5G LAN дегеніміз не?

Автор: Ulink Media

Әркім 5G-мен таныс болуы керек, бұл 4G-дің және біздің ең жаңа мобильді байланыс технологиямыздың эволюциясы.

Жергілікті желі үшін сіз онымен жақсырақ таныс болуыңыз керек. Оның толық атауы - жергілікті желі немесе LAN. Біздің үй желіміз, сондай-ақ корпоративтік кеңседегі желі, негізінен жергілікті желі болып табылады. Сымсыз Wi-Fi желісінде бұл сымсыз жергілікті желі (WLAN).

Неліктен мен 5G LAN қызықты деп айтып отырмын?

5G – кең ауқымды ұялы байланыс желісі, ал жергілікті желі – шағын аумақтық деректер желісі. Бұл екі технология бір-бірімен байланысты емес сияқты.

Басқаша айтқанда, 5G және LAN – әркім бөлек білетін екі сөз. Бірақ бірге алғанда, бұл аздап шатастырады. Солай емес пе?

5G LAN, бұл не?

Шын мәнінде, 5G LAN, қарапайым тілмен айтқанда, 5G технологиясын пайдаланып, терминалдарды «топтау» және «құру» арқылы LAN желісін құруды білдіреді.

Әркімнің 5G телефоны бар. 5G телефондарын пайдаланған кезде, достарыңыз жақын жерде (тіпті бетпе-бет) болса да, телефоныңыз оларды іздей алмайтынын байқадыңыз ба? Деректер операторыңыздың немесе интернет провайдеріңіздің серверлеріне ағып жатқандықтан, сіз бір-біріңізбен байланыса аласыз.

Базалық станциялар үшін барлық мобильді терминалдар бір-бірінен «оқшауланған». Бұл қауіпсіздік мәселелеріне негізделген, телефондар өз арналарын пайдаланады, бір-біріне кедергі келтірмейді.

Екінші жағынан, жергілікті желі (LAN) белгілі бір аймақтағы терминалдарды (ұялы телефондар, компьютерлер және т.б.) біріктіріп, «топ» құрайды. Бұл тек бір-бірі арасында деректерді беруді жеңілдетіп қана қоймай, сонымен қатар экстражеліден шығуды үнемдейді.

Жергілікті желіде терминалдар бір-бірін MAC мекенжайларына негіздеп таба алады және бір-бірін таба алады (2-деңгейлі байланыс). Сыртқы желіге кіру үшін IP мекенжайы арқылы маршрутизаторды орнату кіріс және шығыс маршруттауды да жүзеге асыра алады (3-деңгейлі байланыс).

Барлығымызға белгілі, «4G біздің өмірімізді, ал 5G біздің қоғамымызды өзгертеді». Қазіргі уақытта ең кең таралған мобильді байланыс технологиясы ретінде 5G «барлығының интернеті және жүздеген желілер мен мыңдаған салалардың сандық трансформациясы» миссиясын атқарады, бұл тік салалардағы пайдаланушылардың байланыс орнатуына көмектесуі керек.

Сондықтан, 5G әрбір терминалды бұлтқа қосып қана қоймай, сонымен қатар терминалдар арасында «жақын байланыс» орната алады.

Сондықтан, 3GPP R16 стандартында 5G LAN осы жаңа мүмкіндікті енгізді.

5G LAN принциптері мен сипаттамалары

5G желісінде әкімшілер пайдаланушы дерекқорындағы деректерді (UDM желі элементтерін) өзгерте алады, көрсетілген UE нөмірімен қызмет көрсету келісімшартына қол қоя алады, содан кейін оларды бірдей немесе әртүрлі виртуалды желі топтарына (VN) бөле алады.

Пайдаланушы дерекқоры 5G негізгі желісінің (5GC) басқару желісінің элементтеріне (SMF, AMF, PCF және т.б.) терминал нөмірінің VN тобы туралы ақпарат пен кіру саясатын ұсынады. Басқару NE бұл ақпарат пен саясат ережелерін әртүрлі желілерге біріктіреді. Бұл 5G LAN.

5G LAN желісі 2-деңгейдегі байланысты (бір желі сегменті, бір-біріне тікелей қол жеткізу), сондай-ақ 3-деңгейдегі байланысты (желі сегменттері арқылы, маршруттау арқылы) қолдайды. 5G LAN желісі бір арналы, сондай-ақ көп арналы және хабар таратуды қолдайды. Қысқасы, өзара қол жеткізу режимі өте икемді және желі құру өте қарапайым.

Ауқымы тұрғысынан алғанда, 5G LAN бірдей UPF (5G негізгі желісінің медиа бүйірлік желі элементі) және әртүрлі UPF арасындағы байланысты қолдайды. Бұл терминалдар арасындағы физикалық қашықтық шегін бұзумен тең (тіпті Бейжің мен Шанхай да байланыса алады).

Атап айтқанда, 5G LAN желілері пайдаланушылардың қолданыстағы деректер желілеріне қосылып, жұмыс істеу және өзара қол жеткізу үшін қосыла алады.

5G LAN қолдану сценарийлері және артықшылықтары

5G LAN белгілі бір 5G терминалдары арасында топтастыруға және қосылуға мүмкіндік береді, бұл кәсіпорындар үшін мобильді LAN желісін құруды айтарлықтай жеңілдетеді. Көптеген оқырмандар, қолданыстағы Wi-Fi технологиясымен мобильділік қазірдің өзінде мүмкін емес пе деп сұрайтыны сөзсіз? Неліктен 5G LAN қажет?

Уайымдама, әрі қарай жүрейік.

5G LAN арқылы қамтамасыз етілген жергілікті желі кәсіпорындарға, мектептерге, үкіметтерге және отбасыларға аймақтағы терминалдармен жақсырақ байланыс орнатуға көмектеседі. Оны кеңсе желісінде пайдалануға болады, бірақ оның үлкен құндылығы саябақтың өндірістік ортасын және өнеркәсіптік өндіріс, порт терминалдары және энергетикалық шахталар сияқты өндірістік кәсіпорындардың негізгі желісін өзгертуде жатыр.

Біз қазір өнеркәсіптік интернетті насихаттап жатырмыз. Біз 5G өнеркәсіптік көріністерді цифрландыруға мүмкіндік береді деп санаймыз, себебі 5G - үлкен өткізу қабілеттілігі мен төмен кідірісі бар тамаша сымсыз байланыс технологиясы, ол өнеркәсіптік көріністерде әртүрлі өндіріс факторларын сымсыз байланысты жүзеге асыра алады.

Мысалы, өнеркәсіптік өндірісті алайық. Бұрын автоматтандыруды жақсарту, жабдықты басқаруға қол жеткізу үшін «өнеркәсіптік шина» технологиясы қолданылған. Бұл технологияның көптеген түрлері бар, оларды «барлық жерде» деп сипаттауға болады.

Кейінірек, Ethernet және IP технологияларының пайда болуымен индустрияда консенсус қалыптасты, Ethernet-тің дамуымен бірге «өнеркәсіптік Ethernet» пайда болды. Бүгінгі таңда кімнің өнеркәсіптік өзара байланыс хаттамасы негізінен Ethernet негізінде жасалған.

Кейінірек өнеркәсіптік компаниялар сымды қосылымдардың қозғалысты тым шектейтінін анықтады — құрылғының артқы жағында әрқашан еркін қозғалысқа кедергі келтіретін «өрім» болатын.

Сонымен қатар, сымды қосылымды орналастыру режимі қиынырақ, құрылыс мерзімі ұзақ, құны жоғары. Егер жабдықта немесе кабельде ақау болса, оны ауыстыру да өте баяу жүреді. Сондықтан сала сымсыз байланыс технологиясын енгізу туралы ойлана бастады.

Нәтижесінде, Wi-Fi, Bluetooth және басқа да технологиялар өнеркәсіптік салаға еніп кетті.

Сонымен, алдыңғы сұраққа оралсақ, Wi-Fi болған кезде неге 5G LAN керек?

Міне, себебі:

1. Wi-Fi желілерінің (әсіресе Wi-Fi 4 және Wi-Fi 5) өнімділігі 5G сияқты жақсы емес.

Тарату жылдамдығы мен кідірісі тұрғысынан 5G өнеркәсіптік роботтардың (манипуляторды басқару), интеллектуалды сапаны тексерудің (жоғары жылдамдықты кескінді тану), AGV (пилотсыз логистикалық көлік) және басқа да сценарийлердің қажеттіліктерін жақсырақ қанағаттандыра алады.

Қамту аймағы тұрғысынан алғанда, 5G Wi-Fi-ға қарағанда кеңірек қамту аймағына ие және кампусты жақсырақ қамти алады. 5G-дің ұяшықтар арасында ауысу мүмкіндігі Wi-Fi-ға қарағанда күштірек, бұл пайдаланушыларға жақсы желілік тәжірибе береді.

2. Wi-Fi желісін күтіп ұстау шығындары жоғары.

Саябақта Wi-Fi желісін құру үшін кәсіпорындар сымдарды тартып, өз жабдықтарын сатып алуы керек. Жабдықтар тозған, зақымдалған және ауыстырылған, бірақ сонымен бірге арнайы қызметкерлердің қызмет көрсетуімен қамтамасыз етілген. Wi-Fi құрылғылары өте көп, ал оларды конфигурациялау қиындық тудырады.

5G басқаша. Оны операторлар құрып, күтіп ұстайды, ал кәсіпорындар жалға алады (Wi-Fi мен 5G бұлтты есептеулерге қарағанда өз бөлмеңді салу сияқты).

Жалпы алғанда, 5G үнемдірек болады.

3. 5G LAN қуатты функцияларға ие.

5G LAN желісінің VN топтастырылуы бұрын айтылған болатын. Байланысты оқшаулаудан басқа, топтастырудың маңызды функциясы әртүрлі желілердің QoS (қызмет көрсету деңгейі) дифференциациясына қол жеткізу болып табылады.

Мысалы, кәсіпорынның кеңсе желісі, IT жүйелік желісі және OT желісі бар.

OT операциялық технологияны білдіреді. Бұл токарлық станоктар, роботтық қолдар, сенсорлар, өлшеу құралдары, AGV, бақылау жүйелері, MES, PLCS және т.б. сияқты өндірістік орта мен жабдықтарды байланыстыратын желі.

Әртүрлі желілердің өнімділік талаптары әртүрлі. Кейбіреулері төмен кідіріс, кейбіреулері жоғары өткізу қабілеттілігін, ал кейбіреулерінің талаптары азырақ.

5G LAN әртүрлі VN топтарына негізделген әртүрлі желі өнімділігін анықтай алады. Кейбір кәсіпорындарда ол «микро тілім» деп аталады.

4. 5G LAN басқару оңайырақ және қауіпсіз.

Жоғарыда айтылғандай, пайдаланушылардың қол қою деректерін 5G UDM операторларында пайдаланушыларды VN топтарына топтастыру үшін өзгертуге болады. Сонымен, терминалдың топтық ақпаратын өзгерту (қосылу, жою, өзгерту) қажет болған сайын оператордың тұтынушыларға қызмет көрсету орталығына баруымыз керек пе?

Әрине жоқ.

5G желілерінде операторлар интерфейстерді әзірлеу арқылы кәсіпорындық желі әкімшілеріне өзгерту рұқсатын аша алады, бұл өзіне-өзі қызмет көрсетуді өзгертуге мүмкіндік береді.

Әрине, кәсіпорындар өз қажеттіліктеріне сәйкес өздерінің жеке желілік саясатын да орната алады.

Деректер қосылымдарын орнатқан кезде, кәсіпорындар VN топтарын қатаң басқару үшін авторизациялау және аутентификация механизмдерін орната алады. Бұл қауіпсіздік Wi-Fi-ға қарағанда әлдеқайда күшті және ыңғайлы.

5G LAN желісінің жағдайлық зерттеуі

5G LAN артықшылықтарын нақты желілік мысал арқылы қарастырайық.

Біріншіден, өндірістік кәсіпорынның өзіндік шеберханасы, өндірістік желісі (немесе токарлық станогы) бар, ол үшін PLC және PLC басқару элементтерін желі арқылы қосу қажет.

Әрбір құрастыру желісінде көптеген жабдықтар бар, сонымен қатар тәуелсіз. Құрастыру желісіндегі әрбір құрылғыға 5G модульдерін орнату өте қолайлы. Дегенмен, бұл кезеңде бұл біраз қымбатқа түсетін сияқты.

Содан кейін, 5G өнеркәсіптік шлюзін немесе 5G CPE енгізу шығындарды жақсартуы мүмкін. Сымды, сымды портқа (Ethernet порты немесе PLC порты) қосылған. Сымсыз, 5G немесе Wi-Fi қосылған.

Егер 5G 5G LAN қолдамаса (R16-ға дейін), PLC мен PLC контроллері арасындағы байланысты жүзеге асыруға болады. Дегенмен, бүкіл 5G желісі IP мекенжайына негізделген 3-деңгей хаттамасы болып табылады, ал терминал мекенжайы да IP мекенжайы болып табылады, ол 2-деңгей деректерін жіберуді қолдамайды. Толық байланысты жүзеге асыру үшін туннель құру, туннельге өнеркәсіптік 2-деңгей хаттамасын капсулалау және оны тең деңгейлі ұшқа жеткізу үшін екі жағына да AR (Access Router) қосылуы керек.

Бұл әдіс күрделілікті арттырып қана қоймай, сонымен қатар құнын да арттырады (AR маршрутизаторын сатып алу құны, AR маршрутизаторын конфигурациялау жұмыс күші және уақыт шығыны). Егер сіз мыңдаған желісі бар шеберхананы елестетсеңіз, құны таңқаларлық болар еді.

5G LAN енгізілгеннен кейін, 5G желісі 2-деңгей хаттамасының тікелей берілуін қолдайды, сондықтан AR маршрутизаторлары енді қажет емес. Сонымен қатар, 5G желісі IP мекенжайлары жоқ терминалдарға маршруттарды қамтамасыз ете алады, ал UPF терминалдардың MAC мекенжайларын тани алады. Бүкіл желі 2-деңгейде бір-бірімен байланыса алатын минималистік бір қабатты желіге айналады.

5G LAN желісінің «қосу және жұмыс істеу» мүмкіндігі тұтынушылардың қолданыстағы желілерімен тамаша интеграциялана алады, бұл тұтынушылардың қолданыстағы желілеріне әсерін азайтады және күрделі жөндеу мен жаңартуды қажет етпей-ақ көптеген шығындарды үнемдейді.

Макро тұрғыдан алғанда, 5G LAN - 5G және Ethernet технологияларының бірлескен жұмысы. Болашақта Ethernet технологиясына негізделген TSN (уақытқа сезімтал желі) технологиясын дамытуды 5G LAN көмегінен бөліп қарауға болмайды.

Айта кету керек, 5G LAN парктің ішкі желісін құруға ықпал етумен қатар, әртүрлі жерлердегі филиалдарды қосу үшін кәсіпорындардың дәстүрлі бөлінген желілік желісіне қосымша ретінде де пайдаланылуы мүмкін.

5G LAN модулі

Көріп отырғаныңыздай, 5G LAN желісі тік салалардағы 5G үшін маңызды инновациялық технология болып табылады. Ол тұтынушыларға цифрлық трансформацияны және жаңартуды жеделдетуге көмектесу үшін күштірек 5G жеке желілік байланысын құра алады.

5G LAN желісін жақсырақ орналастыру үшін желілік жаңартулардан басқа, 5G модулін қолдау да қажет.

5G LAN технологиясын коммерциялық мақсатта пайдалану барысында Unigroup Zhangrui компаниясы саланың алғашқы 5G R16 Ready базалық диапазонды чип платформасы - V516-ны іске қосты.

Осы платформа негізінде Қытайдағы жетекші модуль өндірушісі Quectel 5G LAN технологиясын қолдайтын бірқатар 5G модульдерін сәтті әзірледі және RG500U, RG200U, RM500U және басқа LGA, M.2, Mini PCIe пакеттік модульдерін қоса алғанда, коммерциялық нарыққа шығарылды.