Што такое 5G LAN?

Аўтар: Ulink Media

Кожны павінен быць знаёмы з 5G, які з'яўляецца эвалюцыяй 4G і нашай найноўшай тэхналогіі мабільнай сувязі.

Для лакальнай сеткі вы павінны быць больш знаёмыя з ёй. Яе поўная назва - лакальная сетка, або LAN. Наша хатняя сетка, як і сетка ў карпаратыўным офісе, у асноўным лакальная. З бесправадным Wi-Fi гэта бесправадная лакальная сетка (WLAN).

Дык чаму я кажу, што лакальная сетка 5G цікавая?

5G - гэта шырокая сотавая сетка, у той час як LAN - гэта сетка перадачы дадзеных малой вобласці. Дзве тэхналогіі, здаецца, не звязаны.

Іншымі словамі, 5G і LAN - гэта два словы, якія кожны ведае паасобку. Але разам гэта крыху бянтэжыць. Ці не так?

5G LAN, што гэта такое?

Фактычна, 5G LAN, прасцей кажучы, заключаецца ў выкарыстанні тэхналогіі 5G для «групоўкі» і «пабудовы» тэрміналаў для фарміравання лакальнай сеткі.

У кожнага ёсць тэлефон 5G. Калі вы карыстаецеся тэлефонамі 5G, ці заўважалі вы, што ваш тэлефон не можа шукаць вашых сяброў, нават калі яны знаходзяцца паблізу (нават тварам да твару)? Вы можаце мець зносіны адзін з адным, таму што даныя пераходзяць на серверы вашага аператара або інтэрнэт-правайдэра.

Для базавых станцый усе мабільныя тэрміналы «ізаляваны» адзін ад аднаго. Гэта заснавана на меркаваннях бяспекі, тэлефоны выкарыстоўваюць свае ўласныя каналы, не перашкаджаюць адзін аднаму.

З іншага боку, лакальная сетка злучае тэрміналы (мабільныя тэлефоны, камп'ютэры і г.д.) у зоне разам, каб сфармаваць «групу». Гэта не толькі палягчае перадачу даных паміж сабой, але і эканоміць выхад з экстранета.

У лакальнай сетцы тэрміналы могуць вызначаць месцазнаходжанне адзін аднаго на аснове сваіх MAC-адрасоў і знаходзіць адзін аднаго (сувязь ўзроўню 2). Каб атрымаць доступ да знешняй сеткі, наладзіць маршрутызатар, праз месцазнаходжанне IP, таксама можа дасягнуць маршрутызацыі ў і з (сувязь ўзроўню 3).

Як мы ўсе ведаем, «4G зменіць наша жыццё, а 5G зменіць наша грамадства». З'яўляючыся самай распаўсюджанай тэхналогіяй мабільнай сувязі ў цяперашні час, 5G выконвае місію «Інтэрнэт усяго і лічбавая трансфармацыя сотняў ліній і тысяч галін», якая павінна дапамагчы карыстальнікам у вертыкальных галінах падключыцца.

Такім чынам, 5G не можа толькі падключыць кожны тэрмінал да воблака, але таксама рэалізаваць «злучэнне паблізу» паміж тэрміналамі.

Такім чынам, у стандарце 3GPP R16 5G LAN прадставіла гэтую новую функцыю.

Прынцыпы і характарыстыкі лакальнай сеткі 5G

У сетцы 5G адміністратары могуць змяняць даныя ў базе дадзеных карыстальнікаў (элементы сеткі UDM), падпісваць кантракт на абслугоўванне з вызначаным нумарам UE, а затым раздзяляць іх на аднолькавыя або розныя групы віртуальнай сеткі (VN).

Карыстальніцкая база дае інфармацыю аб групе нумара тэрмінала VN і палітыкі доступу да элементаў сеткі кіравання (SMF, AMF, PCF і г.д.) асноўнай сеткі 5G (5GC). Кіруючы NE аб'ядноўвае гэтую інфармацыю і правілы палітыкі ў розныя Lans. Гэта лакальная сетка 5G.

Лакальная сетка 5G падтрымлівае сувязь ўзроўню 2 (адзін і той жа сегмент сеткі, прамы доступ адзін да аднаго), а таксама сувязь ўзроўню 3 (праз сегменты сеткі з дапамогай маршрутызацыі). 5G LAN падтрымлівае аднаадрасную, а таксама шматадрасную і шырокавяшчальную перадачу. Карацей кажучы, рэжым узаемнага доступу вельмі гнуткі, а сетка вельмі простая.

З пункту гледжання сферы прымянення, лакальная сетка 5G падтрымлівае сувязь паміж адным і тым жа UPF (сеткавым элементам медыя-сеткі асноўнай сеткі 5G) і рознымі UPF. Гэта раўнасільна перавышэнню абмежавання фізічнай адлегласці паміж тэрміналамі (нават Пекін і Шанхай могуць мець зносіны).

У прыватнасці, сеткі 5G LAN могуць падключацца да існуючых сетак перадачы дадзеных карыстальнікаў для падключэння і працы і ўзаемнага доступу.

Сцэнары прымянення і перавагі 5G LAN

5G LAN забяспечвае групоўку і злучэнне паміж вызначанымі тэрміналамі 5G, што значна палягчае стварэнне больш мабільнай лакальнай сеткі для прадпрыемстваў. Многія чытачы абавязкова спытаюць, ці не магчымая мабільнасць з існуючай тэхналогіяй Wi-Fi? Навошта патрэбна лакальная сетка 5G?

Не хвалюйцеся, пойдзем далей.

Лакальная сетка, уключаная 5G LAN, можа дапамагчы прадпрыемствам, школам, урадам і сем'ям лепш мець зносіны з тэрміналамі ў рэгіёне. Яго можна выкарыстоўваць у офіснай сетцы, але яго большае значэнне заключаецца ў пераўтварэнні вытворчага асяроддзя парку і пераўтварэнні асноўнай сеткі вытворчых прадпрыемстваў, такіх як прамысловая вытворчасць, партовыя тэрміналы і энергетычныя шахты.

Зараз мы прасоўваем прамысловы Інтэрнэт. Мы лічым, што 5G можа дазволіць алічбоўку прамысловых сцэн, таму што 5G з'яўляецца выдатнай тэхналогіяй бесправадной сувязі з вялікай прапускной здольнасцю і нізкай затрымкай, якая можа рэалізаваць бесправадное злучэнне розных вытворчых фактараў у прамысловых сцэнах.

Возьмем, напрыклад, прамысловае вытворчасць. Раней для лепшай аўтаматызацыі, для дасягнення кіравання абсталяваннем выкарыстоўвалася тэхналогія «прамысловы аўтобус». Ёсць шмат тыпаў гэтай тэхналогіі, якую можна ахарактарызаваць як «паўсюль».

Пазней, са з'яўленнем тэхналогій Ethernet і IP, прамысловасць прыйшла да адзінага меркавання, што разам з эвалюцыяй Ethernet існуе "прамысловы Ethernet". Сёння, незалежна ад таго, чый прамысловы пратакол узаемасувязі, у асноўным заснаваны на Ethernet.

Пазней прамысловыя кампаніі выявілі, што правадныя злучэнні занадта моцна абмяжоўваюць мабільнасць — на задняй частцы прылады заўсёды была «аплётка», якая перашкаджала свабоднаму руху.

Больш за тое, правадное злучэнне больш клапотнае, тэрміны будаўніцтва працяглыя, кошт высокая. Калі ёсць праблемы з абсталяваннем або кабелем, замена таксама адбываецца вельмі павольна. Такім чынам, галіна пачала думаць аб укараненні тэхналогіі бесправадной сувязі.

У выніку Wi-Fi, Bluetooth і іншыя тэхналогіі ўвайшлі ў прамысловае поле.

Такім чынам, вяртаючыся да папярэдняга пытання, навошта 5G LAN, калі ёсць Wi-Fi?

Вось прычына:

1. Прадукцыйнасць сетак Wi-Fi (асабліва Wi-Fi 4 і Wi-Fi 5) не такая добрая, як у 5G.

Што тычыцца хуткасці перадачы і затрымкі, 5G можа лепш задаволіць патрэбы прамысловых робатаў (кіраванне маніпулятарам), інтэлектуальнага кантролю якасці (высакахуткаснае распазнаванне выявы), AGV (беспілотнага лагістычнага транспартнага сродку) і іншых сцэнарыяў.

З пункту гледжання пакрыцця, 5G мае большую зону пакрыцця, чым Wi-Fi, і можа лепш ахопліваць кампус. Здольнасць 5G пераключацца паміж ячэйкамі таксама мацней, чым Wi-Fi, што прынясе карыстальнікам лепшае ўражанне ад сеткі.

2. Выдаткі на абслугоўванне сеткі Wi-Fi высокія.

Каб пабудаваць сетку Wi-Fi у парку, прадпрыемствы павінны падвесці электраправодку і закупіць сваё абсталяванне. Абсталяванне амартызуецца, пашкоджваецца і замяняецца, але таксама абслугоўваецца спецыяльным персаналам. Ёсць мноства прылад Wi-Fi, і іх канфігурацыя выклікае клопаты.

5G адрозніваецца. Яе будуюць і абслугоўваюць аператары, а арандуюць прадпрыемствы (Wi-Fi супраць 5G - гэта нешта падобнае на будаўніцтва ўласнага пакоя супраць хмарных вылічэнняў).

У сукупнасці 5G будзе больш эканамічна эфектыўным.

3. 5G LAN мае больш магутныя функцыі.

Група VN 5G LAN згадвалася раней. У дадатак да ізаляцыі сувязі больш важнай функцыяй групоўкі з'яўляецца дасягненне дыферэнцыяцыі QoS (узроўню абслугоўвання) розных сетак.

Напрыклад, прадпрыемства мае офісную сетку, сетку IT-сістэмы і сетку OT.

OT расшыфроўваецца як Operational Technology. Гэта сетка, якая злучае прамысловае асяроддзе і абсталяванне, такое як такарныя станкі, рабатызаваныя рукі, датчыкі, кантрольна-вымяральныя прыборы, AGV, сістэмы маніторынгу, MES, PLCS і г.д.

Розныя сеткі маюць розныя патрабаванні да прадукцыйнасці. Некаторыя патрабуюць нізкай затрымкі, некаторыя патрабуюць высокай прапускной здольнасці, а некаторыя маюць меншыя патрабаванні.

5G LAN можа вызначаць розную прадукцыйнасць сеткі на аснове розных груп VN. Некаторыя прадпрыемствы, гэта называецца «мікра зрэз».

4. 5G LAN прасцей у кіраванні і больш бяспечны.

Як згадвалася вышэй, даныя аб подпісах карыстальнікаў могуць быць зменены ў 5G UDM іншых аператараў, каб згрупаваць карыстальнікаў у групы VN. Такім чынам, ці трэба звяртацца ў службу падтрымкі аператара кожны раз, калі нам трэба змяніць інфармацыю аб групе тэрмінала (далучэнне, выдаленне, змяненне)?

Вядома, не.

У сетках 5G аператары могуць адкрываць дазвол на мадыфікацыю адміністратарам карпаратыўных сетак праз распрацоўку інтэрфейсаў, якія дазваляюць мадыфікаваць самаабслугоўванне.

Вядома, прадпрыемствы таксама могуць усталёўваць уласную палітыку прыватнай сеткі ў адпаведнасці са сваімі патрэбамі.

Пры ўстанаўленні злучэнняў для перадачы дадзеных прадпрыемствы могуць усталёўваць механізмы аўтарызацыі і аўтэнтыфікацыі для строгага кіравання групамі VN. Гэтая бяспека нашмат мацней і зручней, чым Wi-Fi.

Прыкладнае даследаванне лакальнай сеткі 5G

Давайце паглядзім на перавагі 5G LAN на канкрэтным прыкладзе сеткі.

Перш за ўсё, вытворчае прадпрыемства, якое мае ўласную майстэрню, вытворчую лінію (або такарны станок), павінна падключаць ПЛК і канец кіравання ПЛК праз сетку.

Кожная зборачная лінія мае шмат абсталявання, таксама незалежнага. Ідэальна ўсталёўваць модулі 5G на кожную прыладу ў канвееры. Аднак, здаецца, на дадзеным этапе гэта будзе крыху дорага.

Затым укараненне прамысловага шлюза 5G, або 5G CPE, можа палепшыць паказчыкі выдаткаў. Падыходзіць для праваднога, падлучанага да праваднога порта (порт Ethernet або порт PLC). Падыходзіць для бесправадной сувязі, падключэння да 5G або Wi-Fi.

Калі 5G не падтрымлівае 5G LAN (да R16), таксама можна рэалізаваць злучэнне паміж ПЛК і кантролерам ПЛК. Аднак уся сетка 5G з'яўляецца пратаколам 3-га ўзроўню, які абапіраецца на IP-адрасаванне, а адрас тэрмінала таксама з'яўляецца IP-адрасам, які не падтрымлівае пераадрасацыю даных 2-га ўзроўню. Каб рэалізаваць скразную сувязь, з абодвух бакоў трэба дадаць AR (маршрутызатар доступу), каб усталяваць тунэль, інкапсуляваць прамысловы пратакол узроўню 2 у тунэлі і перавесці яго на аднарангавы канец.

Гэты метад не толькі павялічвае складанасць, але і павялічвае кошт (кошт набыцця AR-маршрутызатара, працоўную сілу канфігурацыі AR-маршрутызатара і час). Калі вы думаеце пра майстэрню з тысячамі ліній, кошт будзе ашаламляльнай.

Пасля з'яўлення лакальнай сеткі 5G сетка 5G падтрымлівае прамую перадачу пратаколу ўзроўню 2, таму маршрутызатары AR больш не патрэбныя. У той жа час сетка 5G можа забяспечваць маршруты для тэрміналаў без IP-адрасоў, а UPF можа распазнаваць MAC-адрасы тэрміналаў. Уся сетка становіцца мінімалістычнай аднаслаёвай сеткай, якая можа ўзаемадзейнічаць адна з адной на ўзроўні 2.

Магчымасць падключай і працуй 5G LAN можа ідэальна інтэгравацца з існуючымі сеткамі кліентаў, памяншаючы ўздзеянне на існуючыя сеткі кліентаў і зэканоміўшы шмат выдаткаў без карпатлівай рэканструкцыі і мадэрнізацыі.

З макра пункту гледжання 5G LAN - гэта супрацоўніцтва паміж 5G і тэхналогіяй Ethernet. У будучыні развіццё тэхналогіі TSN (сетка, адчувальная да часу) на аснове тэхналогіі Ethernet не можа быць аддзелена ад дапамогі 5G LAN.

Варта адзначыць, што 5G LAN, акрамя таго, што спрыяе пабудове ўнутранай сеткі парку, таксама можа выкарыстоўвацца ў якасці дадатку да традыцыйнай вылучанай лінейнай сеткі прадпрыемстваў для злучэння філіялаў у розных месцах.

Модуль для лакальнай сеткі 5G

Як бачыце, 5G LAN з'яўляецца важнай інавацыйнай тэхналогіяй для 5G у вертыкальных галінах. Ён можа пабудаваць больш моцную прыватную сеткавую сувязь 5G, каб дапамагчы кліентам паскорыць сваю лічбавую трансфармацыю і мадэрнізацыю.

Для таго, каб лепш разгарнуць 5G LAN, у дадатак да сеткавых абнаўленняў, падтрымка модуля 5G таксама неабходна.

У працэсе камерцыйнага прызямлення тэхналогіі 5G LAN Unigroup Zhangrui выпусціла першую ў галіны чыпавую платформу 5G R16 Ready — V516.

На аснове гэтай платформы кампанія Quectel, вядучы вытворца модуляў у Кітаі, паспяхова распрацавала шэраг модуляў 5G, якія падтрымліваюць тэхналогію 5G LAN, і была камерцыялізавана, уключаючы RG500U, RG200U, RM500U і іншыя пакетныя модулі LGA, M.2, Mini PCIe. .