Vad är 5G LAN?

Författare: Ulink Media

Alla borde vara bekanta med 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 princip LAN. Med trådlös Wi-Fi är det ett trådlöst LAN (WLAN).

Så varför säger jag att 5G LAN är intressant?

5G är ett brett mobilnätverk, medan LAN är ett litet datanätverk. De två teknologierna verkar oberoende.

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

5G LAN, vad är det exakt?

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 (till och med ansikte mot ansikte)? Du kan kommunicera med varandra eftersom data flyter hela vägen till servrarna till din transportör eller leverantör av internettjänster.

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

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

I ett LAN kan terminaler hitta varandra baserat på deras MAC -adresser och hitta varandra (Layer 2 -kommunikation). För att komma åt det externa nätverket kan du ställa in en router via IP -platsen 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 mainstream mobilkommunikationstekniken för närvarande, 5G axlar uppdraget av "Internet of Everything och den digitala omvandlingen av hundratals linjer och tusentals industrier", som måste hjälpa användare i vertikala industrier anslutna.

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

I 3GPP R16 -standarden introducerade därför 5G LAN denna nya funktion.

Principer och egenskaper hos 5G LAN

I ett 5G -nätverk kan administratörer ändra data i användardatabasen (UDM -nätverkselement), underteckna 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). Ledning NE kombinerar dessa informations- och policyregler till olika LAN. Detta är ett 5G LAN.

En 5G LAN stöder kommunikation i lager 2 (samma nätverkssegment, direkt åtkomst till varandra) samt kommunikation i lager 3 (över nätverkssegment, med hjälp av routing). En 5G LAN stöder unicast såväl som multicast och sändning. Kort sagt är det ömsesidiga åtkomstläget mycket flexibelt och nätverket är mycket enkelt.

När det gäller omfattning stöder ett 5G LAN kommunikationen mellan samma UPF (Media Side Network Element i 5G Core Network) och olika UPF: er. Detta är likvärdigt med att bryta den fysiska avståndsgränsen mellan terminaler (till och med 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 specifika 5G -terminaler, vilket underlättar byggandet av ett mer mobilt LAN -nätverk för företag. Många läsare kommer säkert att fråga, är inte rörlighet redan möjlig med befintlig Wi-Fi-teknik? Varför behovet av ett 5G LAN?

Oroa dig inte, låt oss gå vidare.

Det lokala nätverket som aktiveras av 5G LAN kan hjälpa företag, skolor, regeringar och familjer att bättre kommunicera med terminaler i en region. Det kan användas i Office Network, men dess större värde ligger i omvandlingen av produktionsmiljön i parken och omvandlingen av det grundläggande nätverket för produktionsföretag såsom 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, vilket kan inse den trådlösa anslutningen av olika produktionsfaktorer i industriella scener.

Ta till exempel industriell tillverkning. Tidigare, för att bättre automatisera, för att uppnå utrustningskontroll, användningen av "industribussen" -teknologi. Det finns många typer av denna teknik, som kan beskrivas som ”överallt”.

Senare, med uppkomsten av Ethernet och IP -teknik, bildade branschen en konsensus, tillsammans med Ethernet -utvecklingen, finns det ”Industrial Ethernet”. Idag, oavsett vem som är industriellt sammankopplingsprotokoll, är i princip Ethernet-baserat.

Senare fann industriföretag att Wired -anslutningar begränsade rörligheten för mycket - det fanns alltid en "flätning" på baksidan av enheten som förhindrade fri rörelse.

Dessutom är det trådbundna anslutningsdistributionsläget mer besvärligt, byggperioden är lång, kostnaden är hög. Om det finns ett problem med utrustningen eller kabeln är ersättningen också mycket långsam. Så branschen började tänka på att introducera trådlös kommunikationsteknik.

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

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

Här är orsaken:

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 försening kan 5G bättre tillgodose behoven hos industrirobotar (manipulatorkontroll), intelligent kvalitetskontroll (höghastighetsbildigenkänning), AGV (obemannat logistikfordon) och andra scenarier.

När det gäller täckning 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 ger användarna en bättre nätverksupplevelse.

2. Wi-Fi nätverksunderhållskostnader är höga.

För att bygga ett Wi-Fi-nätverk i en park måste företag koppla in och köpa sin egen utrustning. Utrustningen skrivs av, skadas och ersätts, men underhålls också av specialpersonal. Det finns massor av Wi-Fi-enheter, och konfiguration är ett besvär.

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

Sammantaget kommer 5G att vara mer kostnadseffektivt.

3. 5G LAN har kraftfullare funktioner.

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

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

OT står för operativ teknik. Det är ett nätverk som ansluter den industriella miljön och utrustningen, såsom svarvar, robotarmar, sensorer, instrumentering, AGV: er, övervakningssystem, MES, PLC: er, etc.

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

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

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

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

Naturligtvis inte.

I 5G-nätverk kan operatörerna öppna ändringstillståndet till företagets nätverksadministratörer genom utveckling av gränssnitt, vilket möjliggör modifiering av självbetjäning.

Naturligtvis kan företag också fastställa sin egen privata nätverkspolicy efter sina egna behov.

Vid inrättande av dataförbindelser kan företag ställa in auktorisations- 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 Control End genom nätverket.

Varje monteringslinje har mycket utrustning, också oberoende. Det är idealiskt att installera 5G -moduler på varje enhet i monteringslinjen. Det ser dock ut som om det kommer att bli lite dyrt i detta skede.

Sedan kan introduktionen av 5G Industrial Gateway, eller 5G CPE, förbättra kostnadsprestanda. Lämplig för trådbundna, anslutna till trådbunden port (Ethernet -port eller PLC -port). Lämplig för trådlös, ansluten till 5G eller Wi-Fi.

Om 5G inte stöder 5G LAN (före R16) är det också möjligt att inse sambandet mellan PLC och PLC Controller. Emellertid är hela 5G -nätverket ett Layer 3 -protokoll som förlitar sig på IP -adressering, och terminaladressen är också en IP -adress, som inte stöder vidarebefordran av lager 2. För att realisera kommunikation från slutet till slut måste en AR (Access Router) läggas till på båda sidor för att etablera en tunnel, kapsla in det industriella skiktet 2-protokollet i tunneln och föra den till peer-slutet.

Denna metod ökar inte bara komplexiteten, utan ökar också kostnaden (AR Routerköpskostnad, AR Router -konfigurationskort och tidskostnad). Om du tänker på en workshop med tusentals linjer, skulle kostnaden vara häpnadsväckande.

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

Plug and Play -kapaciteten för 5G LAN kan perfekt integrera sig med kundernas befintliga nätverk, minska påverkan på kundernas befintliga nätverk och spara många 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 (Time Sensitive Network) -teknologi baserad på Ethernet -teknik inte separeras med hjälp av 5G LAN.

Det är värt att nämna att 5G LAN, förutom att vara gynnsam för byggandet av det inre nätverket i parken, också kan användas som ett tillägg till det traditionella dedikerade linjenätverket för företag för att ansluta grenar på olika platser.

Modulen för 5G LAN

Som ni ser är 5G LAN en viktig innovativ teknik för 5G inom vertikala industrier. Det kan bygga starkare 5G privata nätverkskommunikation för att hjälpa kunder att påskynda sin digitala omvandling och uppgradering.

För att bättre distribuera 5G LAN, förutom uppgraderingar av nätverkssidan, behövs också 5G -modulstöd.

I processen med 5G LAN Technology Commercial Landing lanserade Unigroup Zhangrui branschens första 5G R16 Ready Baseband Chip -plattform - 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 -paket.