Vad är 5G LAN?

Författare: Ulink Media

Alla borde känna till 5G, som är utvecklingen av 4G och vår senaste mobilkommunikationsteknik.

För LAN bör du vara mer bekant med det. Dess fullständiga namn är lokalt nätverk eller LAN. Vårt hemnätverk, liksom nätverket på företagskontoret, är i grunden LAN. Med trådlöst Wi-Fi är det ett trådlöst LAN (WLAN).

Så varför säger jag att 5G LAN är intressant?

5G är ett brett mobilnät, medan LAN är ett litet datanätverk. De två teknikerna verkar orelaterade.

Med andra ord är 5G och LAN två ord som alla känner till separat. Men tillsammans är det lite förvirrande. Är det inte?

5G LAN, vad är det egentligen?

Faktum är att 5G LAN, för att uttrycka det enkelt, är att använda 5G-teknik för att "gruppera" och "bygga" terminaler för att bilda ett LAN-nätverk.

Alla har en 5G-telefon. När du använder 5G-telefoner, har du märkt att din telefon inte kan söka efter dina vänner även när de är i närheten (även ansikte mot ansikte)? Ni kan kommunicera med varandra eftersom data strömmar hela vägen runt till servrarna hos din operatör eller internetleverantör.

För basstationer är alla mobilterminaler "isolerade" från varandra. Detta är baserat på säkerhetsöverväganden, telefonerna använder sina egna kanaler, stör inte varandra.

Ett LAN, å andra sidan, kopplar samman terminaler (mobiltelefoner, datorer etc.) i ett område för att bilda en "grupp". Detta underlättar inte bara dataöverföringen mellan varandra, utan sparar också extranätsutgången.

I ett LAN kan terminaler lokalisera varandra baserat på deras MAC-adresser och hitta varandra (Layer 2-kommunikation). För att komma åt det externa nätverket, konfigurera en router, via IP-platsen, kan också uppnå routing in och ut (Layer 3-kommunikation).

Som vi alla vet, "4G kommer att förändra våra liv och 5G kommer att förändra vårt samhälle". Som den mest vanliga mobilkommunikationstekniken för närvarande, axlar 5G uppdraget "allts internet och den digitala transformationen av hundratals linjer och tusentals industrier", vilket måste hjälpa användare i vertikala industrier att ansluta sig.

Därför kan 5G inte bara ansluta varje terminal till molnet, utan också realisera "närliggande anslutning" mellan terminaler.

Därför, i 3GPP R16-standarden, introducerade 5G LAN denna nya funktion.

Principer och egenskaper för 5G LAN

I ett 5G-nätverk kan administratörer ändra data i användardatabasen (UDM-nätverkselement), teckna ett serviceavtal med ett specificerat UE-nummer och sedan dela upp dem i samma eller olika virtuella nätverksgrupper (VN).

Användardatabasen tillhandahåller terminalnummer VN-gruppinformation och åtkomstpolicyer till hanteringsnätverkselementen (SMF, AMF, PCF, etc.) i 5G-kärnnätverket (5GC). Management NE kombinerar dessa informations- och policyregler till olika Lans. Detta är ett 5G LAN.

Ett 5G LAN stödjer Layer 2-kommunikation (samma nätverkssegment, direkt åtkomst till varandra) samt Layer 3-kommunikation (över nätverkssegment, med hjälp av routing). Ett 5G LAN stöder unicast såväl som multicast och broadcast. Kort sagt, läget för ömsesidig åtkomst är mycket flexibelt, och nätverket är mycket enkelt.

När det gäller omfattning stöder ett 5G LAN kommunikation mellan samma UPF (mediaside network element of the 5G core network) och olika UPF. Detta är liktydigt med att bryta den fysiska avståndsgränsen mellan terminaler (även Peking och Shanghai kan kommunicera).

I synnerhet kan 5G LAN-nätverk ansluta till användarnas befintliga datanätverk för plug and play och ömsesidig åtkomst.

Applikationsscenarier och fördelar med 5G LAN

5G LAN möjliggör gruppering och anslutning mellan specificerade 5G-terminaler, vilket i hög grad underlättar byggandet av ett mer mobilt LAN-nätverk för företag. Många läsare undrar säkert, är inte mobilitet redan möjlig med befintlig Wi-Fi-teknik? Varför behövs ett 5G LAN?

Oroa dig inte, låt oss gå vidare.

Det lokala nätverket som möjliggörs av 5G LAN kan hjälpa företag, skolor, myndigheter och familjer att bättre kommunicera med terminaler i en region. Det kan användas i kontorsnätverket, men dess större värde ligger i omvandlingen av produktionsmiljön i parken och omvandlingen av det grundläggande nätverket av produktionsföretag som industriell tillverkning, hamnterminaler och energigruvor.

Vi marknadsför nu det industriella Internet. Vi tror att 5G kan möjliggöra digitalisering av industriella scener eftersom 5G är en utmärkt trådlös kommunikationsteknik med stor bandbredd och låg fördröjning, som kan realisera den trådlösa anslutningen av olika produktionsfaktorer i industriella scener.

Ta till exempel industriell tillverkning. Tidigare, för att bättre automatisera, för att uppnå utrustningskontroll, användandet av "industribuss" -teknik. Det finns många typer av denna teknik, som kan beskrivas som "all over the place".

Senare, med framväxten av Ethernet och IP-teknik, bildade industrin en konsensus, tillsammans med utvecklingen av Ethernet, finns det "industriellt Ethernet". Idag, oavsett vem som har industriellt sammankopplingsprotokoll, är det i princip Ethernet-baserat.

Senare upptäckte industriföretag att trådbundna anslutningar begränsade rörligheten för mycket - det fanns alltid en "fläta" på baksidan av enheten som förhindrade fri rörlighet.

Dessutom är utbyggnadsläget för trådbunden anslutning mer besvärligt, byggtiden är lång, kostnaden är hög. Om det är problem med utrustningen eller kabeln går bytet också mycket långsamt. Så industrin började fundera på att introducera trådlös kommunikationsteknik.

Som ett resultat har Wi-Fi, Bluetooth och andra tekniker kommit in på industriområdet.

Så, för att återgå till föregående fråga, varför 5G LAN när det finns Wi-Fi?

Här är anledningen:

1. Prestandan för Wi-Fi-nätverk (särskilt Wi-Fi 4 och Wi-Fi 5) är inte lika bra som 5G.

När det gäller överföringshastighet och fördröjning kan 5G bättre möta behoven hos industrirobotar (manipulatorstyrning), intelligent kvalitetsinspektion (höghastighetsbildigenkänning), AGV (obemannat logistikfordon) och andra scenarier.

Täckningsmässigt har 5G ett större täckningsområde än Wi-Fi och kan bättre täcka campus. 5G:s förmåga att växla mellan celler är också starkare än Wi-Fi, vilket kommer att ge användarna en bättre nätverksupplevelse.

2. Underhållskostnaderna för Wi-Fi-nätverket är höga.

För att bygga ett Wi-Fi-nätverk i en park måste företag koppla och köpa sin egen utrustning. Utrustning skrivs av, skadas och byts ut, men underhålls även av specialpersonal. Det finns massor av Wi-Fi-enheter, och konfigurationen är ett krångel.

5G är annorlunda. Det byggs och underhålls av operatörer och hyrs av företag (Wi-Fi kontra 5G är lite som att bygga ditt eget rum kontra moln).

Sammantaget blir 5G mer kostnadseffektivt.

3. 5G LAN har kraftfullare funktioner.

VN-grupperingen av ett 5G LAN nämndes tidigare. Förutom isoleringen av kommunikation är en viktigare funktion med gruppering att uppnå QoS (service level) differentiering av olika nätverk.

Till exempel har ett företag ett kontorsnätverk, ett IT-systemnätverk och ett OT-nätverk.

OT står för Operational Technology. Det är ett nätverk som kopplar samman industriell miljö och utrustning, såsom svarvar, robotarmar, sensorer, instrumentering, AGV:er, övervakningssystem, MES, PLCS, etc.

Olika nätverk har olika prestandakrav. Vissa kräver låg latens, vissa kräver hög bandbredd och vissa har mindre krav.

Ett 5G LAN kan definiera olika nätverksprestanda baserat på olika VN-grupper. Vissa företag kallas det "mikroskiva".

4. 5G LAN är lättare att hantera och säkrare.

Som nämnts ovan kan användarsigneringsdata modifieras i 5G UDM-nät av operatörer för att gruppera användare i VN-grupper. Så, måste vi gå till operatörens kundtjänst varje gång vi behöver ändra gruppinformationen för en terminal (gå med, ta bort, ändra)?

Naturligtvis inte.

I 5G-nätverk kan operatörer öppna ändringstillståndet för företagsnätverksadministratörer genom utveckling av gränssnitt, vilket möjliggör modifiering av självbetjäning.

Naturligtvis kan företag också ställa in sina egna privata nätverkspolicyer efter sina egna behov.

När man upprättar dataanslutningar kan företag ställa in auktoriserings- och autentiseringsmekanismer för att strikt hantera VN-grupper. Denna säkerhet är mycket starkare och bekvämare än Wi-Fi.

En fallstudie av ett 5G LAN

Låt oss ta en titt på fördelarna med 5G LAN genom ett specifikt nätverksexempel.

Först och främst, ett tillverkningsföretag, har sin egen verkstad, produktionslinje (eller svarv), måste ansluta PLC och PLC-styrände genom nätverket.

Varje löpande band har mycket utrustning, även oberoende. Det är idealiskt att installera 5G-moduler på varje enhet i löpande band. Det ser dock ut att bli lite dyrt i det här skedet.

Sedan kan introduktionen av 5G industriell gateway, eller 5G CPE, förbättra kostnadsprestandan. Lämplig för trådbunden, ansluten till trådbunden port (Ethernet-port eller PLC-port). Lämplig för trådlöst, ansluten till 5G eller Wi-Fi.

Om 5G inte stöder 5G LAN (före R16) är det även möjligt att realisera kopplingen mellan PLC och PLC-styrenhet. Hela 5G-nätverket är dock ett Layer 3-protokoll som förlitar sig på IP-adressering, och terminaladressen är också en IP-adress, som inte stöder Layer 2-datavidarebefordran. För att realisera end-to-end-kommunikation måste en AR (Access Router) läggas till på båda sidor för att upprätta en tunnel, kapsla in det industriella Layer 2-protokollet i tunneln och föra det till peer-änden.

Denna metod ökar inte bara komplexiteten utan ökar också kostnaden (inköpskostnad för AR-router, arbetskraft för konfiguration av AR-router och tidskostnad). Om du tänker på en verkstad med tusentals rader skulle kostnaden bli svindlande.

Efter introduktionen av 5G LAN stöder 5G-nätverket direkt överföring av Layer 2-protokollet, så AR-routrar behövs inte längre. Samtidigt kan 5G-nätverket tillhandahålla rutter för terminaler utan IP-adresser, och UPF kan känna igen terminalernas MAC-adresser. Hela nätverket blir ett minimalistiskt enskiktsnätverk, som kan kommunicera med varandra på lager 2.

Plug and play-förmågan hos 5G LAN kan perfekt integrera sig med kunders befintliga nätverk, vilket minskar påverkan på kunders befintliga nätverk och sparar en hel del kostnader utan ansträngande renovering och uppgradering.

Ur ett makroperspektiv är 5G LAN ett samarbete mellan 5G och Ethernet-teknik. I framtiden kan utvecklingen av TSN-teknik (tidskänslig nätverk) baserad på Ethernet-teknik inte skiljas från hjälpen av 5G LAN.

Det är värt att nämna att 5G LAN, förutom att främja byggandet av det interna nätverket i parken, också kan användas som ett komplement till det traditionella dedikerade linjenätet av företag för att ansluta filialer på olika platser.

Modulen för 5G LAN

Som du kan se är 5G LAN en viktig innovativ teknik för 5G i vertikala industrier. Det kan bygga starkare 5G privat nätverkskommunikation för att hjälpa kunder att påskynda sin digitala transformation och uppgradering.

För att bättre kunna distribuera 5G LAN, förutom uppgraderingar på nätverkssidan, behövs även 5G-modulstöd.

I processen för kommersiell landning med 5G LAN-teknik lanserade Unigroup Zhangrui branschens första 5G R16 Ready basbandschipplattform — V516.

Baserat på denna plattform har Quectel, den ledande modultillverkaren i Kina, framgångsrikt utvecklat ett antal 5G-moduler som stöder 5G LAN-teknik och har kommersialiserats, inklusive RG500U, RG200U, RM500U och andra LGA, M.2, Mini PCIe-paketmoduler .