Τι είναι το 5G LAN;

Συγγραφέας: Ulink Media

Ο καθένας πρέπει να είναι εξοικειωμένος με το 5G, το οποίο είναι η εξέλιξη του 4G και της τελευταίας τεχνολογίας κινητής τηλεφωνίας μας.

Για το LAN, θα πρέπει να είστε πιο εξοικειωμένοι με αυτό. Το πλήρες όνομά του είναι το τοπικό δίκτυο ή το LAN. Το οικιακό μας δίκτυο, καθώς και το δίκτυο στο εταιρικό γραφείο, είναι βασικά LAN. Με ασύρματο Wi-Fi, είναι ένα ασύρματο LAN (WLAN).

Γιατί λοιπόν λέω ότι το 5G LAN είναι ενδιαφέρον;

Το 5G είναι ένα ευρύ κυριτικό δίκτυο, ενώ το LAN είναι ένα μικρό δίκτυο δεδομένων περιοχής. Οι δύο τεχνολογίες φαίνονται άσχετες.

Με άλλα λόγια, το 5G και το LAN είναι δύο λέξεις που όλοι γνωρίζουν χωριστά. Αλλά μαζί, είναι λίγο συγκεχυμένη. Δεν είναι;

5G LAN, τι ακριβώς είναι;

Στην πραγματικότητα, το 5G LAN, για να το πούμε απλά, είναι να χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία 5G για να "ομαδοποιήσει" και να "κατασκευάσει" τερματικά για να σχηματίσει ένα δίκτυο LAN.

Ο καθένας έχει ένα τηλέφωνο 5G. Όταν χρησιμοποιείτε τηλέφωνα 5G, έχετε παρατηρήσει ότι το τηλέφωνό σας δεν μπορεί να αναζητήσει τους φίλους σας ακόμα και όταν βρίσκονται σε κοντινή απόσταση (ακόμη και πρόσωπο με πρόσωπο); Μπορείτε να επικοινωνείτε μεταξύ τους, επειδή τα δεδομένα ρέουν σε όλη τη διαδρομή στους διακομιστές του μεταφορέα σας ή του παρόχου υπηρεσιών Διαδικτύου.

Για τους σταθμούς βάσης, όλα τα κινητά τερματικά είναι "απομονωμένα" ο ένας από τον άλλο. Αυτό βασίζεται σε εκτιμήσεις ασφαλείας, τα τηλέφωνα χρησιμοποιούν τα δικά τους κανάλια, δεν παρεμβαίνουν μεταξύ τους.

Ένα LAN, από την άλλη πλευρά, συνδέει τα τερματικά (κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές κ.λπ.) σε μια περιοχή μαζί για να σχηματίσουν μια "ομάδα". Αυτό όχι μόνο διευκολύνει τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ τους, αλλά και εξοικονομεί την έξοδο Extranet.

Σε ένα LAN, τα τερματικά μπορούν να εντοπίσουν ο ένας τον άλλον με βάση τις διευθύνσεις MAC και να βρουν ο ένας τον άλλον (επικοινωνία Layer 2). Για να αποκτήσετε πρόσβαση στο εξωτερικό δίκτυο, η ρύθμιση ενός δρομολογητή, μέσω της θέσης IP, μπορεί επίσης να επιτύχει δρομολόγηση και εξόδου (επικοινωνία στρώματος 3).

Όπως όλοι γνωρίζουμε, "το 4G θα αλλάξει τη ζωή μας και το 5G θα αλλάξει την κοινωνία μας". Ως σήμερα η πιο συνηθισμένη τεχνολογία κινητής επικοινωνίας, 5G ώμους την αποστολή του "Διαδικτύου όλων και του ψηφιακού μετασχηματισμού εκατοντάδων γραμμών και χιλιάδων βιομηχανιών", οι οποίες πρέπει να βοηθήσουν τους χρήστες σε κάθετες βιομηχανίες να συνδεθούν.

Επομένως, το 5G δεν μπορεί να συνδέσει μόνο κάθε τερματικό με το σύννεφο, αλλά επίσης να συνειδητοποιήσει "κοντινή σύνδεση" μεταξύ τερματικών.

Επομένως, στο πρότυπο 3GPP R16, το 5G LAN εισήγαγε αυτό το νέο χαρακτηριστικό.

Αρχές και Χαρακτηριστικά του 5G LAN

Σε ένα δίκτυο 5G, οι διαχειριστές μπορούν να τροποποιήσουν τα δεδομένα στη βάση δεδομένων χρήστη (στοιχεία δικτύου UDM), να υπογράψουν σύμβαση παροχής υπηρεσιών με συγκεκριμένο αριθμό UE και στη συνέχεια να τα χωρίσουν στις ίδιες ή διαφορετικές ομάδες εικονικών δικτύων (VN).

Η βάση δεδομένων χρήστη παρέχει πληροφορίες ομάδας τερματικού αριθμού VN και πολιτικές πρόσβασης στα στοιχεία του δικτύου διαχείρισης (SMF, AMF, PCF κ.λπ.) του 5G Core Network (5GC). Η διαχείριση NE συνδυάζει αυτούς τους κανόνες πληροφοριών και πολιτικής σε διαφορετικά LAN. Αυτό είναι ένα 5G LAN.

Ένα 5G LAN υποστηρίζει την επικοινωνία του Layer 2 (το ίδιο τμήμα δικτύου, την άμεση πρόσβαση μεταξύ τους) καθώς και την επικοινωνία Layer 3 (σε όλα τα τμήματα δικτύου, με τη βοήθεια δρομολόγησης). Ένα 5G LAN υποστηρίζει unicast καθώς και multicast και εκπομπή. Εν ολίγοις, η λειτουργία αμοιβαίας πρόσβασης είναι πολύ ευέλικτη και η δικτύωση είναι πολύ απλή.

Από την άποψη του πεδίου εφαρμογής, ένα LAN 5G υποστηρίζει την επικοινωνία μεταξύ του ίδιου UPF (στοιχείο δικτύου των μέσων ενημέρωσης του δικτύου Core 5G) και των διαφορετικών UPFs. Αυτό ισοδυναμεί με το σπάσιμο του φυσικού ορίου απόστασης μεταξύ των ακροδεκτών (ακόμη και το Πεκίνο και η Σαγκάη μπορούν να επικοινωνήσουν).

Συγκεκριμένα, τα δίκτυα LAN 5G μπορούν να συνδεθούν με τα υπάρχοντα δίκτυα δεδομένων των χρηστών για το Plug and Play και την Mutual Access.

Σενάρια εφαρμογής και πλεονεκτήματα του 5G LAN

Το 5G LAN επιτρέπει την ομαδοποίηση και τη σύνδεση μεταξύ των συγκεκριμένων τερματικών 5G, διευκολύνοντας σε μεγάλο βαθμό την κατασκευή ενός πιο κινητού δικτύου LAN για επιχειρήσεις. Πολλοί αναγνώστες είναι βέβαιο ότι θα ρωτήσουν, δεν είναι ήδη δυνατή η κινητικότητα με την υπάρχουσα τεχνολογία Wi-Fi; Γιατί η ανάγκη για 5G LAN;

Μην ανησυχείτε, ας προχωρήσουμε.

Η τοπική δικτύωση που ενεργοποιήθηκε από το 5G LAN μπορεί να βοηθήσει τις επιχειρήσεις, τα σχολεία, τις κυβερνήσεις και τις οικογένειες να επικοινωνούν καλύτερα με τερματικά σε μια περιοχή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο δίκτυο γραφείων, αλλά η μεγαλύτερη αξία του έγκειται στον μετασχηματισμό του περιβάλλοντος παραγωγής του πάρκου και στον μετασχηματισμό του βασικού δικτύου επιχειρήσεων παραγωγής, όπως η βιομηχανική παραγωγή, τα τερματικά λιμένα και τα ορυχεία ενέργειας.

Τώρα προωθούμε το βιομηχανικό διαδίκτυο. Πιστεύουμε ότι το 5G μπορεί να επιτρέψει την ψηφιοποίηση των βιομηχανικών σκηνών, επειδή το 5G είναι μια εξαιρετική τεχνολογία ασύρματης επικοινωνίας με μεγάλο εύρος ζώνης και χαμηλή καθυστέρηση, η οποία μπορεί να συνειδητοποιήσει την ασύρματη σύνδεση διαφόρων παραγόντων παραγωγής σε βιομηχανικές σκηνές.

Πάρτε τη βιομηχανική κατασκευή, για παράδειγμα. Προηγουμένως, προκειμένου να βελτιωθεί η αυτοματοποίηση, η επίτευξη ελέγχου του εξοπλισμού, η χρήση της τεχνολογίας "βιομηχανικού λεωφορείου". Υπάρχουν πολλοί τύποι αυτής της τεχνολογίας, οι οποίοι μπορούν να περιγραφούν ως "σε όλη τη χώρα".

Αργότερα, με την εμφάνιση της τεχνολογίας Ethernet και IP, η βιομηχανία σχημάτισε συναίνεση, μαζί με την εξέλιξη του Ethernet, υπάρχει "βιομηχανική Ethernet". Σήμερα, ανεξάρτητα από το πρωτόκολλο βιομηχανικής διασύνδεσης, βασικά είναι το Ethernet.

Αργότερα, οι βιομηχανικές εταιρείες διαπίστωσαν ότι οι ενσύρματες συνδέσεις περιορίζουν πάρα πολύ την κινητικότητα - υπήρχε πάντα μια "πλεξούδα" στο πίσω μέρος της συσκευής που εμπόδισε την ελεύθερη κίνηση.

Επιπλέον, ο τρόπος ανάπτυξης της ενσύρματης σύνδεσης είναι πιο ενοχλητική, η περίοδος κατασκευής είναι μεγάλη, το κόστος είναι υψηλό. Εάν υπάρχει πρόβλημα με τον εξοπλισμό ή το καλώδιο, η αντικατάσταση είναι επίσης πολύ αργή. Έτσι, η βιομηχανία άρχισε να σκέφτεται να εισαγάγει την τεχνολογία ασύρματης επικοινωνίας.

Ως αποτέλεσμα, οι Wi-Fi, Bluetooth και άλλες τεχνολογίες έχουν εισέλθει στο βιομηχανικό πεδίο.

Έτσι, για να επιστρέψετε στην προηγούμενη ερώτηση, γιατί 5G LAN όταν υπάρχει Wi-Fi;

Εδώ είναι ο λόγος:

1. Η απόδοση των δικτύων Wi-Fi (ειδικά Wi-Fi 4 και Wi-Fi 5) δεν είναι τόσο καλή όσο 5g.

Όσον αφορά το ρυθμό μετάδοσης και την καθυστέρηση, το 5G μπορεί να καλύψει καλύτερα τις ανάγκες των βιομηχανικών ρομπότ (έλεγχος χειριστή), την έξυπνη επιθεώρηση ποιότητας (αναγνώριση εικόνας υψηλής ταχύτητας), AGV (μη επανδρωμένο όχημα logistics) και άλλα σενάρια.

Από την άποψη της κάλυψης, το 5G έχει μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης από το Wi-Fi και μπορεί να καλύψει καλύτερα την πανεπιστημιούπολη. Η ικανότητα του 5G να αλλάζει μεταξύ των κυττάρων είναι επίσης ισχυρότερη από το Wi-Fi, το οποίο θα φέρει στους χρήστες μια καλύτερη εμπειρία δικτύου.

2. Το κόστος συντήρησης δικτύου Wi-Fi είναι υψηλό.

Για να χτίσουν ένα δίκτυο Wi-Fi σε ένα πάρκο, οι επιχειρήσεις πρέπει να καλύψουν και να αγοράσουν το δικό τους εξοπλισμό. Ο εξοπλισμός υποτιμάται, έχει υποστεί βλάβη και αντικαταστάθηκε, αλλά και διατηρείται από ειδικό προσωπικό. Υπάρχουν τόνοι συσκευών Wi-Fi και η διαμόρφωση είναι μια ταλαιπωρία.

Το 5G είναι διαφορετικό. Είναι χτισμένο και συντηρημένο από τους φορείς εκμετάλλευσης και ενοικιάζεται από επιχειρήσεις (Wi-Fi έναντι 5G είναι λίγο σαν να χτίζετε το δικό σας δωμάτιο έναντι cloud computing).

Συνολικά, το 5G θα είναι πιο οικονομικά αποδοτικό.

3. 5G LAN έχει πιο ισχυρές λειτουργίες.

Η ομαδοποίηση VN ενός LAN 5G αναφέρθηκε νωρίτερα. Εκτός από την απομόνωση της επικοινωνίας, μια πιο σημαντική λειτουργία της ομαδοποίησης είναι η επίτευξη της διαφοροποίησης των διαφόρων δικτύων QoS (επίπεδο υπηρεσιών).

Για παράδειγμα, μια επιχείρηση διαθέτει δίκτυο γραφείων, δίκτυο συστήματος πληροφορικής και δίκτυο OT.

Το OT σημαίνει λειτουργική τεχνολογία. Πρόκειται για ένα δίκτυο που συνδέει το βιομηχανικό περιβάλλον και τον εξοπλισμό, όπως τόρνια, ρομποτικά όπλα, αισθητήρες, όργανα, AGV, συστήματα παρακολούθησης, MES, PLCs κ.λπ.

Τα διαφορετικά δίκτυα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Ορισμένοι απαιτούν χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση, μερικοί απαιτούν υψηλό εύρος ζώνης, και ορισμένοι έχουν λιγότερες απαιτήσεις.

Ένα 5G LAN μπορεί να καθορίσει διαφορετικές επιδόσεις δικτύου με βάση διαφορετικές ομάδες VN. Ορισμένες επιχειρήσεις, ονομάζεται "Micro Slice".

4. 5G LAN είναι ευκολότερο να διαχειριστεί και να είναι πιο ασφαλής.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα δεδομένα υπογραφής χρήστη μπορούν να τροποποιηθούν σε 5G UDM NEs των μεταφορέων για να ομαδοποιήσουν τους χρήστες σε ομάδες VN. Έτσι, πρέπει να πάμε στη εξυπηρέτηση πελατών μεταφορέα κάθε φορά που πρέπει να αλλάξουμε τις πληροφορίες ομάδας ενός τερματικού (συμμετέχετε, διαγραφή, αλλαγή);

Φυσικά όχι.

Σε δίκτυα 5G, οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να ανοίξουν την άδεια τροποποίησης σε διαχειριστές δικτύων επιχειρήσεων μέσω της ανάπτυξης διεπαφών, επιτρέποντας την τροποποίηση της αυτοεξυπηρέτησης.

Φυσικά, οι επιχειρήσεις μπορούν επίσης να καθορίσουν τις δικές τους πολιτικές ιδιωτικού δικτύου ανάλογα με τις δικές τους ανάγκες.

Κατά τη δημιουργία συνδέσεων δεδομένων, οι επιχειρήσεις μπορούν να ορίσουν μηχανισμούς εξουσιοδότησης και ελέγχου ταυτότητας για να διαχειριστούν αυστηρά τις ομάδες VN. Αυτή η ασφάλεια είναι πολύ ισχυρότερη και πιο βολική από το Wi-Fi.

Μια μελέτη περίπτωσης ενός LAN 5G

Ας ρίξουμε μια ματιά στα οφέλη του 5G LAN μέσω ενός συγκεκριμένου παράδειγμα δικτύωσης.

Πρώτα απ 'όλα, μια επιχείρηση παραγωγής, διαθέτει το δικό της εργαστήριο, τη γραμμή παραγωγής (ή τον τόρνο), πρέπει να συνδέσει το τέλος ελέγχου PLC και PLC μέσω του δικτύου.

Κάθε γραμμή συναρμολόγησης έχει πολύ εξοπλισμό, επίσης ανεξάρτητο. Είναι ιδανικό για εγκατάσταση μονάδων 5G σε κάθε συσκευή στη γραμμή συναρμολόγησης. Ωστόσο, φαίνεται ότι θα είναι λίγο ακριβό σε αυτό το στάδιο.

Στη συνέχεια, η εισαγωγή της βιομηχανικής πύλης 5G, ή 5G CPE, μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του κόστους. Κατάλληλο για ενσύρματο, συνδεδεμένο με ενσύρματη θύρα (θύρα Ethernet ή θύρα PLC). Κατάλληλο για ασύρματη, συνδεδεμένη με 5G ή Wi-Fi.

Εάν το 5G δεν υποστηρίζει 5G LAN (πριν από το R16), είναι επίσης δυνατό να πραγματοποιηθεί η σύνδεση μεταξύ του ελεγκτή PLC και PLC. Ωστόσο, ολόκληρο το δίκτυο 5G είναι ένα πρωτόκολλο Layer 3 που βασίζεται στην διεύθυνση IP και η διεύθυνση τερματικού είναι επίσης μια διεύθυνση IP, η οποία δεν υποστηρίζει την προώθηση δεδομένων του Layer 2. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η επικοινωνία από άκρο σε άκρο, πρέπει να προστεθεί και στις δύο πλευρές ένα AR (δρομολογητής πρόσβασης) για να δημιουργήσει μια σήραγγα, να ενσωματώσει το πρωτόκολλο βιομηχανικού στρώματος 2 στη σήραγγα και να το φέρει στο άκρο των ομοτίμων.

Αυτή η μέθοδος όχι μόνο αυξάνει την πολυπλοκότητα, αλλά αυξάνει επίσης το κόστος (κόστος αγοράς δρομολογητή AR, διαμόρφωση δρομολογητή AR και κόστος χρόνου). Εάν σκεφτείτε ένα εργαστήριο με χιλιάδες γραμμές, το κόστος θα ήταν συγκλονιστικό.

Μετά την εισαγωγή του 5G LAN, το δίκτυο 5G υποστηρίζει την άμεση μετάδοση του πρωτοκόλλου Layer 2, οπότε οι δρομολογητές AR δεν χρειάζονται πλέον. Ταυτόχρονα, το δίκτυο 5G μπορεί να παρέχει διαδρομές για τερματικά χωρίς διευθύνσεις IP και το UPF μπορεί να αναγνωρίσει τις διευθύνσεις MAC των τερματικών. Το σύνολο του δικτύου γίνεται ένα μινιμαλιστικό δίκτυο μονής στρώσης, το οποίο μπορεί να επικοινωνεί μεταξύ τους στο Layer 2.

Η ικανότητα Plug και Play του 5G LAN μπορεί να ενσωματωθεί τέλεια με τα υπάρχοντα δίκτυα των πελατών, να μειώσει τον αντίκτυπο στα υπάρχοντα δίκτυα των πελατών και να εξοικονομήσει πολλά έξοδα χωρίς έντονη ανακαίνιση και αναβάθμιση.

Από τη μακροοικονομική άποψη, το 5G LAN είναι μια συνεργασία μεταξύ 5G και τεχνολογίας Ethernet. Στο μέλλον, η ανάπτυξη της τεχνολογίας TSN (Time Sensitive Network) που βασίζεται στην τεχνολογία Ethernet δεν μπορεί να διαχωριστεί από τη βοήθεια του 5G LAN.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το 5G LAN, εκτός από την ευνοϊκή για την κατασκευή του εσωτερικού δικτύου του πάρκου, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα του παραδοσιακού δικτύου ειδικών επιχειρήσεων για τη σύνδεση κλάδων σε διαφορετικά μέρη.

Η ενότητα για το 5G LAN

Όπως μπορείτε να δείτε, το 5G LAN είναι μια σημαντική καινοτόμος τεχνολογία για 5G σε κάθετες βιομηχανίες. Μπορεί να δημιουργήσει ισχυρότερες επικοινωνίες ιδιωτικών δικτύων 5G για να βοηθήσει τους πελάτες να επιταχύνουν τον ψηφιακό μετασχηματισμό και την αναβάθμιση.

Προκειμένου να αναπτυχθεί καλύτερα 5G LAN, εκτός από τις αναβαθμίσεις της πλευράς δικτύου, απαιτείται επίσης υποστήριξη μονάδων 5G.

Στη διαδικασία της εμπορικής προσγείωσης της τεχνολογίας LAN 5G, η Unigroup Zhangrui ξεκίνησε την πρώτη πλατφόρμα Chip BaseBand της βιομηχανίας 5G R16 - V516.

Με βάση αυτή την πλατφόρμα, ο Quectel, ο κορυφαίος κατασκευαστής μονάδων στην Κίνα, έχει αναπτύξει επιτυχώς μια σειρά από μονάδες 5G που υποστηρίζουν την τεχνολογία 5G LAN και έχει εμπορευματοποιηθεί, συμπεριλαμβανομένων των RG500U, RG200U, RM500U και άλλων LGA, M.2, Mini PCIE Modules.