Hva er 5G LAN?

Forfatter: Ulink Media

Alle bør være kjent med 5G, som er utviklingen av 4G og vår nyeste mobilkommunikasjonsteknologi.

For LAN bør du være mer kjent med det. Det fulle navnet er lokalnettverk, eller LAN. Hjemmenettverket vårt, samt nettverket på bedriftskontoret, er i utgangspunktet LAN. Med trådløst Wi-Fi er det et trådløst LAN (WLAN).

Så hvorfor sier jeg at 5G LAN er interessant?

5G er et bredt mobilnettverk, mens LAN er et lite datanettverk. De to teknologiene virker ikke relaterte.

Med andre ord, 5G og LAN er to ord som alle kjenner hver for seg. Men sammen er det litt forvirrende. Ikke sant?

5G LAN, hva er det egentlig?

Faktisk er 5G LAN, for å si det enkelt, å bruke 5G-teknologi for å "gruppere" og "bygge" terminaler for å danne et LAN-nettverk.

Alle har en 5G-telefon. Når du bruker 5G-telefoner, har du lagt merke til at telefonen din ikke kan søke etter vennene dine selv når de er i nærheten (selv ansikt til ansikt)? Dere kan kommunisere med hverandre fordi dataene flyter hele veien rundt til serverne til operatøren eller Internett-leverandøren.

For basestasjoner er alle mobile terminaler "isolert" fra hverandre. Dette er basert på sikkerhetshensyn, telefonene bruker sine egne kanaler, forstyrrer ikke hverandre.

Et LAN, derimot, kobler terminaler (mobiltelefoner, datamaskiner osv.) i et område sammen for å danne en "gruppe". Dette letter ikke bare dataoverføringen mellom hverandre, men sparer også ekstranettutgangen.

I et LAN kan terminaler lokalisere hverandre basert på deres MAC-adresser og finne hverandre (Layer 2-kommunikasjon). For å få tilgang til det eksterne nettverket, sett opp en ruter, gjennom IP-plasseringen, kan også oppnå ruting inn og ut (Layer 3-kommunikasjon).

Som vi alle vet, "4G vil forandre livene våre, og 5G vil forandre samfunnet vårt". Som den mest vanlige mobilkommunikasjonsteknologien for tiden, bærer 5G oppdraget om "altets internett og den digitale transformasjonen av hundrevis av linjer og tusenvis av bransjer", som må hjelpe brukere i vertikale bransjer med å koble seg sammen.

Derfor kan 5G ikke bare koble hver terminal til skyen, men også realisere "nærforbindelse" mellom terminaler.

Derfor, i 3GPP R16-standarden, introduserte 5G LAN denne nye funksjonen.

Prinsipper og egenskaper for 5G LAN

I et 5G-nettverk kan administratorer endre dataene i brukerdatabasen (UDM-nettverkselementer), signere en tjenestekontrakt med et spesifisert UE-nummer og deretter dele dem inn i samme eller forskjellige virtuelle nettverksgrupper (VN).

Brukerdatabasen gir terminalnummer VN-gruppeinformasjon og tilgangspolicyer til administrasjonsnettverkselementene (SMF, AMF, PCF, etc.) til 5G-kjernenettverket (5GC). Ledelsen NE kombinerer disse informasjons- og policyreglene i ulike Lans. Dette er et 5G LAN.

Et 5G LAN støtter Layer 2-kommunikasjon (samme nettverkssegment, direkte tilgang til hverandre) samt Layer 3-kommunikasjon (på tvers av nettverkssegmenter, ved hjelp av ruting). Et 5G LAN støtter unicast så vel som multicast og kringkasting. Kort sagt er gjensidig tilgangsmodus veldig fleksibel, og nettverksbyggingen er veldig enkel.

Når det gjelder omfang, støtter et 5G LAN kommunikasjonen mellom samme UPF (mediesidenettverkselement i 5G-kjernenettverket) og forskjellige UPF-er. Dette er ensbetydende med å bryte den fysiske avstandsgrensen mellom terminaler (selv Beijing og Shanghai kan kommunisere).

Spesielt kan 5G LAN-nettverk koble til brukernes eksisterende datanettverk for plug and play og gjensidig tilgang.

Applikasjonsscenarier og fordeler med 5G LAN

5G LAN muliggjør gruppering og tilkobling mellom spesifiserte 5G-terminaler, noe som i stor grad letter byggingen av et mer mobilt LAN-nettverk for bedrifter. Mange lesere vil sikkert spørre, er ikke mobilitet allerede mulig med eksisterende Wi-Fi-teknologi? Hvorfor behovet for et 5G LAN?

Ikke bekymre deg, la oss gå videre.

Det lokale nettverket aktivert av 5G LAN kan hjelpe bedrifter, skoler, myndigheter og familier til å kommunisere bedre med terminaler i en region. Den kan brukes i kontornettverket, men dens større verdi ligger i transformasjonen av produksjonsmiljøet i parken og transformasjonen av det grunnleggende nettverket av produksjonsbedrifter som industriell produksjon, havneterminaler og energigruver.

Vi promoterer nå det industrielle Internett. Vi tror at 5G kan muliggjøre digitalisering av industrielle scener fordi 5G er en utmerket trådløs kommunikasjonsteknologi med stor båndbredde og lav forsinkelse, som kan realisere trådløs tilkobling av ulike produksjonsfaktorer i industrielle scener.

Ta for eksempel industriell produksjon. Tidligere, for å bedre automatisering, for å oppnå utstyrskontroll, bruk av "industriell buss" -teknologi. Det finnes mange typer av denne teknologien, som kan beskrives som "over alt".

Senere, med fremveksten av Ethernet og IP-teknologi, dannet industrien en konsensus, sammen med utviklingen av Ethernet, er det "industrielt Ethernet". I dag, uansett hvem som har industriell sammenkoblingsprotokoll, er den i utgangspunktet Ethernet-basert.

Senere fant industribedrifter ut at kablede forbindelser begrenset mobiliteten for mye - det var alltid en "flette" på baksiden av enheten som hindret fri bevegelse.

Videre er distribusjonsmodusen for kablet tilkobling mer plagsom, byggeperioden er lang, kostnadene er høye. Hvis det er et problem med utstyret eller kabelen, går utskiftingen også veldig sakte. Så industrien begynte å tenke på å introdusere trådløs kommunikasjonsteknologi.

Som et resultat har Wi-Fi, Bluetooth og andre teknologier kommet inn på industrifeltet.

Så, for å gå tilbake til forrige spørsmål, hvorfor 5G LAN når det er Wi-Fi?

Her er grunnen:

1. Ytelsen til Wi-Fi-nettverk (spesielt Wi-Fi 4 og Wi-Fi 5) er ikke like god som 5G.

Når det gjelder overføringshastighet og forsinkelse, kan 5G bedre møte behovene til industriroboter (manipulatorkontroll), intelligent kvalitetsinspeksjon (høyhastighets bildegjenkjenning), AGV (ubemannet logistikkkjøretøy) og andre scenarier.

Når det gjelder dekning, har 5G et større dekningsområde enn Wi-Fi og kan bedre dekke campus. 5Gs evne til å bytte mellom celler er også sterkere enn Wi-Fi, noe som vil gi brukerne en bedre nettverksopplevelse.

2. Kostnadene for vedlikehold av Wi-Fi-nettverket er høye.

For å bygge et Wi-Fi-nettverk i en park, må bedrifter koble til og kjøpe sitt eget utstyr. Utstyr avskrives, skades og erstattes, men vedlikeholdes også av spesialpersonell. Det er tonnevis av Wi-Fi-enheter, og konfigurasjonen er et problem.

5G er annerledes. Det bygges og vedlikeholdes av operatører og leies av bedrifter (Wi-Fi versus 5G er litt som å bygge ditt eget rom kontra cloud computing).

Til sammen vil 5G være mer kostnadseffektivt.

3. 5G LAN har kraftigere funksjoner.

VN-grupperingen av et 5G LAN ble nevnt tidligere. I tillegg til isolasjon av kommunikasjon, er en viktigere funksjon av gruppering å oppnå QoS (service level) differensiering av forskjellige nettverk.

For eksempel har en bedrift et kontornettverk, et IT-systemnettverk og et OT-nettverk.

OT står for Operational Technology. Det er et nettverk som kobler sammen industrimiljø og utstyr, som dreiebenker, robotarmer, sensorer, instrumentering, AGV-er, overvåkingssystemer, MES, PLCS, etc.

Ulike nettverk har ulike ytelseskrav. Noen krever lav ventetid, noen krever høy båndbredde, og noen har mindre krav.

Et 5G LAN kan definere forskjellig nettverksytelse basert på forskjellige VN-grupper. Noen bedrifter kalles det "mikroskive".

4. 5G LAN er enklere å administrere og sikrere.

Som nevnt ovenfor, kan brukersigneringsdata endres i 5G UDM nes av operatører for å gruppere brukere i VN-grupper. Så, må vi gå til operatørens kundeservice hver gang vi trenger å endre gruppeinformasjonen til en terminal (bli med, slette, endre)?

Selvfølgelig ikke.

I 5G-nettverk kan operatører åpne modifikasjonstillatelsen for bedriftsnettverksadministratorer gjennom utvikling av grensesnitt, som muliggjør selvbetjeningsendringer.

Selvfølgelig kan bedrifter også sette sine egne retningslinjer for private nettverk i henhold til deres egne behov.

Ved etablering av dataforbindelser kan bedrifter angi autorisasjons- og autentiseringsmekanismer for å strengt administrere VN-grupper. Denne sikkerheten er mye sterkere og mer praktisk enn Wi-Fi.

En casestudie av et 5G LAN

La oss ta en titt på fordelene med 5G LAN gjennom et spesifikt nettverkseksempel.

Først av alt, en produksjonsbedrift, har sitt eget verksted, produksjonslinje (eller dreiebenk), trenger å koble PLS og PLS kontrollende gjennom nettverket.

Hvert samlebånd har mye utstyr, også uavhengig. Det er ideelt å installere 5G-moduler på hver enhet i samlebåndet. Det ser imidlertid ut til at det blir litt dyrt på dette stadiet.

Da kan introduksjonen av 5G industriell gateway, eller 5G CPE, forbedre kostnadsytelsen. Egnet for kablet, koblet til kablet port (Ethernet-port eller PLC-port). Egnet for trådløst, koblet til 5G eller Wi-Fi.

Hvis 5G ikke støtter 5G LAN (før R16), er det også mulig å realisere koblingen mellom PLS og PLS-kontroller. Hele 5G-nettverket er imidlertid en Layer 3-protokoll som er avhengig av IP-adressering, og terminaladressen er også en IP-adresse, som ikke støtter Layer 2-datavideresending. For å realisere ende-til-ende-kommunikasjon, må en AR (Access Router) legges til på begge sider for å etablere en tunnel, innkapsle den industrielle Layer 2-protokollen i tunnelen og bringe den til peer-enden.

Denne metoden øker ikke bare kompleksiteten, men øker også kostnadene (kjøpskostnad for AR-ruter, arbeidskraft for AR-ruterkonfigurasjon og tidskostnad). Hvis du tenker på et verksted med tusenvis av linjer, vil kostnadene være svimlende.

Etter introduksjonen av 5G LAN, støtter 5G-nettverket direkte overføring av Layer 2-protokollen, så AR-rutere er ikke lenger nødvendig. Samtidig kan 5G-nettverket gi ruter for terminaler uten IP-adresser, og UPF kan gjenkjenne MAC-adressene til terminaler. Hele nettverket blir et minimalistisk enkeltlagsnettverk, som kan kommunisere med hverandre på lag 2.

Plug and play-evnen til 5G LAN kan perfekt integrere seg med kundenes eksisterende nettverk, redusere innvirkningen på kundenes eksisterende nettverk, og spare mye kostnader uten anstrengende renovering og oppgradering.

Fra et makroperspektiv er 5G LAN et samarbeid mellom 5G og Ethernet-teknologi. I fremtiden kan utviklingen av TSN (tidssensitiv nettverk)-teknologi basert på Ethernet-teknologi ikke skilles fra hjelp av 5G LAN.

Det er verdt å nevne at 5G LAN, i tillegg til å bidra til byggingen av det interne nettverket i parken, også kan brukes som et supplement til det tradisjonelle dedikerte linjenettverket av bedrifter for å koble sammen filialer på forskjellige steder.

Modulen for 5G LAN

Som du kan se, er 5G LAN en viktig innovativ teknologi for 5G i vertikale bransjer. Den kan bygge sterkere 5G privat nettverkskommunikasjon for å hjelpe kunder med å akselerere sin digitale transformasjon og oppgradering.

For bedre å kunne distribuere 5G LAN, i tillegg til oppgraderinger på nettverkssiden, er det også behov for støtte for 5G-moduler.

I prosessen med kommersiell landing av 5G LAN-teknologi, lanserte Unigroup Zhangrui bransjens første 5G R16 Ready baseband-brikkeplattform - V516.

Basert på denne plattformen har Quectel, den ledende modulprodusenten i Kina, med suksess utviklet en rekke 5G-moduler som støtter 5G LAN-teknologi, og har blitt kommersialisert, inkludert RG500U, RG200U, RM500U og andre LGA, M.2, Mini PCIe-pakkemoduler .