Que é 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Todo o mundo debería estar familiarizado co 5G, que é a evolución do 4G e a nosa última tecnoloxía de comunicación móbil.

Para LAN, deberías estar máis familiarizado con ela. O seu nome completo é rede de área local ou LAN. A nosa rede doméstica, así como a rede da oficina corporativa, é basicamente LAN. Con Wi-Fi sen fíos, é unha LAN sen fíos (WLAN).

Entón, por que digo que a LAN 5G é interesante?

5G é unha rede móbil ampla, mentres que LAN é unha rede de datos de pequena área. As dúas tecnoloxías parecen non estar relacionadas.

Noutras palabras, 5G e LAN son dúas palabras que todos coñecen por separado. Pero xuntos, é un pouco confuso. Non é?

5G LAN, que é exactamente?

De feito, a LAN 5G, por dicilo sinxelamente, é utilizar a tecnoloxía 5G para "agrupar" e "construír" terminais para formar unha rede LAN.

Todo o mundo ten un teléfono 5G. Cando usas teléfonos 5G, observaches que o teu teléfono non pode buscar os teus amigos aínda que estean moi preto (nin sequera cara a cara)? Podes comunicarte entre eles porque os datos flúen ata os servidores do teu operador ou provedor de servizos de Internet.

Para as estacións base, todos os terminais móbiles están "illados" entre si. Isto baséase en consideracións de seguridade, os teléfonos usan as súas propias canles, non interfiren entre si.

Unha LAN, pola súa banda, conecta terminais (teléfonos móbiles, ordenadores, etc.) nunha zona para formar un “grupo”. Isto non só facilita a transmisión de datos entre si, senón que tamén aforra a saída da extranet.

Nunha LAN, os terminais poden localizarse entre si en función dos seus enderezos MAC e atoparse (comunicación de capa 2). Para acceder á rede externa, configurar un enrutador, a través da localización IP, tamén pode conseguir o enrutamento de entrada e saída (comunicación de capa 3).

Como todos sabemos, "o 4G cambiará as nosas vidas e o 5G cambiará a nosa sociedade". Como a tecnoloxía de comunicación móbil máis común na actualidade, 5G asume a misión de "Internet de todo e a transformación dixital de centos de liñas e miles de industrias", que ten que axudar aos usuarios das industrias verticais a conectarse.

Polo tanto, 5G non só conecta todos os terminales á nube, senón que tamén realiza unha "conexión próxima" entre terminais.

Polo tanto, no estándar 3GPP R16, 5G LAN introduciu esta nova función.

Principios e características da LAN 5G

Nunha Rede 5G, os administradores poden modificar os datos da base de datos de usuarios (elementos de rede UDM), asinar un contrato de servizo cun número UE especificado e, a continuación, dividilos nos mesmos ou diferentes grupos de redes virtuais (VN).

A base de datos de usuarios proporciona información do grupo VN do número de terminal e políticas de acceso aos elementos da rede de xestión (SMF, AMF, PCF, etc.) da rede central 5G (5GC). O NE de xestión combina estas normas de información e políticas en diferentes Lans. Esta é unha LAN 5G.

Unha LAN 5G admite a comunicación de capa 2 (mesmo segmento de rede, acceso directo entre si), así como a comunicación de capa 3 (entre segmentos de rede, coa axuda do enrutamento). Unha LAN 5G admite unicast, así como multicast e broadcast. En resumo, o modo de acceso mutuo é moi flexible e a conexión en rede é moi sinxela.

En termos de alcance, unha LAN 5G admite a comunicación entre o mesmo UPF (elemento de rede secundario multimedia da rede central 5G) e diferentes UPF. Isto equivale a romper o límite de distancia física entre terminais (incluso Beijing e Shanghai poden comunicarse).

En particular, as redes LAN 5G poden conectarse ás redes de datos existentes dos usuarios para plug and play e acceso mutuo.

Escenarios de aplicación e vantaxes da LAN 5G

5G LAN permite a agrupación e conexión entre terminais 5G especificados, facilitando en gran medida a construción dunha rede LAN máis móbil para as empresas. Moitos lectores seguramente preguntarán, non é posible a mobilidade xa coa tecnoloxía Wi-Fi existente? Por que a necesidade dunha LAN 5G?

Non te preocupes, seguimos adiante.

A rede local habilitada pola LAN 5G pode axudar ás empresas, escolas, gobernos e familias a comunicarse mellor cos terminais dunha rexión. Pódese utilizar na rede de oficinas, pero o seu maior valor reside na transformación do entorno de produción do parque e na transformación da rede básica de empresas de produción como a fabricación industrial, as terminais portuarias e as minas de enerxía.

Agora estamos a promover a Internet industrial. Cremos que 5G pode permitir a dixitalización de escenas industriais porque 5G é unha excelente tecnoloxía de comunicación sen fíos con gran ancho de banda e baixo atraso, que pode realizar a conexión sen fíos de varios factores de produción en escenas industriais.

Tomemos, por exemplo, a fabricación industrial. Anteriormente, a fin de mellorar a automatización, para lograr o control dos equipos, o uso da tecnoloxía "bus industrial". Hai moitos tipos desta tecnoloxía, que se poden describir como "por todo o lugar".

Máis tarde, coa aparición da tecnoloxía Ethernet e IP, a industria formou un consenso, xunto coa evolución de Ethernet, hai "Ethernet industrial". Hoxe, non importa quen sexa o protocolo de interconexión industrial, basicamente está baseado en Ethernet.

Máis tarde, as empresas industriais descubriron que as conexións por cable limitaban demasiado a mobilidade: sempre había unha "trenza" na parte traseira do dispositivo que impedía a libre circulación.

Ademais, o modo de implantación da conexión por cable é máis problemático, o período de construción é longo, o custo é alto. Se hai algún problema co equipo ou o cable, a substitución tamén é moi lenta. Entón, a industria comezou a pensar en introducir tecnoloxía de comunicación sen fíos.

Como resultado, Wi-Fi, Bluetooth e outras tecnoloxías entraron no campo industrial.

Entón, para volver á pregunta anterior, por que 5G LAN cando hai wifi?

Aquí está o motivo:

1. O rendemento das redes Wi-Fi (especialmente Wi-Fi 4 e Wi-Fi 5) non é tan bo como 5G.

En termos de velocidade de transmisión e atraso, 5G pode satisfacer mellor as necesidades dos robots industriais (control do manipulador), inspección de calidade intelixente (recoñecemento de imaxes de alta velocidade), AGV (vehículo loxístico non tripulado) e outros escenarios.

En termos de cobertura, 5G ten unha área de cobertura maior que a wifi e pode cubrir mellor o campus. A capacidade de 5G para cambiar entre celas tamén é máis forte que a wifi, o que ofrecerá aos usuarios unha mellor experiencia de rede.

2. Os custos de mantemento da rede wifi son elevados.

Para construír unha rede wifi nun parque, as empresas deben conectar e mercar o seu propio equipo. Os equipos son amortizados, danados e substituídos, pero tamén son mantidos por persoal especial. Hai toneladas de dispositivos wifi e a configuración é complicada.

5G é diferente. Está construído e mantido por operadores e alugado por empresas (Wi-Fi fronte a 5G é un pouco como construír a túa propia habitación fronte á computación na nube).

En conxunto, o 5G será máis rendible.

3. 5G LAN ten funcións máis potentes.

A agrupación VN dunha LAN 5G mencionouse anteriormente. Ademais do illamento da comunicación, unha función máis importante da agrupación é lograr a diferenciación de QoS (nivel de servizo) das diferentes redes.

Por exemplo, unha empresa ten unha rede de oficinas, unha rede de sistemas de TI e unha rede OT.

OT significa Tecnoloxía Operativa. Trátase dunha rede que conecta a contorna industrial e equipamentos, como tornos, brazos robóticos, sensores, instrumentación, AGV, sistemas de monitorización, MES, PLCS, etc.

As diferentes redes teñen diferentes requisitos de rendemento. Algúns requiren baixa latencia, outros requiren un ancho de banda elevado e outros teñen menos requisitos.

Unha LAN 5G pode definir un rendemento de rede diferente en función de diferentes grupos de VN. Algunhas empresas, chámase "micro slice".

4. A LAN 5G é máis fácil de xestionar e máis segura.

Como se mencionou anteriormente, os datos de sinatura dos usuarios pódense modificar en 5G UDM nes dos operadores para agrupar os usuarios en grupos VN. Entón, temos que acudir ao servizo de atención ao cliente do operador cada vez que necesitemos cambiar a información do grupo dun terminal (unir, eliminar, cambiar)?

Por suposto que non.

Nas redes 5G, os operadores poden abrir o permiso de modificación aos administradores de redes empresariais mediante o desenvolvemento de interfaces, permitindo a modificación de autoservizo.

Por suposto, as empresas tamén poden establecer as súas propias políticas de rede privada segundo as súas propias necesidades.

Ao establecer conexións de datos, as empresas poden establecer mecanismos de autorización e autenticación para xestionar estritamente os grupos VN. Esta seguridade é moito máis forte e máis cómoda que a wifi.

Estudo de caso dunha LAN 5G

Vexamos os beneficios da LAN 5G a través dun exemplo específico de rede.

Primeiro de todo, unha empresa de fabricación, ten o seu propio taller, liña de produción (ou torno), precisa conectar o PLC eo PLC final de control a través da rede.

Cada cadea de montaxe ten moitos equipos, tamén independentes. É ideal para instalar módulos 5G en todos os dispositivos da cadea de montaxe. Non obstante, parece que será un pouco caro nesta fase.

Entón, a introdución da pasarela industrial 5G, ou 5G CPE, pode mellorar o rendemento dos custos. Adecuado para cable, conectado a un porto cableado (porto Ethernet ou porto PLC). Adecuado para sen fíos, conectado a 5G ou Wi-Fi.

Se 5G non admite 5G LAN (antes de R16), tamén é posible realizar a conexión entre o PLC e o controlador PLC. Non obstante, toda a rede 5G é un protocolo de capa 3 que depende do enderezo IP e o enderezo do terminal tamén é un enderezo IP, que non admite o reenvío de datos de capa 2. Para realizar a comunicación de extremo a extremo, débese engadir un AR (Access Router) a ambos os dous lados para establecer un túnel, encapsular o protocolo industrial de capa 2 no túnel e levalo ao extremo do peer.

Este método non só aumenta a complexidade, senón que tamén aumenta o custo (custo de compra do enrutador AR, man de obra de configuración do enrutador AR e custo de tempo). Se pensas nun obradoiro con miles de liñas, o custo sería asombroso.

Despois da introdución da LAN 5G, a rede 5G admite a transmisión directa do protocolo de capa 2, polo que os enrutadores AR xa non son necesarios. Ao mesmo tempo, a rede 5G pode proporcionar rutas para terminais sen enderezos IP e a UPF pode recoñecer os enderezos MAC dos terminais. Toda a rede convértese nunha rede minimalista dunha soa capa, que poden comunicarse entre si na capa 2.

A capacidade plug and play da LAN 5G pode integrarse perfectamente coas redes existentes dos clientes, reducindo o impacto nas redes existentes dos clientes e aforrando moitos custos sen renovacións e actualizacións extenuantes.

Desde unha perspectiva macro, 5G LAN é unha colaboración entre a tecnoloxía 5G e Ethernet. No futuro, o desenvolvemento da tecnoloxía TSN (rede sensible ao tempo) baseada na tecnoloxía Ethernet non se pode separar da axuda da LAN 5G.

Cómpre mencionar que 5G LAN, ademais de favorecer a construción da rede interna do parque, tamén se pode utilizar como complemento á tradicional rede de liñas dedicadas de empresas para conectar sucursais en diferentes lugares.

O módulo para a LAN 5G

Como podes ver, 5G LAN é unha tecnoloxía innovadora importante para 5G nas industrias verticais. Pode crear comunicacións de rede privada 5G máis fortes para axudar aos clientes a acelerar a súa transformación e actualización dixital.

Para implementar mellor a LAN 5G, ademais das actualizacións do lado da rede, tamén se necesita compatibilidade con módulos 5G.

No proceso de aterraxe comercial da tecnoloxía 5G LAN, Unigroup Zhangrui lanzou a primeira plataforma de chip de banda base 5G R16 Ready da industria: V516.

Con base nesta plataforma, Quectel, o fabricante líder de módulos en China, desenvolveu con éxito unha serie de módulos 5G compatibles coa tecnoloxía 5G LAN, e comercializouse, incluíndo RG500U, RG200U, RM500U e outros módulos LGA, M.2, Mini PCIe. .