Mi az 5G LAN?

Szerző: Ulink Media

Mindenkinek ismernie kell az 5G-t, amely a 4G és a legújabb mobilkommunikációs technológiánk továbbfejlesztése.

A LAN esetében érdemesebb ismerkedni vele. A teljes neve helyi hálózat, vagy LAN. Az otthoni hálózatunk, akárcsak a vállalati irodai hálózat, alapvetően LAN. A vezeték nélküli Wi-Fi esetében ez egy vezeték nélküli LAN (WLAN).

Akkor miért mondom, hogy az 5G LAN érdekes?

Az 5G egy széles mobilhálózat, míg a LAN egy kis kiterjedésű adatátviteli hálózat. A két technológia látszólag nem kapcsolódik egymáshoz.

Más szóval, az 5G és a LAN két olyan szó, amit mindenki külön-külön ismer. De együtt kicsit zavaró, nem igaz?

5G LAN, mi is ez pontosan?

Valójában az 5G LAN, leegyszerűsítve, az 5G technológia használatát jelenti terminálok „csoportosítására” és „építésére” egy LAN hálózat létrehozása érdekében.

Mindenkinek van 5G-s telefonja. Észrevetted már, hogy 5G-s telefonok használatakor a telefonod nem tudja megkeresni a barátaidat, még akkor sem, ha közel vannak egymáshoz (még szemtől szemben sem)? Kommunikálni tudtok egymással, mert az adatok egészen a szolgáltatód vagy az internetszolgáltatód szervereiig áramlanak.

A bázisállomások esetében minden mobil terminál „el van szigetelve” egymástól. Ez biztonsági megfontolásokon alapul, a telefonok a saját csatornáikat használják, nem zavarják egymást.

Egy LAN ezzel szemben egy adott területen található terminálokat (mobiltelefonokat, számítógépeket stb.) köt össze egy „csoporttá”. Ez nemcsak az egymás közötti adatátvitelt könnyíti meg, hanem az extranetes kijáratot is megspórolja.

Egy helyi hálózatban (LAN) a terminálok MAC-címeik alapján megtalálhatják egymást (2. rétegbeli kommunikáció). A külső hálózat eléréséhez egy útválasztó beállításakor az IP-címen keresztül lehetőség van be- és kimenő útvonaltervezésre is (3. rétegbeli kommunikáció).

Mint mindannyian tudjuk, „a 4G meg fogja változtatni az életünket, az 5G pedig a társadalmunkat”. A jelenleg legelterjedtebb mobilkommunikációs technológiaként az 5G a „mindent átfogó internet és több száz vonal, valamint több ezer iparág digitális átalakulása” küldetését tölti be, amelynek segítenie kell a vertikális iparágak felhasználóit a csatlakozásban.

Ezért az 5G nemcsak minden terminált csatlakoztat a felhőhöz, hanem „közeli kapcsolatot” is megvalósít a terminálok között.

Ezért a 3GPP R16 szabványban az 5G LAN bevezette ezt az új funkciót.

Az 5G LAN alapelvei és jellemzői

Egy 5G hálózatban a rendszergazdák módosíthatják a felhasználói adatbázisban lévő adatokat (UDM hálózati elemek), szolgáltatási szerződést köthetnek egy megadott UE-számmal, majd feloszthatják azokat ugyanabba vagy különböző virtuális hálózati csoportokba (VN).

A felhasználói adatbázis terminálszám VN csoportinformációkat és hozzáférési szabályzatokat biztosít az 5G maghálózat (5GC) felügyeleti hálózati elemeihez (SMF, AMF, PCF stb.). A felügyeleti NE ezeket az információkat és szabályzatokat különböző LAN-okba egyesíti. Ez egy 5G LAN.

Az 5G LAN támogatja a 2. rétegbeli kommunikációt (ugyanazzal a hálózati szegmenssel, közvetlen hozzáféréssel egymáshoz), valamint a 3. rétegbeli kommunikációt (hálózati szegmensek között, útválasztás segítségével). Az 5G LAN támogatja az unicast, a multicast és a broadcast átvitelt is. Röviden, a kölcsönös hozzáférési mód nagyon rugalmas, a hálózatépítés pedig nagyon egyszerű.

Hatályát tekintve az 5G LAN támogatja az ugyanazon UPF (az 5G maghálózat médiaoldali hálózati eleme) és a különböző UPF-ek közötti kommunikációt. Ez egyenértékű a terminálok közötti fizikai távolságkorlát átlépésével (még Peking és Sanghaj is képes kommunikálni).

Az 5G LAN hálózatok különösen alkalmasak a felhasználók meglévő adathálózataihoz való csatlakozásra plug and play és kölcsönös hozzáférés céljából.

Az 5G LAN alkalmazási forgatókönyvei és előnyei

Az 5G LAN lehetővé teszi a meghatározott 5G terminálok csoportosítását és összekapcsolását, ami nagyban megkönnyíti egy mobilabb LAN hálózat kiépítését a vállalatok számára. Sok olvasó biztosan felteszi a kérdést, hogy a mobilitás nem lehetséges már a meglévő Wi-Fi technológiával? Miért van szükség egy 5G LAN-ra?

Ne aggódj, menjünk tovább.

Az 5G LAN által lehetővé tett helyi hálózatépítés segíthet a vállalkozásoknak, iskoláknak, önkormányzatoknak és családoknak abban, hogy jobban kommunikáljanak egy adott régió termináljaival. Használható irodai hálózatban, de nagyobb értéke a park termelési környezetének átalakításában és a termelő vállalkozások, például az ipari gyártás, a kikötői terminálok és az energiabányák alapvető hálózatának átalakításában rejlik.

Most az ipari internetet népszerűsítjük. Hisszük, hogy az 5G lehetővé teheti az ipari környezetek digitalizálását, mivel az 5G egy kiváló vezeték nélküli kommunikációs technológia nagy sávszélességgel és alacsony késleltetéssel, amely lehetővé teszi a különféle termelési tényezők vezeték nélküli összekapcsolását az ipari környezetben.

Vegyük például az ipari gyártást. Korábban a jobb automatizálás, a berendezések vezérlésének elérése érdekében az „ipari busz” technológiát használták. Ennek a technológiának számos típusa létezik, amelyeket úgy is jellemezhetünk, hogy „mindenhol előfordul”.

Később, az Ethernet és az IP technológia megjelenésével az iparág konszenzust alakított ki az Ethernet fejlődésével együtt az „ipari Ethernet” kifejezéssel kapcsolatban. Manapság, függetlenül attól, hogy kinek az ipari összekapcsolási protokollja van, alapvetően Ethernet-alapú.

Később az ipari vállalatok rájöttek, hogy a vezetékes kapcsolatok túlságosan korlátozzák a mobilitást – a készülék hátulján mindig volt egy „fonat”, amely megakadályozta a szabad mozgást.

Ráadásul a vezetékes kapcsolat kiépítési módja körülményesebb, a kiépítési idő hosszú, a költségek magasak. Ha probléma van a berendezéssel vagy a kábellel, a csere is nagyon lassú. Ezért az iparág elkezdte fontolgatni a vezeték nélküli kommunikációs technológia bevezetését.

Ennek eredményeként a Wi-Fi, a Bluetooth és más technológiák beléptek az ipari területre.

Tehát, visszatérve az előző kérdésre, miért 5G LAN, ha van Wi-Fi?

Íme az ok:

1. A Wi-Fi hálózatok (különösen a Wi-Fi 4 és a Wi-Fi 5) teljesítménye nem olyan jó, mint az 5G-é.

Az átviteli sebesség és a késleltetés tekintetében az 5G jobban kielégíti az ipari robotok (manipulátorvezérlés), az intelligens minőségellenőrzés (nagysebességű képfelismerés), az AGV (pilóta nélküli logisztikai járművek) és más forgatókönyvek igényeit.

Lefedettség tekintetében az 5G nagyobb lefedettségi területtel rendelkezik, mint a Wi-Fi, és jobban lefedi az egyetemi kampuszt. Az 5G cellák közötti váltási képessége is erősebb, mint a Wi-Fi-é, ami jobb hálózati élményt nyújt a felhasználóknak.

2. A Wi-Fi hálózat karbantartási költségei magasak.

Egy parkban Wi-Fi hálózat kiépítéséhez a vállalatoknak saját maguknak kell kábelezniük és berendezéseket vásárolniuk. A berendezések értékcsökkenést szenvednek, sérültek és cserélődnek, de karbantartásukat is speciális személyzet végzi. Rengeteg Wi-Fi eszköz van, és a konfigurálás macerás.

Az 5G más. Szolgáltatók építik és tartják karban, vállalatok bérlik (a Wi-Fi és az 5G összehasonlítása olyan, mint a saját szoba felépítése a felhőalapú számítástechnikával szemben).

Összességében az 5G költséghatékonyabb lesz.

3. Az 5G LAN hatékonyabb funkciókkal rendelkezik.

Az 5G LAN VN csoportosítását korábban említettük. A kommunikáció elkülönítése mellett a csoportosítás egy fontosabb funkciója a különböző hálózatok QoS (szolgáltatási szint) megkülönböztetésének elérése.

Például egy vállalat rendelkezik irodai hálózattal, informatikai rendszerhálózattal és OT hálózattal.

Az OT az Operational Technology rövidítése. Ez egy olyan hálózat, amely összeköti az ipari környezetet és a berendezéseket, például esztergákat, robotkarokat, érzékelőket, műszereket, AGV-ket, felügyeleti rendszereket, MES-t, PLC-ket stb.

A különböző hálózatoknak eltérő teljesítményigényeik vannak. Egyesek alacsony késleltetést, mások nagy sávszélességet, és megint másoknak kevesebbet igényelnek.

Egy 5G LAN eltérő hálózati teljesítményt tud meghatározni a különböző virtuális hálózat (VN) csoportok alapján. Egyes vállalatoknál ezt „mikro szeletnek” nevezik.

4. Az 5G LAN könnyebben kezelhető és biztonságosabb.

Ahogy fentebb említettük, a felhasználói aláírási adatok módosíthatók a szolgáltatók 5G UDM hálózataiban, hogy a felhasználókat VN csoportokba csoportosítsák. Tehát minden alkalommal fel kell mennünk a szolgáltató ügyfélszolgálatához, amikor módosítanunk kell egy terminál csoportadatait (csatlakozás, törlés, módosítás)?

Természetesen nem.

Az 5G hálózatokban az üzemeltetők interfészek fejlesztésén keresztül megnyithatják a módosítási engedélyeket a vállalati hálózati rendszergazdák számára, lehetővé téve az önkiszolgáló módosítást.

Természetesen a vállalatok is beállíthatják saját privát hálózati szabályzataikat a saját igényeiknek megfelelően.

Adatkapcsolatok létrehozásakor a vállalatok jogosultsági és hitelesítési mechanizmusokat állíthatnak be a virtuális hálózatok (VN) csoportjainak szigorú kezeléséhez. Ez a biztonság sokkal erősebb és kényelmesebb, mint a Wi-Fi.

Egy 5G LAN esettanulmánya

Vessünk egy pillantást az 5G LAN előnyeire egy konkrét hálózati példán keresztül.

Először is, egy gyártóvállalatnak, amelynek saját műhelye, gyártósora (vagy esztergája) van, PLC-t és PLC vezérlő végpontot kell hálózaton keresztül összekapcsolnia.

Minden összeszerelő soron sok berendezés található, amelyek függetlenek is. Ideális lenne 5G modulokat telepíteni minden egyes eszközre a szerelősorban. Úgy tűnik azonban, hogy ez ebben a szakaszban egy kicsit drága lesz.

Ezután az 5G ipari átjáró, vagy 5G CPE bevezetése javíthatja a költséghatékonyságot. Vezetékes használatra alkalmas, vezetékes porthoz (Ethernet port vagy PLC port) csatlakoztatva. Vezeték nélküli használatra alkalmas, 5G-hez vagy Wi-Fi-hez csatlakoztatva.

Ha az 5G nem támogatja az 5G LAN-t (R16 előtti verziók), akkor is megvalósítható a PLC és a PLC vezérlő közötti kapcsolat. A teljes 5G hálózat azonban egy 3. rétegbeli protokoll, amely IP-címzésre támaszkodik, és a terminálcím is egy IP-cím, amely nem támogatja a 2. rétegbeli adattovábbítást. A végpontok közötti kommunikáció megvalósításához mindkét oldalon hozzá kell adni egy AR-t (hozzáférési útválasztót) egy alagút létrehozásához, az ipari 2. rétegbeli protokollt az alagútba csomagolják, és a peer végpontra viszik.

Ez a módszer nemcsak a bonyolultságot növeli, hanem a költségeket is (AR router beszerzési költsége, AR router konfigurációs munkaerő- és időráfordítása). Ha egy több ezer gyártósorral rendelkező műhelyre gondolunk, a költségek elképesztőek lennének.

Az 5G LAN bevezetése után az 5G hálózat támogatja a 2. rétegbeli protokoll közvetlen továbbítását, így az AR routerekre már nincs szükség. Ugyanakkor az 5G hálózat IP-cím nélküli útvonalakat tud biztosítani a terminálok számára, és az UPF képes felismerni a terminálok MAC-címeit. A teljes hálózat egy minimalista, egyrétegű hálózattá válik, amelyek a 2. rétegen tudnak kommunikálni egymással.

Az 5G LAN plug and play képessége tökéletesen integrálható az ügyfelek meglévő hálózataiba, csökkentve a meglévő hálózatokra gyakorolt ​​​​hatást, és jelentős költségeket takarítva meg megerőltető felújítás és fejlesztés nélkül.

Makrogazdasági szempontból az 5G LAN az 5G és az Ethernet technológia együttműködése. A jövőben az Ethernet technológián alapuló TSN (időérzékeny hálózat) technológia fejlesztése nem választható el az 5G LAN segítségétől.

Érdemes megemlíteni, hogy az 5G LAN amellett, hogy elősegíti a park belső hálózatának kiépítését, kiegészítheti a vállalkozások hagyományos, dedikált vonalhálózatát a különböző helyeken található fiókok összekapcsolására.

Az 5G LAN modulja

Amint láthatja, az 5G LAN egy fontos innovatív technológia az 5G számára a vertikális iparágakban. Erősebb 5G privát hálózati kommunikációt építhet ki, ami segít az ügyfeleknek felgyorsítani a digitális átalakulást és a korszerűsítést.

Az 5G LAN jobb telepítéséhez a hálózati oldali frissítések mellett 5G modul támogatására is szükség van.

Az 5G LAN technológia kereskedelmi bevezetése során az Unigroup Zhangrui piacra dobta az iparág első 5G R16 Ready alapsávú chipplatformját, a V516-ot.

Erre a platformra építve a Quectel, Kína vezető modulgyártója, számos 5G modult fejlesztett ki sikeresen, amelyek támogatják az 5G LAN technológiát, és ezeket kereskedelmi forgalomba is hozta, beleértve az RG500U, RG200U, RM500U és más LGA, M.2, Mini PCIe tokozású modulokat.