Mis on 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Kõik peaksid olema tuttavad 5G-ga, mis on 4G areng ja meie uusim mobiilsidetehnoloogia.

LAN-i puhul peaksite sellega rohkem kursis olema. Selle täisnimi on kohtvõrk ehk LAN. Meie koduvõrk, nagu ka ettevõtte kontori võrk, on põhimõtteliselt kohtvõrk. Traadita WiFi-ga on see traadita kohtvõrk (WLAN).

Miks ma siis ütlen, et 5G LAN on huvitav?

5G on lai mobiilsidevõrk, samas kui LAN on väikese piirkonna andmevõrk. Need kaks tehnoloogiat ei tundu olevat seotud.

Teisisõnu, 5G ja LAN on kaks sõna, mida kõik teavad eraldi. Aga koos on see veidi segane. kas pole?

5G LAN, mis see täpselt on?

Tegelikult tähendab 5G LAN, lihtsalt öeldes, 5G tehnoloogia kasutamist terminalide "rühmitamiseks" ja "ehitamiseks" LAN-võrgu moodustamiseks.

Kõigil on 5G telefon. Kas olete 5G-telefone kasutades märganud, et teie telefon ei suuda sõpru otsida isegi siis, kui nad on vahetus läheduses (isegi näost näkku)? Saate üksteisega suhelda, kuna andmed liiguvad teie operaatori või Interneti-teenuse pakkuja serveritesse.

Tugijaamade puhul on kõik mobiilsed terminalid üksteisest "isoleeritud". See lähtub turvakaalutlustest, telefonid kasutavad oma kanaleid, ei sega üksteist.

LAN seevastu ühendab terminalid (mobiiltelefonid, arvutid jne) ühes piirkonnas, moodustades "rühma". See mitte ainult ei hõlbusta omavahelist andmeedastust, vaid säästab ka ekstraneti väljapääsu.

LAN-is saavad terminalid üksteist oma MAC-aadresside põhjal tuvastada ja üksteist leida (2. kihi side). Välisvõrgule juurdepääsuks seadistage ruuter IP-asukoha kaudu, et saavutada ka sisse- ja väljamarsruutimine (3. kihi side).

Nagu me kõik teame, "4G muudab meie elusid ja 5G muudab meie ühiskonda". Kuna 5G on praegu kõige levinum mobiilsidetehnoloogia, kannab 5G missiooni "Internet kõigest ning sadade liinide ja tuhandete tööstusharude digitaalne ümberkujundamine", mis peab aitama vertikaalsete tööstusharude kasutajatel ühenduse luua.

Seetõttu ei saa 5G ühendada ainult iga terminali pilvega, vaid ka realiseerida terminalide vahelist "lähedal ühendust".

Seetõttu tutvustas 3GPP R16 standardis 5G LAN seda uut funktsiooni.

5G LAN-i põhimõtted ja omadused

5G-võrgus saavad administraatorid muuta kasutajate andmebaasis olevaid andmeid (UDM-võrgu elemente), sõlmida kindlaksmääratud UE numbriga teenuselepingu ja seejärel jagada need samadesse või erinevatesse virtuaalse võrgu rühmadesse (VN).

Kasutajate andmebaas pakub terminalinumbri VN rühma teavet ja juurdepääsupoliitikaid 5G põhivõrgu (5GC) haldusvõrgu elementidele (SMF, AMF, PCF jne). Juhtkond NE ühendab need teabe ja reeglid erinevatesse Lansidesse. See on 5G LAN.

5G LAN toetab nii 2. kihi sidet (sama võrgusegment, otsejuurdepääs üksteisele) kui ka 3. kihi sidet (üle võrgusegmentide marsruutimise abil). 5G LAN toetab nii üksikedastust kui ka multisaadet ja leviedastust. Lühidalt, vastastikuse juurdepääsu režiim on väga paindlik ja võrgu loomine on väga lihtne.

Ulatuse osas toetab 5G LAN sidet sama UPF-i (5G põhivõrgu meediapoolne võrguelement) ja erinevate UPF-ide vahel. See on samaväärne terminalide vahelise füüsilise kauguse piirangu rikkumisega (isegi Peking ja Shanghai saavad suhelda).

Eelkõige saavad 5G LAN-võrgud ühenduda kasutajate olemasolevate andmevõrkudega ühendamiseks ja kasutamiseks ning vastastikuseks juurdepääsuks.

5G LAN-i rakendusstsenaariumid ja eelised

5G LAN võimaldab rühmitada ja ühendada kindlaksmääratud 5G terminalide vahel, hõlbustades oluliselt ettevõtete jaoks mobiilsema LAN-võrgu ehitamist. Paljud lugejad küsivad kindlasti, kas olemasoleva WiFi-tehnoloogiaga pole liikuvus juba võimalik? Miks on vaja 5G LAN-i?

Ärge muretsege, lähme edasi.

5G LAN-i võimaldatav kohalik võrk võib aidata ettevõtetel, koolidel, valitsustel ja peredel piirkonna terminalidega paremini suhelda. Seda saab kasutada kontorivõrgus, kuid selle suurem väärtus seisneb pargi tootmiskeskkonna ümberkujundamises ja tootmisettevõtete põhivõrgu nagu tööstuslik tootmine, sadamaterminalid ja energiakaevandused.

Nüüd reklaamime tööstuslikku Internetti. Usume, et 5G võib võimaldada tööstuslike stseenide digitaliseerimist, sest 5G on suurepärane suure ribalaiuse ja väikese viivitusega traadita side tehnoloogia, mis suudab realiseerida erinevate tootmistegurite juhtmevaba ühenduse tööstuslikes stseenides.

Võtke näiteks tööstuslik tootmine. Varem kasutati parema automatiseerimise, seadmete juhtimise saavutamiseks "tööstusliku bussi" tehnoloogiat. Seda tehnoloogiat on mitut tüüpi, mida võib kirjeldada kui "kõikjal".

Hiljem, Etherneti ja IP-tehnoloogia esilekerkimisega, saavutas tööstus konsensuse ja koos Etherneti arenguga on olemas "tööstuslik Ethernet". Tänapäeval, olenemata sellest, kes on tööstusliku ühendusprotokoll, on see põhimõtteliselt Etherneti-põhine.

Hiljem leidsid tööstusettevõtted, et juhtmega ühendused piiravad liiga palju liikuvust – seadme taga oli alati “punutis”, mis takistas vaba liikumist.

Veelgi enam, juhtmega ühenduse juurutamise režiim on tülikam, ehitusperiood on pikk, hind on kõrge. Kui seadme või kaabliga on probleeme, on vahetus samuti väga aeglane. Niisiis hakkas tööstus mõtlema traadita sidetehnoloogia kasutuselevõtule.

Selle tulemusena on Wi-Fi, Bluetooth ja muud tehnoloogiad jõudnud tööstusvaldkonda.

Niisiis, kui tulla tagasi eelmise küsimuse juurde, miks 5G LAN, kui WiFi on olemas?

Siin on põhjus:

1. Wi-Fi võrkude (eriti Wi-Fi 4 ja Wi-Fi 5) jõudlus ei ole nii hea kui 5G.

Edastuskiiruse ja viivituse osas suudab 5G paremini vastata tööstusrobotite (manipulaatorjuhtimine), intelligentse kvaliteedikontrolli (kiire pildituvastus), AGV (mehitamata logistikasõiduk) ja muude stsenaariumide vajadustele.

Leviala poolest on 5G leviala suurem kui WiFi-l ja see suudab ülikoolilinnakut paremini katta. 5G võime rakkude vahel vahetada on samuti tugevam kui Wi-Fi, mis annab kasutajatele parema võrgukogemuse.

2. Wi-Fi võrgu hoolduskulud on suured.

Pargis WiFi-võrgu ehitamiseks peavad ettevõtted ühendama juhtmestiku ja ostma oma seadmeid. Seadmed on amortiseerunud, kahjustatud ja välja vahetatud, kuid ka hooldatud eripersonali poolt. Wi-Fi-seadmeid on palju ja seadistamine on tülikas.

5G on erinev. Seda ehitavad ja hooldavad operaatorid ning rendivad ettevõtted (Wi-Fi versus 5G on natuke nagu oma ruumi ehitamine versus pilvandmetöötlus).

Kokkuvõttes on 5G kuluefektiivsem.

3. 5G LAN-l on võimsamad funktsioonid.

5G LAN-i VN-i rühmitust mainiti varem. Lisaks suhtluse isoleerimisele on rühmitamise olulisemaks funktsiooniks erinevate võrkude QoS (service level) diferentseerituse saavutamine.

Näiteks on ettevõttel kontorivõrk, IT-süsteemide võrk ja OT-võrk.

OT tähistab operatsioonitehnoloogiat. See on võrk, mis ühendab tööstuskeskkonda ja seadmeid, nagu treipingid, robotkäed, andurid, mõõteriistad, AGV-d, seiresüsteemid, MES, PLCS jne.

Erinevatel võrkudel on erinevad jõudlusnõuded. Mõned nõuavad madalat latentsust, mõned nõuavad suurt ribalaiust ja mõned nõuavad vähem.

5G LAN võib erinevate VN-rühmade alusel määrata erineva võrgu jõudluse. Mõned ettevõtted nimetatakse seda "mikrosektoriks".

4. 5G LAN on lihtsam hallata ja turvalisem.

Nagu ülalpool mainitud, saab kasutajate allkirjastamise andmeid operaatorite 5G UDM-is muuta, et rühmitada kasutajad VN-rühmadesse. Niisiis, kas me peame pöörduma operaatori klienditeenindusse iga kord, kui peame terminali grupiinfot muutma (liituma, kustutama, muutma)?

Muidugi mitte.

5G võrkudes saavad operaatorid avada ettevõtte võrguadministraatoritele muutmisloa liideste arendamise kaudu, mis võimaldavad iseteenindusega muutmist.

Loomulikult saavad ettevõtted määrata ka oma privaatvõrgupoliitikad vastavalt oma vajadustele.

Andmesideühenduste loomisel saavad ettevõtted seadistada autoriseerimis- ja autentimismehhanismid VN-rühmade rangeks haldamiseks. See turvalisus on palju tugevam ja mugavam kui Wi-Fi.

5G LAN-i juhtumiuuring

Vaatame 5G LAN-i eeliseid konkreetse võrgunäite kaudu.

Esiteks, tootmisettevõttel on oma töökoda, tootmisliin (või treipink), on vaja ühendada PLC ja PLC juhtots läbi võrgu.

Igal koosteliinil on palju seadmeid, ka sõltumatuid. Ideaalne on paigaldada 5G moodulid igasse koosteliini seadmesse. Siiski tundub, et praeguses etapis läheb see pisut kalliks.

Seejärel võib 5G tööstusliku lüüsi ehk 5G CPE kasutuselevõtt kulutasuvust parandada. Sobib juhtmega, ühendatud juhtmega pordiga (Etherneti port või PLC port). Sobib juhtmevabaks, ühendatud 5G või Wi-Fi-ga.

Kui 5G ei toeta 5G LAN-i (enne R16), on võimalik ka PLC ja PLC kontrolleri vaheline ühendus realiseerida. Kogu 5G võrk on aga 3. kihi protokoll, mis tugineb IP-aadressile ning terminaliaadress on samuti IP-aadress, mis ei toeta 2. kihi andmete edastamist. End-to-end side realiseerimiseks tuleb mõlemale poole lisada AR (juurdepääsuruuter), et luua tunnel, kapseldada tunnelisse tööstusliku kihi 2 protokoll ja viia see võrdväärsesse otsa.

See meetod mitte ainult ei suurenda keerukust, vaid suurendab ka kulusid (AR-ruuteri ostukulu, AR-ruuteri seadistamise tööjõu- ja ajakulu). Kui mõelda tuhandete ridadega töökojale, oleks selle maksumus jahmatav.

Pärast 5G LAN-i kasutuselevõttu toetab 5G-võrk Layer 2 protokolli otseedastust, seega pole AR-ruutereid enam vaja. Samas suudab 5G võrk pakkuda marsruute ilma IP-aadressideta terminalidele ning UPF suudab ära tunda terminalide MAC-aadressid. Kogu võrk muutub minimalistlikuks ühekihiliseks võrguks, mis suudab 2. kihis omavahel suhelda.

5G LAN-i plug and play võimalus suudab end ideaalselt integreerida klientide olemasolevate võrkudega, vähendades mõju klientide olemasolevatele võrkudele ja säästes palju kulusid ilma pingutuseta renoveerimise ja uuendamiseta.

Makro vaatenurgast on 5G LAN koostöö 5G ja Etherneti tehnoloogia vahel. Tulevikus ei saa Etherneti tehnoloogial põhineva TSN-i (time Sensitiv Network) tehnoloogia arendust lahutada 5G LAN-i abist.

Väärib märkimist, et 5G LAN-i saab lisaks pargi sisevõrgu väljaehitamisele soodustada ka traditsioonilise ettevõtete spetsiaalse liinivõrgu täiendusena erinevates kohtades asuvate filiaalide ühendamiseks.

5G LAN-i moodul

Nagu näete, on 5G LAN vertikaalsetes tööstusharudes 5G jaoks oluline uuenduslik tehnoloogia. See võib luua tugevama 5G privaatvõrgu side, et aidata klientidel kiirendada digitaalset ümberkujundamist ja uuendamist.

5G LAN-i paremaks juurutamiseks on lisaks võrgupoolsetele uuendustele vaja ka 5G mooduli tuge.

5G LAN-tehnoloogia kaubandusliku maandumise käigus tõi Unigroup Zhangrui turule tööstuse esimese 5G R16 Ready põhiribakiibi platvormi V516.

Selle platvormi põhjal on Hiina juhtiv moodulite tootja Quectel edukalt välja töötanud mitmeid 5G LAN-tehnoloogiat toetavaid 5G mooduleid, mis on turule viidud, sealhulgas RG500U, RG200U, RM500U ja muud LGA, M.2, Mini PCIe pakettmoodulid. .