Que é a LAN 5G?

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.

No caso dunha 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. No caso da Wi-Fi sen fíos, trátase dunha LAN sen fíos (WLAN).

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

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

Noutras palabras, 5G e LAN son dúas palabras que todo o mundo coñece por separado. Pero xuntas, resulta un pouco confusa. Non si?

LAN 5G, que é exactamente?

De feito, a LAN 5G, para dicilo sinxelamente, consiste en usar a tecnoloxía 5G para "agrupar" e "construír" terminais para formar unha rede LAN.

Todo o mundo ten un teléfono 5G. Cando usas teléfonos 5G, notaches que o teu teléfono non pode buscar os teus amigos mesmo cando están moi preto (nin sequera cara a cara)? Podes comunicarte entre ti 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 os seus propios canais e non interfiren entre si.

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

Nunha LAN, os terminais poden localizarse mutuamente en función dos seus enderezos MAC e atoparse mutuamente (comunicación de capa 2). Para acceder á rede externa, configurar un enrutador que, 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, o 5G asume a misión de «a Internet de todo e a transformación dixital de centos de liñas e miles de industrias», o que debe axudar aos usuarios das industrias verticais a conectarse.

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

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

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 seguir, dividilos nos mesmos grupos de redes virtuais (VN) ou en diferentes.

A base de datos de usuarios proporciona información sobre o grupo VN do número de terminal e políticas de acceso aos elementos de rede de xestión (SMF, AMF, PCF, etc.) da rede central 5G (5GC). O NE de xestión combina esta información e regras de políticas en diferentes LAN. Trátase dunha LAN 5G.

Unha LAN 5G admite comunicación de capa 2 (mesmo segmento de rede, acceso directo entre si) así como comunicación de capa 3 (a través de 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 rede é moi sinxela.

En termos de alcance, unha LAN 5G admite a comunicación entre a mesma UPF (elemento de rede do lado multimedia da rede central 5G) e diferentes UPF. Isto equivale a romper o límite de distancia física entre terminais (ata Pequín e Shanghai poden comunicarse).

En particular, as redes LAN 5G poden conectarse ás redes de datos existentes dos usuarios para conectar e usar e acceder mutuamente.

Escenarios de aplicación e vantaxes da LAN 5G

A LAN 5G permite a agrupación e a conexión entre terminais 5G específicos, o que facilita enormemente a construción dunha rede LAN máis móbil para as empresas. Moitos lectores seguramente preguntarán, non é xa posible a mobilidade coa tecnoloxía Wi-Fi existente? Por que a necesidade dunha LAN 5G?

Non te preocupes, sigamos adiante.

A creación de redes locais habilitadas pola LAN 5G pode axudar ás empresas, escolas, gobernos e familias a comunicarse mellor cos terminais dunha rexión. Pode usarse na rede de oficinas, pero o seu maior valor reside na transformación do ambiente de produción do parque e na transformación da rede básica de empresas de produción como a fabricación industrial, os terminais portuarios e as minas de enerxía.

Agora estamos a promover a Internet industrial. Cremos que o 5G pode permitir a dixitalización dos escenarios industriais porque o 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 escenarios industriais.

Tomemos como exemplo a fabricación industrial. Anteriormente, para mellorar a automatización e lograr o control dos equipos, utilizábase a tecnoloxía de "bus industrial". Existen moitos tipos desta tecnoloxía, que se poden describir como "por todas partes".

Máis tarde, coa aparición da tecnoloxía Ethernet e IP, a industria formou un consenso e, xunto coa evolución de Ethernet, existe a "Ethernet industrial". Hoxe en día, independentemente do protocolo de interconexión industrial, basicamente baséase 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 o movemento libre.

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

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

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

Aquí tes a razón:

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

En termos de velocidade de transmisión e retardo, o 5G pode satisfacer mellor as necesidades dos robots industriais (control de manipuladores), a inspección intelixente de calidade (recoñecemento de imaxes de alta velocidade), os AGV (vehículos loxísticos non tripulados) e outros escenarios.

En termos de cobertura, o 5G ten unha área de cobertura maior que o wifi e pode cubrir mellor o campus. A capacidade do 5G para cambiar entre celas tamén é máis forte que a do wifi, o que lles proporcionará 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 teñen que cablear e mercar os seus propios equipos. Os equipos deprecianse, dananse e substitúense, pero tamén o mantén persoal especializado. Hai moitísimos dispositivos wifi e a configuración é un problema.

O 5G é diferente. É construído e mantido polos operadores e alugado polas empresas (o wifi fronte ao 5G é un pouco como construír a túa propia habitación fronte á computación na nube).

En conxunto, o 5G será máis rendible.

3. A LAN 5G ten funcións máis potentes.

A agrupación VN dunha LAN 5G xa foi mencionada 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 informáticos e unha rede de TO.

OT significa Tecnoloxía Operacional. É unha rede que conecta o entorno industrial e os equipos, como tornos, brazos robóticos, sensores, instrumentación, AGV, sistemas de monitorización, MES, PLC, etc.

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

Unha LAN 5G pode definir un rendemento de rede diferente en función de diferentes grupos de VN. Nalgunhas empresas, isto chámase "microporción".

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

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

Por suposto que non.

Nas redes 5G, os operadores poden abrir o permiso de modificación aos administradores de rede empresarial mediante o desenvolvemento de interfaces, o que permite a modificación en autoservizo.

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

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

Un estudo de caso dunha LAN 5G

Vexamos as vantaxes da LAN 5G a través dun exemplo de rede específico.

En primeiro lugar, unha empresa de fabricación ten o seu propio taller, liña de produción (ou torno) e necesita conectar o PLC e o extremo de control do PLC a través da rede.

Cada liña de montaxe ten moitos equipos, tamén independentes. O ideal é instalar módulos 5G en cada dispositivo da liña de montaxe. Non obstante, parece que será un pouco caro nesta fase.

Entón, a introdución dunha pasarela industrial 5G, ou CPE 5G, pode mellorar o rendemento en termos de custos. Apto para conexión con cable, conectado a un porto con cable (porto Ethernet ou porto PLC). Apto para conexión sen fíos, conectado a 5G ou Wi-Fi.

Se o 5G non admite LAN 5G (antes da R16), tamén é posible realizar a conexión entre o PLC e o controlador do 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, o que non admite o reenvío de datos de capa 2. Para realizar a comunicación de extremo a extremo, débese engadir un AR (router de acceso) en ambos os dous lados para establecer un túnel, encapsular o protocolo industrial de capa 2 no túnel e levalo ao extremo do igual.

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

Tras a introdución da rede local 5G, a rede 5G admite a transmisión directa do protocolo de capa 2, polo que xa non se necesitan enrutadores AR. 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 pode 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 unha renovación e actualización extenuantes.

Desde unha perspectiva macro, a LAN 5G 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 pode separarse da axuda da LAN 5G.

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

O módulo para a LAN 5G

Como podedes ver, a rede local 5G é unha tecnoloxía innovadora importante para o 5G en industrias verticais. Pode construír comunicacións de rede privada 5G máis fortes para axudar aos clientes a acelerar a súa transformación e actualización dixitais.

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

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

Baseándose nesta plataforma, Quectel, o fabricante líder de módulos na China, desenvolveu con éxito varios módulos 5G compatibles coa tecnoloxía LAN 5G e comercializouse, incluíndo RG500U, RG200U, RM500U e outros módulos de paquetes LGA, M.2 e Mini PCIe.