Wat ass 5G LAN?

Auteur: Ulink Media

Jidderee sollt mat 5G vertraut sinn, wat d'Evolutioun vu 4G an eiser neister mobiler Kommunikatiounstechnologie ass.

Fir LAN sollt Dir Iech méi domat vertraut maachen. Säin ganzen Numm ass Local Area Network oder LAN. Eist Heemnetz, souwéi den Netzwierk am Firmenbüro, ass am Fong LAN. Bei Wireless Wi-Fi ass et e Wireless LAN (WLAN).

Firwat soen ech also, datt 5G LAN interessant ass?

5G ass e breet Mobilfunkennetz, während LAN e klengt Datennetz ass. Déi zwou Technologien schéngen net zesummenzehänken.

An anere Wierder, 5G a LAN sinn zwee Wierder, déi jidderee getrennt kennt. Mee zesummen ass et e bëssen duercherneen. Oder?

5G LAN, wat genau ass dat?

Tatsächlech ass 5G LAN, einfach ausgedréckt, d'Benotzung vun 5G Technologie fir Terminaler ze "gruppéieren" an ze "bauen" fir e LAN-Netzwierk ze bilden.

Jiddereen huet en 5G-Telefon. Hutt Dir gemierkt, datt Ären Telefon, wann Dir 5G-Telefonen benotzt, Är Frënn net sicht, och wann se an der Géigend sinn (och net perséinlech)? Dir kënnt mateneen kommunizéieren, well d'Donnéeën de ganze Wee bis op d'Servere vun Ärem Carrier oder Internetprovider fléissen.

Fir Basisstatiounen sinn all mobil Terminaler vuneneen "isoléiert". Dëst baséiert op Sécherheetsgrënn, d'Telefonen benotzen hir eege Kanäl a stéieren sech net géigesäiteg.

E LAN dogéint verbënnt Terminaler (Handyen, Computeren, asw.) an engem Beräich zesummen, fir eng "Grupp" ze bilden. Dëst erliichtert net nëmmen d'Dateniwwerdroung tëschteneen, mee spuert och den Ausstieg aus dem Extranet.

An engem LAN kënnen d'Terminals sech géigesäiteg op Basis vun hire MAC-Adressen lokaliséieren a sech géigesäiteg fannen (Layer-2-Kommunikatioun). Fir Zougang zum externen Netzwierk ze kréien, muss e Router iwwer d'IP-Plaz ageriicht ginn, wat och Routing eran an eraus erméigleche kann (Layer-3-Kommunikatioun).

Wéi mir all wëssen, „wäert 4G eis Liewen änneren, a 5G wäert eis Gesellschaft änneren“. Als déi aktuell am meeschte verbreet mobil Kommunikatiounstechnologie iwwerhëlt 5G d'Missioun vum „Internet vun allem an der digitaler Transformatioun vun Honnerte vu Linnen an Dausende vun Industrien“, wat de Benotzer a vertikale Industrien hëllefe soll, sech ze verbannen.

Dofir kann 5G net nëmmen all Terminal mat der Cloud verbannen, mä och eng "Noperverbindung" tëscht Terminaler realiséieren.

Dofir huet 5G LAN dës nei Funktioun am 3GPP R16 Standard agefouert.

Prinzipien a Charakteristike vum 5G LAN

An engem 5G-Netzwierk kënnen d'Administrateuren d'Donnéeën an der Benotzerdatebank (UDM-Netzwierkelementer) änneren, e Servicekontrakt mat enger spezifizéierter UE-Nummer ënnerschreiwen an se dann an déiselwecht oder verschidde virtuell Netzwierkgruppen (VN) opdeelen.

D'Benotzerdatebank liwwert Informatiounen iwwer d'VN-Grupp vun den Terminalnummeren an Zougangsrichtlinnen un d'Gestiounsnetzelementer (SMF, AMF, PCF, etc.) vum 5G-Kärnetz (5GC). Den Management-NE kombinéiert dës Informatiounen a Richtlinnregelen a verschiddene Lans. Dëst ass e 5G LAN.

E 5G LAN ënnerstëtzt Layer-2-Kommunikatioun (dat selwecht Netzwierksegment, direkten Zougang zueneen) souwéi Layer-3-Kommunikatioun (iwwer Netzwierksegmenter, mat Hëllef vu Routing). E 5G LAN ënnerstëtzt souwuel Unicast wéi och Multicast a Broadcast. Kuerz gesot, de géigesäitegen Zougangsmodus ass ganz flexibel, an d'Vernetzung ass ganz einfach.

Wat den Ëmfang ugeet, ënnerstëtzt e 5G LAN d'Kommunikatioun tëscht dem selwechten UPF (Media Side Network Element vum 5G Core Network) a verschiddenen UPFs. Dëst ass gläichwäerteg mat der Iwwerbriechung vun der physikalescher Distanzlimit tëscht Terminaler (souguer Peking a Shanghai kënne kommunizéieren).

Besonnesch 5G LAN-Netzwierker kënne sech mat existente Datennetzwierker vun de Benotzer fir Plug and Play a géigesäitegen Zougang verbannen.

Applikatiounsszenarien a Virdeeler vum 5G LAN

5G LAN erméiglecht d'Gruppéierung an d'Verbindung tëscht spezifizéierten 5G-Terminaler, wat de Bau vun engem méi mobile LAN-Netz fir Entreprisen däitlech erliichtert. Vill Lieser wäerten sech sécher froen, ob Mobilitéit net scho mat der existéierender Wi-Fi-Technologie méiglech ass? Firwat de Besoin fir e 5G LAN?

Maach der keng Suergen, loosst eis weidergoen.

Déi lokal Netzwierker, déi duerch 5G LAN erméiglecht ginn, kënnen Entreprisen, Schoulen, Regierungen a Familljen hëllefen, besser mat Terminaler an enger Regioun ze kommunizéieren. Et kann am Büronetz benotzt ginn, awer säi gréissere Wäert läit an der Transformatioun vum Produktiounsëmfeld vum Park an der Transformatioun vum Basisnetz vu Produktiounsbetriber wéi industriell Produktioun, Hafenterminaler an Energieminen.

Mir promoten elo den industriellen Internet. Mir gleewen, datt 5G d'Digitaliséierung vun industrielle Szenen erméigleche kann, well 5G eng exzellent drahtlos Kommunikatiounstechnologie mat grousser Bandbreet a gerénger Verzögerung ass, déi d'drahtlos Verbindung vu verschiddene Produktiounsfaktoren an industrielle Szenen realiséiere kann.

Zum Beispill d'industriell Produktioun. Virdrun, fir eng besser Automatiséierung an d'Kontroll vun der Ausrüstung z'erreechen, gouf d'Technologie "Industriebus" agesat. Et gëtt vill Zorte vun dëser Technologie, déi als "iwwerall" beschriwwe kënne ginn.

Méi spéit, mam Opkomme vun Ethernet an IP-Technologie, huet sech d'Industrie zu engem Konsens geformt, zesumme mat der Entwécklung vum Ethernet, gëtt et "industriell Ethernet". Hautdesdaags, egal wéi ee Protokoll fir industriell Interkonnektioun benotzt, baséiert et am Fong op Ethernet.

Méi spéit hunn Industriefirmen festgestallt, datt kabelgebonne Verbindungen d'Mobilitéit ze vill limitéiert hunn - et war ëmmer e "Geflochtene" um Réck vum Apparat, deen d'fräi Bewegung verhënnert huet.

Ausserdeem ass de Modus vun der kabelgebonnener Verbindung méi problematesch, d'Bauzäit ass laang an d'Käschte si héich. Wann et e Problem mat der Ausrüstung oder dem Kabel gëtt, ass den Ersatz och ganz lues. Dofir huet d'Industrie ugefaangen iwwer d'Aféierung vun der drahtloser Kommunikatiounstechnologie nozedenken.

Dofir sinn Wi-Fi, Bluetooth an aner Technologien an den industrielle Beräich agaangen.

Also, fir op déi viregt Fro zeréckzekommen, firwat 5G LAN wann et Wi-Fi gëtt?

Hei ass de Grond:

1. D'Leeschtung vu Wi-Fi-Netzwierker (besonnesch Wi-Fi 4 a Wi-Fi 5) ass net sou gutt wéi 5G.

Wat d'Iwwerdroungsquote an d'Verzögerung ugeet, kann 5G de Bedierfnesser vun Industrieroboter (Manipulatorkontroll), intelligenter Qualitéitsinspektioun (High-Speed-Bilderkennung), AGV (onbemannt Logistikfahrzeug) an aner Szenarie besser gerecht ginn.

Wat d'Ofdeckung ugeet, huet 5G eng méi grouss Ofdeckungsfläch wéi Wi-Fi a kann de Campus besser ofdecken. D'Fäegkeet vu 5G fir tëscht Zellen ze wiesselen ass och méi staark wéi Wi-Fi, wat de Benotzer eng besser Netzwierkerfahrung bréngt.

2. D'Ënnerhaltskäschte vum Wi-Fi-Netzwierk si héich.

Fir e Wi-Fi-Netz an engem Park opzebauen, mussen d'Entreprisen hir eegen Ausrüstung verkabelen a kafen. D'Ausrüstung gëtt ofgeschriwwen, beschiedegt an ersat, awer och vu speziellem Personal ënnerhalen. Et gëtt Tonnen u Wi-Fi-Geräter, an d'Konfiguratioun ass e Stress.

5G ass anescht. Et gëtt vun den Operateuren gebaut a gewartet a vun Entreprisen verlount (Wi-Fi versus 5G ass e bëssen ewéi säin eegent Zëmmer ze bauen versus Cloud Computing).

Zesummegefaasst wier 5G méi käschteeffektiv.

3. 5G LAN huet méi staark Funktiounen.

D'VN-Gruppéierung vun engem 5G LAN gouf schonn emol ernimmt. Nieft der Isolatioun vun der Kommunikatioun ass eng méi wichteg Funktioun vun der Gruppéierung d'QoS-Differenzéierung (Service Level) vun de verschiddene Netzwierker z'erreechen.

Zum Beispill huet eng Entreprise en Büronetz, en IT-Systemnetz an en OT-Netz.

OT steet fir Operational Technology. Et ass en Netzwierk, dat d'Industrieëmfeld an Ausrüstung verbënnt, wéi z. B. Dréibanken, Roboteräerm, Sensoren, Instrumenter, AGVen, Iwwerwaachungssystemer, MES, PLCen, etc.

Verschidde Netzwierker hunn ënnerschiddlech Leeschtungsufuerderungen. E puer erfuerderen eng niddreg Latenz, anerer eng héich Bandbreet, anerer manner.

E 5G LAN kann ënnerschiddlech Netzwierkleistung baséiert op verschiddene VN-Gruppen definéieren. A verschiddene Betriber gëtt dat "Micro Slice" genannt.

4. 5G LAN ass méi einfach ze verwalten a méi sécher.

Wéi uewe scho gesot, kënnen d'Benotzersignéierungsdaten an 5G UDM-Nees vun den Carrier geännert ginn, fir d'Benotzer a VN-Gruppen ze gruppéieren. Musse mir also all Kéier un de Clientsservice vum Carrier goen, wa mir d'Gruppeninformatioune vun engem Terminal änneren mussen (bäitrieden, läschen, änneren)?

Natierlech net.

An 5G-Netzwierker kënnen d'Betreiber d'Modifikatiounserlaabnis fir Firmennetzwierkadministrateuren duerch d'Entwécklung vun Interfaces opmaachen, wat d'Modifikatioun am Self-Service erméiglecht.

Natierlech kënnen d'Entreprisen och hir eege privat Netzwierkpolitiken no hiren eegenen Bedierfnesser festleeën.

Beim Opbau vun Datenverbindungen kënnen Entreprisen Autorisatiouns- an Authentifikatiounsmechanismen astellen, fir VN-Gruppen strikt ze verwalten. Dës Sécherheet ass vill méi staark a méi praktesch wéi Wi-Fi.

Eng Fallstudie vun engem 5G LAN

Loosst eis d'Virdeeler vum 5G LAN duerch e spezifescht Netzwierkbeispill ukucken.

Als éischt muss e Produktiounsbetrib, deen seng eege Werkstatt, Produktiounslinn (oder Dréibank) huet, d'PLC an d'PLC-Steierung iwwer d'Netzwierk verbannen.

All Montageband huet vill Ausrüstung, och onofhängeg. Et ass ideal, 5G-Moduler op all Apparat an der Montageband z'installéieren. Et gesäit awer aus, wéi wann et an dëser Phas e bëssen deier géif ginn.

Dann kann d'Aféierung vun engem 5G industrielle Gateway, oder 5G CPE, d'Käschteleistung verbesseren. Gëeegent fir verkabelt, ugeschloss un e verkabelte Port (Ethernet Port oder PLC Port). Gëeegent fir drahtlos, ugeschloss un 5G oder Wi-Fi.

Wann 5G kee 5G LAN ënnerstëtzt (virun R16), ass et och méiglech, d'Verbindung tëscht PLC a PLC-Controller ze realiséieren. Allerdéngs ass dat ganzt 5G-Netz e Layer-3-Protokoll, deen op IP-Adresséierung baséiert, an d'Terminaladress ass och eng IP-Adress, déi keng Layer-2-Datenweiderung ënnerstëtzt. Fir End-to-End-Kommunikatioun ze realiséieren, muss op béide Säiten en AR (Access Router) bäigefüügt ginn, fir en Tunnel opzebauen, den industrielle Layer-2-Protokoll am Tunnel anzekapselen an en un de Peer-End ze bréngen.

Dës Method erhéicht net nëmmen d'Komplexitéit, mä och d'Käschten (Akafskäschte fir den AR-Router, Konfiguratiounskäschte fir den AR-Router, Aarbechtskäschten a Zäitkäschten). Wann Dir Iech eng Werkstatt mat Dausende vu Linnen virstellt, wieren d'Käschten iwwerwältegend.

Nom Aféierung vum 5G LAN ënnerstëtzt den 5G-Netz déi direkt Iwwerdroung vum Layer-2-Protokoll, sou datt keng AR-Router méi gebraucht ginn. Gläichzäiteg kann den 5G-Netz Routen fir Terminaler ouni IP-Adress ubidden, an den UPF kann d'MAC-Adressen vun Terminaler erkennen. Dat ganzt Netzwierk gëtt zu engem minimalisteschen Eenlagennetz, dat matenee um Layer-2 kommunizéiere kann.

D'Plug-and-Play-Fäegkeet vum 5G LAN kann sech perfekt an déi existent Netzwierker vun de Clienten integréieren, wouduerch den Impakt op déi existent Netzwierker vun de Clienten reduzéiert gëtt a vill Käschte gespuert ginn, ouni ustrengend Renovatiounen an Upgrades.

Aus enger makroskopescher Perspektiv ass 5G LAN eng Zesummenaarbecht tëscht 5G an Ethernet Technologie. An Zukunft kann d'Entwécklung vun TSN (Time Sensitive Network) Technologie baséiert op Ethernet Technologie net vun der Hëllef vum 5G LAN getrennt ginn.

Et ass derwäert ze erwähnen, datt 5G LAN, nieft der Virdeeler fir de Bau vum internen Netzwierk vum Park, och als Ergänzung zum traditionellen dedizéierten Linnennetz vun Entreprisen benotzt ka ginn, fir Filialen op verschiddene Plazen ze verbannen.

De Modul fir den 5G LAN

Wéi Dir gesitt, ass 5G LAN eng wichteg innovativ Technologie fir 5G a vertikale Branchen. Et kann eng méi staark 5G privat Netzwierkkommunikatioun opbauen, fir Clienten ze hëllefen, hir digital Transformatioun an Upgrades ze beschleunegen.

Fir 5G LAN besser anzesetzen, ass nieft Upgrades op der Netzwierksäit och Ënnerstëtzung fir 5G-Moduler gebraucht.

Am Prozess vun der kommerzieller Landung vun der 5G LAN Technologie huet d'Unigroup Zhangrui déi éischt 5G R16 Ready Basisband Chip Plattform an der Industrie - V516 - lancéiert.

Baséierend op dëser Plattform huet Quectel, de féierende Modulhersteller a China, erfollegräich eng Rei vu 5G-Moduler entwéckelt, déi d'5G LAN-Technologie ënnerstëtzen, a goufen kommerzialiséiert, dorënner RG500U, RG200U, RM500U an aner LGA-, M.2- a Mini PCIe-Packagemoduler.