Шта је 5G LAN?

Аутор: Улинк Медија

Сви би требало да буду упознати са 5G, што је еволуција 4G и наше најновије технологије мобилне комуникације.

Што се тиче локалне мреже (LAN), требало би да вам је боље позната. Њен пуни назив је локална мрежа, или LAN. Наша кућна мрежа, као и мрежа у канцеларији, у основи је LAN. Код бежичног Wi-Fi-ја, то је бежична локална мрежа (WLAN).

Па зашто кажем да је 5G LAN занимљив?

5G је широка мобилна мрежа, док је LAN мрежа за пренос података на малом подручју. Чини се да ове две технологије нису повезане.

Другим речима, 5G и LAN су две речи које сви знају одвојено. Али заједно је мало збуњујуће. Зар не?

5G LAN, шта је то тачно?

У ствари, 5G LAN, једноставно речено, подразумева коришћење 5G технологије за „груписање“ и „изградњу“ терминала како би се формирала LAN мрежа.

Сви имају 5G телефон. Када користите 5G телефоне, да ли сте приметили да ваш телефон не може да тражи ваше пријатеље чак ни када су у непосредној близини (чак ни лицем у лице)? Можете комуницирати једни са другима јер се подаци преносе све до сервера вашег оператера или интернет провајдера.

Код базних станица, сви мобилни терминали су „изоловани“ једни од других. Ово је из безбедносних разлога, телефони користе сопствене канале и не ометају једни друге.

С друге стране, локална мрежа (LAN) повезује терминале (мобилне телефоне, рачунаре итд.) у неком подручју заједно како би формирали „групу“. Ово не само да олакшава пренос података између њих, већ и штеди на излазу из екстранета.

У локалној мрежи (LAN), терминали могу да се лоцирају и пронађу на основу својих MAC адреса (комуникација слоја 2). Да би се приступило спољној мрежи, подеси се рутер, преко IP локације, такође може да се постигне усмеравање унутра и напоље (комуникација слоја 3).

Као што сви знамо, „4G ће променити наше животе, а 5G ће променити наше друштво“. Као тренутно најпопуларнија технологија мобилне комуникације, 5G носи мисију „интернета свега и дигиталне трансформације стотина линија и хиљада индустрија“, што треба да помогне корисницима у вертикалним индустријама да се повежу.

Стога, 5G не само да може повезати сваки терминал са облаком, већ и остварити „блиску везу“ између терминала.

Стога је у стандарду 3GPP R16, 5G LAN увела ову нову функцију.

Принципи и карактеристике 5G LAN мреже

У 5G мрежи, администратори могу да мењају податке у корисничкој бази података (UDM мрежни елементи), потпишу уговор о услузи са одређеним UE бројем, а затим их поделе у исте или различите виртуелне мрежне групе (VN).

База података корисника пружа информације о VN групи бројева терминала и политике приступа елементима управљачке мреже (SMF, AMF, PCF, итд.) 5G основне мреже (5GC). Управљачки NE комбинује ове информације и правила политике у различите локалне мреже (LAN). Ово је 5G локална мрежа (LAN).

5G LAN подржава комуникацију Layer 2 (исти сегмент мреже, директан приступ једни другима), као и комуникацију Layer 3 (преко сегмената мреже, уз помоћ рутирања). 5G LAN подржава unicast, као и multicast и broadcast. Укратко, режим међусобног приступа је веома флексибилан, а умрежавање је веома једноставно.

Што се тиче обима, 5G LAN мрежа подржава комуникацију између истог UPF-а (медијског мрежног елемента 5G основне мреже) и различитих UPF-ова. То је еквивалентно прекорачењу физичког ограничења удаљености између терминала (чак и Пекинг и Шангај могу да комуницирају).

Конкретно, 5G LAN мреже могу се повезати са постојећим мрежама података корисника ради „plug and play“ технологије и обостраног приступа.

Сценарији примене и предности 5G LAN мреже

5G LAN омогућава груписање и повезивање између одређених 5G терминала, што значајно олакшава изградњу мобилније LAN мреже за предузећа. Многи читаоци ће се сигурно питати, зар мобилност није већ могућа са постојећом Wi-Fi технологијом? Зашто је потребна 5G LAN мрежа?

Не брини, идемо даље.

Локално умрежавање које омогућава 5G LAN може помоћи предузећима, школама, владама и породицама да боље комуницирају са терминалима у региону. Може се користити у канцеларијској мрежи, али његова већа вредност лежи у трансформацији производног окружења парка и трансформацији основне мреже производних предузећа као што су индустријска производња, лучки терминали и енергетски рудници.

Сада промовишемо индустријски интернет. Верујемо да 5G може омогућити дигитализацију индустријских сцена јер је 5G одлична бежична комуникациона технологија са великим пропусним опсегом и малим кашњењем, која може да оствари бежичну везу различитих производних фактора у индустријским сценама.

Узмимо, на пример, индустријску производњу. Раније, како би се боља аутоматизација, постигла контрола опреме, коришћена је технологија „индустријских магистрала“. Постоји много врста ове технологије, које се могу описати као „свуда присутне“.

Касније, са појавом Ethernet и IP технологије, индустрија је формирала консензус, заједно са еволуцијом Ethernet-а, постоји „индустријски Ethernet“. Данас, без обзира на то чији је протокол индустријског повезивања, у основи је базиран на Ethernet-у.

Касније су индустријске компаније откриле да жичане везе превише ограничавају мобилност — на задњој страни уређаја увек је постојала „плетеница“ која је спречавала слободно кретање.

Штавише, начин имплементације жичане везе је проблематичнији, период изградње је дуг, а трошкови високи. Ако постоји проблем са опремом или каблом, замена је такође веома спора. Стога је индустрија почела да размишља о увођењу бежичне комуникационе технологије.

Као резултат тога, Wi-Fi, Bluetooth и друге технологије су ушле у индустријску област.

Дакле, да се вратимо на претходно питање, зашто 5G LAN када постоји Wi-Fi?

Ево разлога:

1. Перформансе Wi-Fi мрежа (посебно Wi-Fi 4 и Wi-Fi 5) нису тако добре као 5G.

Што се тиче брзине преноса и кашњења, 5G може боље задовољити потребе индустријских робота (контрола манипулатора), интелигентне инспекције квалитета (брзо препознавање слика), AGV-а (беспилотних логистичких возила) и других сценарија.

Што се тиче покривености, 5G има већу област покривености од Wi-Fi-ја и може боље покрити кампус. Способност 5G да се пребацује између ћелија је такође јача од Wi-Fi-ја, што ће корисницима донети боље мрежно искуство.

2. Трошкови одржавања Wi-Fi мреже су високи.

Да би изградили Wi-Fi мрежу у парку, предузећа морају да повежу ожичење и купе сопствену опрему. Опрема се амортизује, оштећује и замењује, али је такође одржава специјално особље. Постоји мноштво Wi-Fi уређаја, а конфигурација је мука.

5G је другачији. Граде га и одржавају оператери, а изнајмљују га предузећа (Wi-Fi наспрам 5G је помало као грађење сопствене собе наспрам cloud computing-а).

Узето заједно, 5G ће бити исплативији.

3. 5G LAN има моћније функције.

Груписање виртуалних напада (VN) 5G LAN мреже је раније поменуто. Поред изолације комуникације, важнија функција груписања је постизање QoS (нивоа услуге) диференцијације различитих мрежа.

На пример, предузеће има канцеларијску мрежу, ИТ системску мрежу и ОТ мрежу.

OT је скраћеница од Оперативна технологија. То је мрежа која повезује индустријско окружење и опрему, као што су стругови, роботске руке, сензори, инструментација, AGV-ови, системи за праћење, MES, PLCS итд.

Различите мреже имају различите захтеве за перформансе. Неке захтевају малу латенцију, неке захтевају велики пропусни опсег, а неке имају мање захтеве.

5G LAN може дефинисати различите мрежне перформансе на основу различитих VN група. Нека предузећа то називају „микро сегмент“.

4. 5G LAN је лакши за управљање и безбеднији.

Као што је горе поменуто, подаци за потписивање корисника могу се изменити у 5G UDM мрежама оператера како би се корисници груписали у VN групе. Дакле, да ли морамо сваки пут да идемо код корисничке службе оператера када треба да променимо информације о групи терминала (придруживање, брисање, промена)?

Наравно да не.

У 5G мрежама, оператери могу да отворе дозволу за модификацију администраторима пословних мрежа кроз развој интерфејса, омогућавајући самосталну модификацију.

Наравно, предузећа такође могу да поставе сопствене политике приватне мреже према својим потребама.

Приликом успостављања веза за пренос података, предузећа могу подесити механизме ауторизације и аутентификације како би строго управљала VN групама. Ова безбедност је много јача и практичнија од Wi-Fi-ја.

Студија случаја 5G LAN мреже

Хајде да погледамо предности 5G LAN мреже кроз конкретан пример мреже.

Пре свега, производно предузеће, које има сопствену радионицу, производну линију (или струг), мора повезати PLC и PLC управљачки крај преко мреже.

Свака производна линија има много опреме, такође независне. Идеално је инсталирати 5G модуле на сваки уређај у производној линији. Међутим, изгледа да ће то бити мало скупо у овој фази.

Затим, увођење 5G индустријског гејтвеја, или 5G CPE, може побољшати трошковне перформансе. Погодно за жичну везу, повезано на жични порт (Ethernet порт или PLC порт). Погодно за бежично повезивање, повезано на 5G или Wi-Fi.

Ако 5G не подржава 5G LAN (пре R16), такође је могуће реализовати везу између PLC-а и PLC контролера. Међутим, цела 5G мрежа је протокол Layer 3 који се ослања на IP адресирање, а адреса терминала је такође IP адреса, што не подржава прослеђивање података Layer 2. Да би се реализовала комуникација од краја до краја, AR (Access Router) мора се додати на обе стране да би се успоставио тунел, обухватио индустријски протокол Layer 2 у тунелу и довео га до peer краја.

Ова метода не само да повећава сложеност, већ и повећава трошкове (трошкове куповине AR рутера, трошкове радне снаге и времена за конфигурацију AR рутера). Ако размислите о радионици са хиљадама линија, трошкови би били запањујући.

Након увођења 5G LAN мреже, 5G мрежа подржава директан пренос протокола другог слоја (Layer 2), тако да AR рутери више нису потребни. Истовремено, 5G мрежа може да обезбеди руте за терминале без IP адреса, а UPF може да препозна MAC адресе терминала. Читава мрежа постаје минималистичка једнослојна мрежа, која може да комуницира једни са другима на другом слоју (Layer 2).

Могућност „укључи и користи“ 5G LAN мреже може се савршено интегрисати са постојећим мрежама купаца, смањујући утицај на постојеће мреже купаца и штедећи много трошкова без напорног реновирања и надоградње.

Са макро перспективе, 5G LAN је сарадња између 5G и Ethernet технологије. У будућности, развој TSN (временски осетљиве мреже) технологије засноване на Ethernet технологији не може се одвојити од помоћи 5G LAN-а.

Вреди напоменути да 5G LAN, поред тога што је погодан за изградњу интерне мреже парка, може се користити и као додатак традиционалној мрежи наменских линија предузећа за повезивање филијала на различитим местима.

Модул за 5G LAN

Као што видите, 5G LAN је важна иновативна технологија за 5G у вертикалним индустријама. Она може изградити јаче 5G приватне мрежне комуникације како би помогла корисницима да убрзају своју дигиталну трансформацију и надоградњу.

Да би се боље распоредила 5G LAN мрежа, поред надоградње на страни мреже, потребна је и подршка за 5G модуле.

У процесу комерцијалног увођења 5G LAN технологије, компанија Unigroup Zhangrui је лансирала прву 5G R16 Ready платформу са чиповима за базни опсег у индустрији — V516.

На основу ове платформе, Quectel, водећи произвођач модула у Кини, успешно је развио и комерцијализовао низ 5G модула који подржавају 5G LAN технологију, укључујући RG500U, RG200U, RM500U и друге LGA, M.2, Mini PCIe модуле.