Што такое 5G лакальная сетка?

Аўтар: Ulink Media

Усім варта ведаць пра 5G, які з'яўляецца развіццём 4G і нашай найноўшай тэхналогіяй мабільнай сувязі.

Што тычыцца лакальнай сеткі (LAN), вам варта быць больш знаёмым з ёй. Яе поўная назва — лакальная сетка, або LAN. Наша хатняя сетка, а таксама сетка ў карпаратыўным офісе, па сутнасці, з'яўляецца лакальнай сеткай (LAN). У выпадку з бесправадным Wi-Fi гэта бесправадная лакальная сетка (WLAN).

Дык чаму я кажу, што 5G LAN цікавая?

5G — гэта шырокая сотавая сетка, а LAN — гэта сетка перадачы дадзеных невялікай плошчы. Здаецца, што гэтыя дзве тэхналогіі не звязаныя паміж сабой.

Іншымі словамі, 5G і LAN — гэта два словы, якія ўсе ведаюць паасобку. Але разам яны крыху бянтэжаць. Ці не так?

5G LAN, што гэта такое?

Фактычна, 5G LAN, кажучы простай мовай, — гэта выкарыстанне тэхналогіі 5G для «групавання» і «стварэння» тэрміналаў для фарміравання лакальнай сеткі.

У кожнага ёсць тэлефон 5G. Ці заўважалі вы, што калі вы карыстаецеся тэлефонамі 5G, ваш тэлефон не можа знайсці вашых сяброў, нават калі яны знаходзяцца побач (нават твар у твар)? Вы можаце мець зносіны адзін з адным, таму што дадзеныя перадаюцца на серверы вашага аператара або пастаўшчыка інтэрнэт-паслуг.

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

З іншага боку, лакальная сетка (LAN) злучае тэрміналы (мабільныя тэлефоны, кампутары і г.д.) у пэўнай зоне разам, утвараючы «групу». Гэта не толькі спрашчае перадачу дадзеных паміж сабой, але і эканоміць выхад у экстрасетку.

У лакальнай сетцы тэрміналы могуць знаходзіць адзін аднаго на аснове сваіх MAC-адрасоў і знаходзіць адзін аднаго (сувязь другога ўзроўню). Для доступу да знешняй сеткі неабходна наладзіць маршрутызатар, праз які можна таксама ажыццяўляць маршрутызацыю ўваходзіць і выходзіць (сувязь трэцяга ўзроўню).

Як мы ўсе ведаем, «4G зменіць наша жыццё, а 5G зменіць наша грамадства». Як самая распаўсюджаная тэхналогія мабільнай сувязі на сённяшні дзень, 5G выконвае місію «Інтэрнэту ўсяго і лічбавай трансфармацыі соцень ліній і тысяч галін прамысловасці», што павінна дапамагчы карыстальнікам у вертыкальных галінах падключыцца.

Такім чынам, 5G не толькі падключае кожны тэрмінал да воблака, але і рэалізуе «блізкае злучэнне» 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 дадзеныя ў базе дадзеных карыстальнікаў (элементы сеткі UDM), падпісваць кантракт на абслугоўванне з указаным нумарам UE, а затым дзяліць іх на аднолькавыя або розныя віртуальныя сеткавыя групы (VN).

База дадзеных карыстальнікаў забяспечвае элементы кіраўнічай сеткі (SMF, AMF, PCF і г.д.) асноўнай сеткі 5G (5GC) інфармацыяй аб групе віртуальных сетак (VN) нумароў тэрміналаў і палітыкамі доступу. Кіруючы NE аб'ядноўвае гэтую інфармацыю і правілы палітыкі ў розныя лакальныя сеткі (LAN). Гэта лакальная сетка 5G.

Лакальная сетка 5G падтрымлівае сувязь другога ўзроўню (адзін і той жа сегмент сеткі, прамы доступ адзін да аднаго), а таксама сувязь трэцяга ўзроўню (паміж сегментамі сеткі з дапамогай маршрутызацыі). Лакальная сетка 5G падтрымлівае аднаадресную, шматадресную і шырокавяшчальную рассылку. Карацей кажучы, рэжым узаемнага доступу вельмі гнуткі, а сетка вельмі простая.

Што тычыцца аб'ёму, лакальная сетка 5G падтрымлівае сувязь паміж адным і тым жа UPF (элементам медыя-баковай сеткі асноўнай сеткі 5G) і рознымі UPF. Гэта раўназначна парушэнню фізічнага абмежавання 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.

Сцэнарыі прымянення і перавагі лакальнай сеткі 5G

5G LAN дазваляе групоўваць і злучаць пэўныя 5G-тэрміналы, што значна спрашчае стварэнне больш мабільнай лакальнай сеткі для прадпрыемстваў. Многія чытачы напэўна спытаюць, ці не магчымая мабільнасць ужо з існуючай тэхналогіяй Wi-Fi? Навошта патрэбна 5G LAN?

Не хвалюйцеся, пойдзем далей.

Лакальныя сеткі, якія забяспечвае 5G LAN, могуць дапамагчы прадпрыемствам, школам, урадам і сем'ям лепш мець зносіны з тэрміналамі ў рэгіёне. Іх можна выкарыстоўваць у офіснай сетцы, але большая каштоўнасць заключаецца ў трансфармацыі вытворчага асяроддзя парку і трансфармацыі базавай сеткі вытворчых прадпрыемстваў, такіх як прамысловая вытворчасць, партовыя тэрміналы і энергетычныя шахты.

Зараз мы прасоўваем прамысловы Інтэрнэт. Мы лічым, што 5G можа дазволіць лічбавізаваць прамысловыя сферы, таму што 5G — гэта выдатная тэхналогія бесправадной сувязі з вялікай прапускной здольнасцю і нізкай затрымкай, якая дазваляе рэалізаваць бесправадное злучэнне розных вытворчых фактараў у прамысловых сферах.

Возьмем, да прыкладу, прамысловую вытворчасць. Раней, каб лепш аўтаматызаваць працу абсталявання, выкарыстоўвалася тэхналогія «прамысловай шыны». Існуе мноства відаў гэтай тэхналогіі, якія можна ахарактарызаваць як «паўсюль».

Пазней, з з'яўленнем тэхналогій Ethernet і IP, у галіны склаўся кансенсус, і разам з развіццём Ethernet з'явіўся «прамысловы Ethernet». Сёння, незалежна ад таго, хто выкарыстоўвае пратакол прамысловага ўзаемадзеяння, у асноўным ён заснаваны на Ethernet.

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

Акрамя таго, разгортванне праваднога падключэння больш складанае, будаўніцтва займае шмат часу, а кошт высокі. Калі ўзнікаюць праблемы з абсталяваннем або кабелем, замена таксама вельмі павольная. Таму галіна пачала думаць аб укараненні бесправадной тэхналогіі сувязі.

У выніку Wi-Fi, Bluetooth і іншыя тэхналогіі ўвайшлі ў прамысловую сферу.

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 (высокахуткаснае распазнаванне малюнкаў), AGV (беспілотных лагістычных транспартных сродкаў) і іншых сцэнарыяў.

Што тычыцца пакрыцця, 5G мае большую зону пакрыцця, чым Wi-Fi, і можа лепш пакрыць кампус. Здольнасць 5G пераключацца паміж сотамі таксама мацнейшая, чым у Wi-Fi, што забяспечыць карыстальнікам лепшы сеткавы вопыт.

2. Выдаткі на абслугоўванне сеткі Wi-Fi высокія.

Каб пабудаваць сетку Wi-Fi ў парку, прадпрыемствам трэба праводзіць электраправодку і купляць уласнае абсталяванне. Абсталяванне амартызуецца, пашкоджваецца і замяняецца, але таксама абслугоўваецца спецыяльным персаналам. Існуе мноства прылад Wi-Fi, і іх наладжванне выклікае клопаты.

5G — гэта зусім іншая рэч. Яго ствараюць і абслугоўваюць аператары, а прадпрыемствы арандуюць (Wi-Fi супраць 5G — гэта як пабудаваць уласны пакой супраць хмарных вылічэнняў).

У цэлым, 5G будзе больш эканамічна эфектыўным.

3. 5G LAN мае больш магутныя функцыі.

Групаванне віртуальных сетак (VN) лакальнай сеткі 5G ужо згадвалася раней. Акрамя ізаляцыі сувязі, больш важнай функцыяй групоўкі з'яўляецца дасягненне дыферэнцыяцыі QoS (узроўню абслугоўвання) розных сетак.

Напрыклад, прадпрыемства мае офісную сетку, сетку ІТ-сістэмы і сетку АТ.

OT расшыфроўваецца як Operational Technology (Аперацыйныя тэхналогіі). Гэта сетка, якая злучае прамысловае асяроддзе і абсталяванне, такое як такарныя станкі, рабатызаваныя рукі, датчыкі, прыборы, аўтаномна-ўзведзеныя транспартныя сродкі (AGV), сістэмы маніторынгу, MES, ПЛК і г.д.

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

Лакальная сетка 5G можа вызначаць розную прадукцыйнасць сеткі ў залежнасці ад розных груп віртуальных сетак. У некаторых прадпрыемствах гэта называецца «мікразрэзам».

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

Як ужо згадвалася вышэй, дадзеныя падпісання карыстальнікаў можна змяняць у 5G UDM-сетках аператараў, каб групаваць карыстальнікаў у групы віртуальных сетак. Дык ці трэба нам звяртацца ў службу падтрымкі кліентаў аператара кожны раз, калі нам трэба змяніць інфармацыю пра групу тэрмінала (далучыцца, выдаліць, змяніць)?

Вядома, не.

У сетках 5G аператары могуць адкрыць дазвол на мадыфікацыю для адміністратараў карпаратыўных сетак праз распрацоўку інтэрфейсаў, што дазваляе самастойна мадыфікаваць.

Вядома, прадпрыемствы таксама могуць усталёўваць свае ўласныя палітыкі прыватных сетак у адпаведнасці са сваімі патрэбамі.

Пры ўстанаўленні злучэнняў для перадачы дадзеных прадпрыемствы могуць усталяваць механізмы аўтарызацыі і аўтэнтыфікацыі для строгага кіравання групамі віртуальных сетак. Такая бяспека значна мацнейшая і зручнейшая, чым Wi-Fi.

Тэматычнае даследаванне лакальнай сеткі 5G

Давайце разгледзім перавагі лакальнай сеткі 5G на канкрэтным прыкладзе сеткі.

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

Кожная зборачная лінія мае шмат абсталявання, прычым незалежнага. Ідэальна ўсталёўваць модулі 5G на кожную прыладу на зборачнай лініі. Аднак, здаецца, што на дадзеным этапе гэта будзе крыху дорага.

Затым, укараненне прамысловага шлюза 5G або 5G CPE можа палепшыць эканамічную эфектыўнасць. Падыходзіць для правадных прылад, падлучаных да праваднога порта (порта Ethernet або порта PLC). Падыходзіць для бесправадных прылад, падлучаных да 5G або Wi-Fi.

Калі 5G не падтрымлівае лакальную сетку 5G (да R16), таксама магчыма рэалізаваць злучэнне паміж ПЛК і кантролерам ПЛК. Аднак уся сетка 5G выкарыстоўвае пратакол 3-га ўзроўню, які абапіраецца на IP-адрасацыю, і адрас тэрмінала таксама з'яўляецца IP-адрасам, які не падтрымлівае перасылку дадзеных 2-га ўзроўню. Для рэалізацыі сувязі "ў канцы" неабходна дадаць AR (маршрутызатар доступу) з абодвух бакоў, каб стварыць тунэль, інкапсуляваць прамысловы пратакол 2-га ўзроўню ў тунэлі і давесці яго да аднагодка.

Гэты метад не толькі павялічвае складанасць, але і павялічвае кошт (кошт пакупкі маршрутызатара AR, працоўныя рэсурсы і часавыя выдаткі на канфігурацыю маршрутызатара AR). Калі ўявіць сабе майстэрню з тысячамі ліній, кошт будзе ашаламляльным.

Пасля ўкаранення лакальнай сеткі 5G, сетка 5G падтрымлівае прамую перадачу пратакола другога ўзроўню, 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 адзін з адным на другім узроўні.

Функцыя падключэння і выкарыстання 5G LAN дазваляе ідэальна інтэгравацца з існуючымі сеткамі кліентаў, змяншаючы ўплыў на існуючыя сеткі кліентаў і эканомячы шмат выдаткаў без карпатлівай рэнавацыі і мадэрнізацыі.

З макра пункту гледжання, лакальная сетка 5G — гэта супрацоўніцтва паміж тэхналогіямі 5G і Ethernet. У будучыні развіццё тэхналогіі TSN (сеткі, адчувальнай да часу) на аснове тэхналогіі Ethernet нельга будзе аддзяліць ад дапамогі лакальнай сеткі 5G.

Варта адзначыць, што лакальная сетка 5G, акрамя таго, што спрыяе будаўніцтву ўнутранай сеткі парку, таксама можа выкарыстоўвацца ў якасці дапаўнення да традыцыйнай выдзеленай лініі сувязі прадпрыемстваў для злучэння філіялаў у розных месцах.

Модуль для лакальнай сеткі 5G

Як бачыце, лакальная сетка 5G — важная інавацыйная тэхналогія для 5G у вертыкальных галінах прамысловасці. Яна можа стварыць больш моцныя прыватныя сеткі сувязі 5G, каб дапамагчы кліентам паскорыць лічбавую трансфармацыю і мадэрнізацыю.

Для лепшага разгортвання лакальнай сеткі 5G, акрамя мадэрнізацыі сеткі, неабходная таксама падтрымка модуляў 5G.

У працэсе камерцыйнага ўкаранення тэхналогіі 5G LAN кампанія Unigroup Zhangrui запусціла першую ў галіны платформу базавых мікрасхем 5G R16 Ready — V516.

На аснове гэтай платформы Quectel, вядучы вытворца модуляў у Кітаі, паспяхова распрацаваў і камерцыялізаваў шэраг модуляў 5G з падтрымкай тэхналогіі 5G LAN, у тым ліку RG500U, RG200U, RM500U і іншыя модулі ў корпусах LGA, M.2, Mini PCIe.