Fi 5) nu este la fel de bună ca 5G.

În ceea ce privește viteza de transmisie și întârzierea, 5G poate satisface mai bine nevoile roboților industriali (controlul manipulatorului), inspecția inteligentă a calității (recunoașterea imaginilor de mare viteză), AGV (vehicul logistic fără pilot) și alte scenarii.

În ceea ce privește acoperirea, 5G are o zonă de acoperire mai mare decât Wi-Fi și poate acoperi mai bine campusul. Capacitatea 5G de a comuta între celule este, de asemenea, mai puternică decât Wi-Fi, ceea ce va oferi utilizatorilor o experiență de rețea mai bună.

2. Costurile de întreținere a rețelei Wi-Fi sunt mari.

Pentru a construi o rețea Wi-Fi într-un parc, întreprinderile trebuie să-și conecteze și să-și cumpere propriile echipamente. Echipamentele sunt amortizate, deteriorate și înlocuite, dar și întreținute de personal special. Există o mulțime de dispozitive Wi-Fi, iar configurarea este o problemă.

5G este diferit. Este construit și întreținut de operatori și închiriat de întreprinderi (Wi-Fi versus 5G este un pic ca a-ți construi propria cameră versus cloud computing).

Luați împreună, 5G va fi mai rentabil.

3. 5G LAN are funcții mai puternice.

Gruparea VN a unei rețele LAN 5G a fost menționată mai devreme. Pe lângă izolarea comunicării, o funcție mai importantă a grupării este realizarea diferențierii QoS (nivel de serviciu) a diferitelor rețele.

De exemplu, o întreprindere are o rețea de birouri, o rețea de sistem IT și o rețea OT.

OT înseamnă Tehnologie operațională. Este o rețea care conectează mediul și echipamentele industriale, precum strunguri, brațe robotizate, senzori, instrumente, AGV-uri, sisteme de monitorizare, MES, PLCS etc.

Diferite rețele au cerințe de performanță diferite. Unele necesită o latență scăzută, altele necesită lățime de bandă mare, iar altele au cerințe mai puține.

O rețea LAN 5G poate defini performanțe diferite ale rețelei pe baza diferitelor grupuri VN. Unele întreprinderi, se numește „micro slice”.

4. LAN 5G este mai ușor de gestionat și mai sigur.

După cum sa menționat mai sus, datele de semnare a utilizatorilor pot fi modificate în 5G UDM nes de operatori pentru a grupa utilizatorii în grupuri VN. Deci, trebuie să mergem la serviciul de relații cu clienții operatorului de fiecare dată când trebuie să schimbăm informațiile de grup ale unui terminal (aderare, ștergere, modificare)?

Desigur că nu.

În rețelele 5G, operatorii pot deschide permisiunea de modificare administratorilor de rețele de întreprindere prin dezvoltarea de interfețe, permițând modificarea în sistem self-service.

Desigur, întreprinderile își pot seta propriile politici de rețea privată în funcție de propriile nevoi.

Atunci când stabilesc conexiuni de date, întreprinderile pot seta mecanisme de autorizare și autentificare pentru a gestiona strict grupurile VN. Această securitate este mult mai puternică și mai convenabilă decât Wi-Fi.

Un studiu de caz al unei rețele LAN 5G

Să aruncăm o privire asupra beneficiilor rețelei 5G LAN printr-un exemplu specific de rețea.

În primul rând, o întreprindere de producție, are propriul atelier, linie de producție (sau strung), trebuie să conecteze PLC și capătul de control al PLC prin rețea.

Fiecare linie de asamblare are o mulțime de echipamente, de asemenea independente. Este ideal să instalați module 5G pe fiecare dispozitiv din linia de asamblare. Cu toate acestea, se pare că va fi puțin scump în această etapă.

Apoi, introducerea gateway-ului industrial 5G, sau 5G CPE, poate îmbunătăți performanța costurilor. Potrivit pentru cablu, conectat la portul cu fir (port Ethernet sau port PLC). Potrivit pentru wireless, conectat la 5G sau Wi-Fi.

Dacă 5G nu acceptă 5G LAN (înainte de R16), este posibilă și realizarea conexiunii dintre PLC și controlerul PLC. Cu toate acestea, întreaga rețea 5G este un protocol Layer 3 care se bazează pe adresarea IP, iar adresa terminalului este, de asemenea, o adresă IP, care nu acceptă redirecționarea datelor Layer 2. Pentru a realiza o comunicare end-to-end, trebuie adăugat un AR (Access Router) pe ambele părți pentru a stabili un tunel, a încapsula protocolul industrial Layer 2 în tunel și a-l aduce la capătul egal.

Această metodă nu numai că crește complexitatea, dar crește și costul (costul de achiziție al routerului AR, forța de muncă pentru configurarea routerului AR și costul de timp). Dacă te gândești la un atelier cu mii de linii, costul ar fi uluitor.

După introducerea rețelei 5G LAN, rețeaua 5G acceptă transmiterea directă a protocolului Layer 2, astfel încât routerele AR nu mai sunt necesare. În același timp, rețeaua 5G poate oferi rute pentru terminale fără adrese IP, iar UPF poate recunoaște adresele MAC ale terminalelor. Întreaga rețea devine o rețea minimalistă cu un singur strat, care poate comunica între ele la nivelul 2.

Capacitatea plug and play a rețelei 5G LAN se poate integra perfect cu rețelele existente ale clienților, reducând impactul asupra rețelelor existente ale clienților și economisind o mulțime de costuri fără renovare și modernizare intensă.

Dintr-o perspectivă macro, 5G LAN este o colaborare între tehnologia 5G și Ethernet. În viitor, dezvoltarea tehnologiei TSN (time sensitive network) bazată pe tehnologia Ethernet nu poate fi separată de ajutorul LAN 5G.

Merită menționat faptul că 5G LAN, pe lângă faptul că este favorabil construcției rețelei interne a parcului, poate fi folosit și ca o completare a rețelei tradiționale de linii dedicate a întreprinderilor pentru a conecta sucursale în diferite locuri.

Modulul pentru LAN 5G

După cum puteți vedea, 5G LAN este o tehnologie inovatoare importantă pentru 5G în industriile verticale. Poate construi comunicații de rețea privată 5G mai puternice pentru a ajuta clienții să-și accelereze transformarea și modernizarea digitală.

Pentru a implementa mai bine LAN 5G, pe lângă actualizările din partea rețelei, este nevoie și de suport pentru modulul 5G.

În procesul de aterizare comercială a tehnologiei 5G LAN, Unigroup Zhangrui a lansat prima platformă de cip bandă de bază 5G R16 Ready din industrie - V516.

Pe baza acestei platforme, Quectel, principalul producător de module din China, a dezvoltat cu succes un număr de module 5G care acceptă tehnologia 5G LAN și a fost comercializat, inclusiv RG500U, RG200U, RM500U și alte module LGA, M.2, Mini PCIe. .