Τι είναι το 5G LAN;

Συγγραφέας: Ulink Media

Όλοι πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με το 5G, το οποίο είναι η εξέλιξη του 4G και της τελευταίας τεχνολογίας κινητής επικοινωνίας μας.

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

Γιατί λοιπόν λέω ότι το 5G LAN είναι ενδιαφέρον;

Το 5G είναι ένα ευρύ κυψελοειδές δίκτυο, ενώ το LAN είναι ένα δίκτυο δεδομένων μικρής περιοχής. Οι δύο τεχνολογίες φαίνονται άσχετες μεταξύ τους.

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

5G LAN, Τι ακριβώς είναι;

Στην πραγματικότητα, το 5G LAN, για να το θέσω απλά, είναι να χρησιμοποιείς την τεχνολογία 5G για να «ομαδοποιήσεις» και να «χτίσεις» τερματικά για να σχηματίσεις ένα δίκτυο LAN.

Όλοι έχουν ένα τηλέφωνο 5G. Όταν χρησιμοποιείτε τηλέφωνα 5G, έχετε παρατηρήσει ότι το τηλέφωνό σας δεν μπορεί να αναζητήσει τους φίλους σας ακόμη και όταν βρίσκονται σε κοντινή απόσταση (ακόμη και πρόσωπο με πρόσωπο); Μπορείτε να επικοινωνήσετε μεταξύ σας επειδή τα δεδομένα ρέουν παντού στους διακομιστές της εταιρείας κινητής τηλεφωνίας ή του παρόχου υπηρεσιών Διαδικτύου.

Για τους σταθμούς βάσης, όλα τα κινητά τερματικά είναι «απομονωμένα» μεταξύ τους. Αυτό βασίζεται σε λόγους ασφαλείας, τα τηλέφωνα χρησιμοποιούν τα δικά τους κανάλια, δεν παρεμβαίνουν μεταξύ τους.

Ένα LAN, από την άλλη πλευρά, συνδέει 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 εξοικονομεί και την έξοδο του extranet.

Σε ένα LAN, τα τερματικά μπορούν να εντοπίζουν το ένα το άλλο με βάση τις διευθύνσεις MAC τους και να βρίσκουν το ένα το άλλο (επικοινωνία επιπέδου 2). Για πρόσβαση στο εξωτερικό δίκτυο, ρυθμίστε έναν δρομολογητή, μέσω της θέσης IP, μπορείτε επίσης να επιτύχετε δρομολόγηση μέσα και έξω (επικοινωνία επιπέδου 3).

Όπως όλοι γνωρίζουμε, «το 4G θα αλλάξει τη ζωή μας και το 5G θα αλλάξει την κοινωνία μας». Ως η πιο κυρίαρχη τεχνολογία κινητής επικοινωνίας αυτή τη στιγμή, το 5G επωμίζεται την αποστολή του «Διαδικτύου των πάντων και του ψηφιακού μετασχηματισμού εκατοντάδων γραμμών και χιλιάδων βιομηχανιών», που πρέπει να βοηθήσει τους χρήστες σε κάθετες βιομηχανίες να συνδεθούν.

Ως εκ τούτου, το 5G δεν μπορεί μόνο να συνδέει κάθε τερματικό με το cloud, αλλά να πραγματοποιεί και «κοντινή σύνδεση» μεταξύ των τερματικών.

Επομένως, στο πρότυπο 3GPP R16, το 5G LAN εισήγαγε αυτή τη νέα δυνατότητα.

Αρχές και Χαρακτηριστικά του 5G LAN

Σε ένα Δίκτυο 5G, οι διαχειριστές μπορούν να τροποποιήσουν τα δεδομένα στη βάση δεδομένων των χρηστών (στοιχεία δικτύου UDM), να υπογράψουν μια σύμβαση υπηρεσίας με έναν καθορισμένο αριθμό UE και στη συνέχεια να τα χωρίσουν στις ίδιες ή διαφορετικές ομάδες εικονικού δικτύου (VN).

Η βάση δεδομένων χρηστών παρέχει πληροφορίες για την ομάδα VN αριθμού τερματικού και πολιτικές πρόσβασης στα στοιχεία δικτύου διαχείρισης (SMF, AMF, PCF, κ.λπ.) του βασικού δικτύου 5G (5GC). Η διαχείριση NE συνδυάζει αυτές τις πληροφορίες και τους κανόνες πολιτικής σε διαφορετικά LAN. Αυτό είναι ένα LAN 5G.

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

Όσον αφορά το εύρος, ένα LAN 5G υποστηρίζει την επικοινωνία μεταξύ του ίδιου UPF (στοιχείο πλευρικού δικτύου μέσων του βασικού δικτύου 5G) και διαφορετικών UPF. Αυτό ισοδυναμεί με υπέρβαση του ορίου φυσικής απόστασης μεταξύ των τερματικών (ακόμη και το Πεκίνο και η Σαγκάη μπορούν να επικοινωνήσουν).

Συγκεκριμένα, τα δίκτυα LAN 5G μπορούν να συνδέονται με τα υπάρχοντα δίκτυα δεδομένων των χρηστών για plug and play και αμοιβαία πρόσβαση.

Σενάρια εφαρμογής και πλεονεκτήματα του 5G LAN

Το 5G LAN επιτρέπει την ομαδοποίηση και τη σύνδεση μεταξύ καθορισμένων τερματικών 5G, διευκολύνοντας σημαντικά την κατασκευή ενός πιο κινητού δικτύου LAN για επιχειρήσεις. Πολλοί αναγνώστες σίγουρα θα ρωτήσουν, δεν είναι ήδη δυνατή η κινητικότητα με την υπάρχουσα τεχνολογία Wi-Fi; Γιατί χρειάζεται ένα LAN 5G;

Μην ανησυχείς, ας προχωρήσουμε.

Η τοπική δικτύωση που ενεργοποιείται 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 παραγωγικών επιχειρήσεων όπως η βιομηχανική μεταποίηση, οι λιμενικοί τερματικοί σταθμοί και τα ορυχεία ενέργειας.

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

Πάρτε για παράδειγμα τη βιομηχανική παραγωγή. Προηγουμένως, προκειμένου να γίνει καλύτερος αυτοματισμός, να επιτευχθεί ο έλεγχος του εξοπλισμού, η χρήση της τεχνολογίας «βιομηχανικού λεωφορείου». Υπάρχουν πολλοί τύποι αυτής της τεχνολογίας, οι οποίοι μπορούν να περιγραφούν ως "παντού".

Αργότερα, με την εμφάνιση του Ethernet και της τεχνολογίας IP, ο κλάδος διαμορφώθηκε σε συναίνεση, μαζί με την εξέλιξη του Ethernet, υπάρχει το «βιομηχανικό Ethernet». Σήμερα, ανεξάρτητα από το ποιος είναι το πρωτόκολλο βιομηχανικής διασύνδεσης, βασικά βασίζεται σε Ethernet.

Αργότερα, οι βιομηχανικές εταιρείες διαπίστωσαν ότι οι ενσύρματες συνδέσεις περιόρισαν υπερβολικά την κινητικότητα - υπήρχε πάντα μια «πλέξη» στο πίσω μέρος της συσκευής που εμπόδιζε την ελεύθερη κίνηση.

Επιπλέον, ο τρόπος ανάπτυξης της ενσύρματης σύνδεσης είναι πιο ενοχλητικός, 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 την εισαγωγή της τεχνολογίας ασύρματων επικοινωνιών.

Ως αποτέλεσμα, το Wi-Fi, το Bluetooth και άλλες τεχνολογίες έχουν εισέλθει στον βιομηχανικό χώρο.

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

Ιδού ο λόγος:

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

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

Όσον αφορά την κάλυψη, το 5G έχει μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης από το Wi-Fi και μπορεί να καλύψει καλύτερα την πανεπιστημιούπολη. Η ικανότητα του 5G να εναλλάσσεται μεταξύ κυψελών είναι επίσης ισχυρότερη από το Wi-Fi, γεγονός που θα προσφέρει στους χρήστες καλύτερη εμπειρία δικτύου.

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

Για να δημιουργήσουν ένα δίκτυο Wi-Fi σε ένα πάρκο, οι επιχειρήσεις πρέπει να καλωδιώσουν και να αγοράσουν τον δικό τους εξοπλισμό. Ο εξοπλισμός αποσβένεται, καταστραφεί και αντικαθίσταται, αλλά και συντηρείται από ειδικό προσωπικό. Υπάρχουν τόνοι συσκευών Wi-Fi και η διαμόρφωση είναι μια ταλαιπωρία.

Το 5G είναι διαφορετικό. Κατασκευάζεται και συντηρείται από χειριστές και ενοικιάζεται από επιχειρήσεις (το Wi-Fi έναντι του 5G μοιάζει λίγο με το να χτίζεις το δικό σου δωμάτιο έναντι του υπολογιστικού νέφους).

Συνολικά, το 5G θα είναι πιο οικονομικό.

3. Το LAN 5G 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 QoS (επίπεδο υπηρεσίας) των διαφορετικών δικτύων.

Για παράδειγμα, μια επιχείρηση έχει ένα δίκτυο γραφείου, ένα δίκτυο συστήματος πληροφορικής και ένα δίκτυο OT.

Το OT σημαίνει Operational Technology. Είναι ένα δίκτυο που συνδέει το βιομηχανικό περιβάλλον και τον εξοπλισμό, όπως τόρνους, ρομποτικούς βραχίονες, αισθητήρες, όργανα, AGV, συστήματα παρακολούθησης, MES, PLCS κ.λπ.

Τα διαφορετικά δίκτυα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις απόδοσης. Ορισμένα απαιτούν χαμηλό λανθάνοντα χρόνο, άλλα απαιτούν υψηλό εύρος ζώνης και άλλα έχουν λιγότερες απαιτήσεις.

Ένα LAN 5G μπορεί να ορίσει διαφορετικές επιδόσεις δικτύου με βάση διαφορετικές ομάδες VN. Ορισμένες επιχειρήσεις, ονομάζεται "micro slice".

4. Το LAN 5G είναι πιο εύκολο στη διαχείριση και πιο ασφαλές.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα δεδομένα υπογραφής χρήστη μπορούν να τροποποιηθούν σε 5G UDM παρόχων για να ομαδοποιήσουν τους χρήστες σε ομάδες VN. Επομένως, πρέπει να πηγαίνουμε στην εξυπηρέτηση πελατών της εταιρείας κινητής τηλεφωνίας κάθε φορά που χρειάζεται να αλλάξουμε τις πληροφορίες ομάδας ενός τερματικού (συμμετοχή, διαγραφή, αλλαγή);

Φυσικά και όχι.

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

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

Κατά τη δημιουργία συνδέσεων δεδομένων, οι επιχειρήσεις μπορούν να ορίσουν μηχανισμούς εξουσιοδότησης και ελέγχου ταυτότητας για να διαχειρίζονται 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 παραδείγματος δικτύωσης.

Πρώτα απ 'όλα, μια μεταποιητική επιχείρηση, έχει το δικό της εργαστήριο, γραμμή παραγωγής (ή τόρνο), πρέπει να συνδέσει το PLC και το άκρο ελέγχου PLC μέσω του δικτύου.

Κάθε γραμμή συναρμολόγησης έχει πολύ εξοπλισμό, επίσης ανεξάρτητο. Είναι ιδανικό να εγκαταστήσετε μονάδες 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 κόστους. Κατάλληλο για ενσύρματη, συνδεδεμένη σε ενσύρματη θύρα (θύρα Ethernet ή θύρα PLC). Κατάλληλο για ασύρματο, συνδεδεμένο σε 5G ή Wi-Fi.

Εάν το 5G δεν υποστηρίζει LAN 5G (πριν από το R16), είναι επίσης δυνατό να πραγματοποιηθεί η σύνδεση μεταξύ PLC και ελεγκτή PLC. Ωστόσο, ολόκληρο το δίκτυο 5G είναι ένα πρωτόκολλο επιπέδου 3 που βασίζεται στη διεύθυνση IP και η διεύθυνση τερματικού είναι επίσης μια διεύθυνση IP, η οποία δεν υποστηρίζει την προώθηση δεδομένων επιπέδου 2. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί επικοινωνία από άκρο σε άκρο, πρέπει να προστεθεί ένας AR (Access Router) και στις δύο πλευρές για να δημιουργήσει μια σήραγγα, να ενθυλακώσει το βιομηχανικό πρωτόκολλο Layer 2 στη σήραγγα και να το φέρει στο ομότιμο άκρο.

Αυτή η μέθοδος όχι μόνο αυξάνει την πολυπλοκότητα, αλλά αυξάνει και το κόστος (κόστος αγοράς δρομολογητή AR, ανθρώπινο δυναμικό διαμόρφωσης δρομολογητή AR και κόστος χρόνου). Αν σκεφτείτε ένα εργαστήριο με χιλιάδες γραμμές, το κόστος θα ήταν εκπληκτικό.

Μετά την εισαγωγή του 5G LAN, το δίκτυο 5G υποστηρίζει την άμεση μετάδοση του πρωτοκόλλου Layer 2, επομένως 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. Ολόκληρο το δίκτυο γίνεται ένα μινιμαλιστικό δίκτυο μονού επιπέδου, το οποίο μπορεί να επικοινωνεί μεταξύ τους στο επίπεδο 2.

Η δυνατότητα plug and play του 5G LAN μπορεί να ενσωματωθεί τέλεια με τα υπάρχοντα δίκτυα των πελατών, μειώνοντας τον αντίκτυπο στα υπάρχοντα δίκτυα των πελατών και εξοικονομώντας πολλά έξοδα χωρίς έντονη ανακαίνιση και αναβάθμιση.

Από 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 LAN 5G.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το 5G LAN, εκτός από το ότι ευνοεί την κατασκευή του εσωτερικού δικτύου του πάρκου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως συμπλήρωμα του παραδοσιακού δικτύου αποκλειστικής γραμμής επιχειρήσεων για τη σύνδεση υποκαταστημάτων σε διαφορετικά σημεία.

Η μονάδα για το LAN 5G

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

Προκειμένου να αναπτυχθεί καλύτερα το 5G LAN, εκτός από τις αναβαθμίσεις από την πλευρά του δικτύου, απαιτείται επίσης υποστήριξη μονάδας 5G.

Στη διαδικασία της εμπορικής προσγείωσης της τεχνολογίας 5G LAN, η Unigroup Zhangrui παρουσίασε την πρώτη πλατφόρμα τσιπ βασικής ζώνης 5G R16 Ready της βιομηχανίας — V516.

Με βάση αυτή την πλατφόρμα, η Quectel, ο κορυφαίος κατασκευαστής μονάδων στην Κίνα, έχει αναπτύξει με επιτυχία έναν αριθμό μονάδων 5G που υποστηρίζουν την τεχνολογία 5G LAN και έχει διατεθεί στο εμπόριο, συμπεριλαμβανομένων των RG500U, RG200U, RM500U και άλλων ενοτήτων πακέτων LGA, M.2, Mini PCIe .