რა არის 5G LAN?

ავტორი: Ulink Media

ყველამ უნდა იცოდეს 5G, რომელიც 4G-ის და ჩვენი უახლესი მობილური კომუნიკაციის ტექნოლოგიის ევოლუციას წარმოადგენს.

ლოკალური ქსელის შემთხვევაში, ის უფრო კარგად უნდა იცოდეთ. მისი სრული სახელწოდებაა ლოკალური ქსელი, ანუ LAN. ჩვენი სახლის ქსელი, ისევე როგორც კორპორატიული ოფისის ქსელი, ძირითადად LAN-ია. უსადენო Wi-Fi-ს შემთხვევაში, ეს არის უსადენო ლოკალური ქსელი (WLAN).

მაშ, რატომ ვამბობ, რომ 5G LAN საინტერესოა?

5G ფართო ფიჭური ქსელია, ხოლო LAN მცირე არეალის მონაცემთა ქსელი. როგორც ჩანს, ეს ორი ტექნოლოგია ერთმანეთთან დაუკავშირებელია.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 5G და LAN ორი სიტყვაა, რომლებიც ყველამ ცალ-ცალკე იცის. თუმცა ერთად ცოტა დამაბნეველია. არა?

5G ლოკალური ქსელი, რა არის ეს ზუსტად?

სინამდვილეში, 5G LAN, მარტივად რომ ვთქვათ, გულისხმობს 5G ტექნოლოგიის გამოყენებას ტერმინალების „დაჯგუფებისა“ და „ასაშენებლად“ ლოკალური ქსელის შესაქმნელად.

ყველას აქვს 5G ტელეფონი. 5G ტელეფონების გამოყენებისას შეგიმჩნევიათ, რომ თქვენს ტელეფონს არ შეუძლია თქვენი მეგობრების ძებნა მაშინაც კი, როდესაც ისინი ახლოს არიან (პირისპირაც კი)? თქვენ შეგიძლიათ ერთმანეთთან კომუნიკაცია, რადგან მონაცემები თქვენი ოპერატორის ან ინტერნეტ პროვაიდერის სერვერებზე გადადის.

საბაზო სადგურების შემთხვევაში, ყველა მობილური ტერმინალი ერთმანეთისგან „იზოლირებულია“. ეს უსაფრთხოების მოსაზრებებიდან გამომდინარეობს, ტელეფონები იყენებენ საკუთარ არხებს და არ უშლიან ხელს ერთმანეთს.

მეორე მხრივ, ადგილობრივი ქსელი აკავშირებს ტერმინალებს (მობილური ტელეფონები, კომპიუტერები და ა.შ.) ერთმანეთთან „ჯგუფის“ შესაქმნელად. ეს არა მხოლოდ აადვილებს მონაცემთა გადაცემას ერთმანეთთან, არამედ ზოგავს ექსტრანეტთან გასასვლელს.

ლოკალურ ქსელში ტერმინალებს შეუძლიათ ერთმანეთის პოვნა მათი MAC მისამართების საფუძველზე (მე-2 დონის კომუნიკაცია). გარე ქსელში წვდომისთვის, როუტერის დაყენებით, IP მდებარეობის მეშვეობით, ასევე შესაძლებელია შემავალი და გამომავალი მარშრუტიზაციის განხორციელება (მე-3 დონის კომუნიკაცია).

როგორც ყველამ ვიცით, „4G შეცვლის ჩვენს ცხოვრებას, ხოლო 5G შეცვლის ჩვენს საზოგადოებას“. როგორც ამჟამად ყველაზე გავრცელებული მობილური კომუნიკაციის ტექნოლოგია, 5G-ს აქვს „ყველაფრის ინტერნეტის და ასობით ხაზისა და ათასობით ინდუსტრიის ციფრული ტრანსფორმაციის“ მისია, რაც ვერტიკალური ინდუსტრიების მომხმარებლებს ერთმანეთთან დაკავშირებაში უნდა დაეხმაროს.

ამგვარად, 5G-ს არა მხოლოდ ყველა ტერმინალის ღრუბელთან დაკავშირება, არამედ ტერმინალებს შორის „ახლო კავშირის“ განხორციელებაც შეუძლია.

ამიტომ, 3GPP R16 სტანდარტში, 5G LAN-მა დანერგა ეს ახალი ფუნქცია.

5G ლოკალური ქსელის პრინციპები და მახასიათებლები

5G ქსელში ადმინისტრატორებს შეუძლიათ შეცვალონ მომხმარებლის მონაცემთა ბაზაში არსებული მონაცემები (UDM ქსელის ელემენტები), ხელი მოაწერონ მომსახურების კონტრაქტს მითითებული UE ნომრით და შემდეგ დაყონ ისინი ერთსა და იმავე ან სხვადასხვა ვირტუალურ ქსელურ ჯგუფებად (VN).

მომხმარებლის მონაცემთა ბაზა 5G ძირითადი ქსელის (5GC) მართვის ქსელის ელემენტებს (SMF, AMF, PCF და ა.შ.) აწვდის ტერმინალის ნომრის VN ჯგუფის ინფორმაციას და წვდომის პოლიტიკას. მართვის NE აერთიანებს ამ ინფორმაციას და პოლიტიკის წესებს სხვადასხვა ლოკალურ ქსელებში. ეს არის 5G ლოკალური ქსელი.

5G ლოკალური ქსელი მხარს უჭერს როგორც მე-2 დონის კომუნიკაციას (იგივე ქსელის სეგმენტი, ერთმანეთთან პირდაპირი წვდომა), ასევე მე-3 დონის კომუნიკაციას (ქსელის სეგმენტებს შორის, მარშრუტიზაციის დახმარებით). 5G ლოკალური ქსელი მხარს უჭერს როგორც უნიქასტს, ასევე მულტიქასტს და მაუწყებლობას. მოკლედ, ორმხრივი წვდომის რეჟიმი ძალიან მოქნილია და ქსელური მუშაობა ძალიან მარტივია.

მასშტაბის თვალსაზრისით, 5G ლოკალური ქსელი მხარს უჭერს კომუნიკაციას იმავე UPF-სა (5G ძირითადი ქსელის მედია მხარის ქსელის ელემენტი) და სხვადასხვა UPF-ს შორის. ეს ტერმინალებს შორის ფიზიკური მანძილის ლიმიტის დარღვევის ტოლფასია (პეკინსა და შანხაისაც კი შეუძლიათ კომუნიკაცია).

კერძოდ, 5G LAN ქსელებს შეუძლიათ დაუკავშირდნენ მომხმარებლების არსებულ მონაცემთა ქსელებს „ჩართე და იმუშავე“ და ორმხრივი წვდომისთვის.

5G LAN-ის გამოყენების სცენარები და უპირატესობები

5G ლოკალური ქსელი საშუალებას იძლევა დაჯგუფდეს და დააკავშიროს კონკრეტულ 5G ტერმინალებს შორის, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს საწარმოებისთვის უფრო მობილური ლოკალური ქსელის შექმნას. ბევრი მკითხველი აუცილებლად იკითხავს: განა მობილურობა უკვე შესაძლებელია არსებული Wi-Fi ტექნოლოგიით? რატომ არის საჭირო 5G ლოკალური ქსელი?

ნუ ღელავ, გადავიდეთ.

5G LAN-ის მიერ უზრუნველყოფილი ადგილობრივი ქსელი დაეხმარება საწარმოებს, სკოლებს, მთავრობებსა და ოჯახებს რეგიონში არსებულ ტერმინალებთან უკეთეს კომუნიკაციაში. მისი გამოყენება შესაძლებელია ოფისის ქსელში, მაგრამ მისი უფრო დიდი ღირებულება პარკის საწარმოო გარემოს ტრანსფორმაციასა და საწარმოო საწარმოების ძირითადი ქსელის, როგორიცაა სამრეწველო წარმოება, პორტის ტერმინალები და ენერგეტიკული მაღაროები, ტრანსფორმაციაშია.

ახლა ჩვენ ვუწყობთ ხელს ინდუსტრიულ ინტერნეტს. ჩვენ გვჯერა, რომ 5G-ს შეუძლია სამრეწველო სცენების დიგიტალიზაციის შესაძლებლობა, რადგან 5G არის შესანიშნავი უკაბელო საკომუნიკაციო ტექნოლოგია დიდი გამტარუნარიანობით და დაბალი დაყოვნებით, რომელსაც შეუძლია განახორციელოს სხვადასხვა წარმოების ფაქტორების უკაბელო კავშირი სამრეწველო სცენებში.

მაგალითად, ავიღოთ სამრეწველო წარმოება. ადრე, უკეთესი ავტომატიზაციისა და აღჭურვილობის კონტროლის მისაღწევად, გამოიყენებოდა „სამრეწველო ავტობუსის“ ტექნოლოგია. ამ ტექნოლოგიის მრავალი სახეობა არსებობს, რომელთა აღწერაც შეიძლება, როგორც „ყველგან გავრცელებული“.

მოგვიანებით, Ethernet-ისა და IP ტექნოლოგიების გაჩენასთან ერთად, ინდუსტრიაში კონსენსუსი ჩამოყალიბდა და Ethernet-ის ევოლუციასთან ერთად, შეიქმნა „ინდუსტრიული Ethernet“. დღეს, მიუხედავად იმისა, თუ ვისი სამრეწველო ურთიერთდაკავშირების პროტოკოლია გამოყენებული, ის ძირითადად Ethernet-ზე დაფუძნებულია.

მოგვიანებით, სამრეწველო კომპანიებმა აღმოაჩინეს, რომ სადენიანი კავშირები ზედმეტად ზღუდავდა მობილობას - მოწყობილობის უკანა მხარეს ყოველთვის იყო „ნაწნავი“, რომელიც ხელს უშლიდა თავისუფალ გადაადგილებას.

გარდა ამისა, სადენიანი კავშირის განლაგების რეჟიმი უფრო პრობლემურია, მშენებლობის პერიოდი ხანგრძლივია, ღირებულება კი მაღალი. თუ აღჭურვილობასთან ან კაბელთან დაკავშირებით პრობლემაა, ჩანაცვლებაც ძალიან ნელია. ამიტომ, ინდუსტრიამ უსადენო კომუნიკაციის ტექნოლოგიების დანერგვაზე დაიწყო ფიქრი.

შედეგად, Wi-Fi, Bluetooth და სხვა ტექნოლოგიები შემოვიდა სამრეწველო სფეროში.

ასე რომ, წინა კითხვას რომ დავუბრუნდეთ, რატომ 5G LAN, როდესაც Wi-Fi არსებობს?

აი, მიზეზი:

1. Wi-Fi ქსელების (განსაკუთრებით Wi-Fi 4-ისა და Wi-Fi 5-ის) მუშაობა 5G-ს ტოლი არ არის.

გადაცემის სიჩქარისა და დაყოვნების თვალსაზრისით, 5G-ს შეუძლია უკეთ დააკმაყოფილოს სამრეწველო რობოტების (მანიპულატორის კონტროლი), ინტელექტუალური ხარისხის შემოწმების (მაღალსიჩქარიანი გამოსახულების ამოცნობა), AGV-ის (უპილოტო ლოგისტიკური სატრანსპორტო საშუალება) და სხვა სცენარების საჭიროებები.

დაფარვის თვალსაზრისით, 5G-ს Wi-Fi-სთან შედარებით უფრო დიდი დაფარვის არეალი აქვს და კამპუსის უკეთესად დაფარვას უზრუნველყოფს. 5G-ს უჯრედებს შორის გადართვის შესაძლებლობაც Wi-Fi-სთან შედარებით უფრო ძლიერია, რაც მომხმარებლებს უკეთეს ქსელურ გამოცდილებას შესთავაზებს.

2. Wi-Fi ქსელის მოვლა-პატრონობის ხარჯები მაღალია.

პარკში Wi-Fi ქსელის ასაშენებლად, საწარმოებს საკუთარი აღჭურვილობის შეძენა და გაყვანილობის შეკეთება უწევთ. აღჭურვილობა ცვდება, ზიანდება და იცვლება, თუმცა მათ სპეციალური პერსონალი უწევს მომსახურებას. უამრავი Wi-Fi მოწყობილობაა და მათი კონფიგურაცია საკმაოდ პრობლემურია.

5G განსხვავებულია. მას ოპერატორები ქმნიან და ინარჩუნებენ, ხოლო საწარმოები ქირაობენ (Wi-Fi 5G-სთან შედარებით დაახლოებით იგივეა, რაც საკუთარი ოთახის აშენება ღრუბლოვანი ტექნოლოგიების წინააღმდეგ).

ერთად აღებული, 5G უფრო ეკონომიური იქნება.

3. 5G LAN-ს უფრო მძლავრი ფუნქციები აქვს.

5G ლოკალური ქსელის ვირტუალური ქსელის დაჯგუფება ადრე იყო ნახსენები. კომუნიკაციის იზოლაციის გარდა, დაჯგუფების უფრო მნიშვნელოვანი ფუნქციაა სხვადასხვა ქსელის QoS (მომსახურების დონის) დიფერენციაციის მიღწევა.

მაგალითად, საწარმოს აქვს ოფისის ქსელი, IT სისტემების ქსელი და OT ქსელი.

OT ნიშნავს ოპერაციულ ტექნოლოგიას. ეს არის ქსელი, რომელიც აკავშირებს სამრეწველო გარემოსა და აღჭურვილობას, როგორიცაა დაზგები, რობოტული მკლავები, სენსორები, ინსტრუმენტაცია, აგვ-ები, მონიტორინგის სისტემები, MES, PLCS და ა.შ.

სხვადასხვა ქსელს განსხვავებული შესრულების მოთხოვნები აქვს. ზოგიერთს დაბალი შეყოვნება სჭირდება, ზოგიერთს - მაღალი გამტარუნარიანობა, ზოგიერთს კი - ნაკლები.

5G ლოკალურ ქსელს შეუძლია განსაზღვროს ქსელის განსხვავებული მუშაობა სხვადასხვა ვირტუალური ობიექტთა ჯგუფების მიხედვით. ზოგიერთ საწარმოში მას „მიკრო ნაჭერს“ უწოდებენ.

4. 5G ლოკალური ქსელის მართვა უფრო მარტივი და უსაფრთხოა.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, მომხმარებლის ხელმოწერის მონაცემების მოდიფიცირება შესაძლებელია ოპერატორების 5G UDM ნომრებში, რათა მომხმარებლები ვირტუალური ტელეფონების ჯგუფებად დავაჯგუფოთ. ანუ, ყოველ ჯერზე, როცა ტერმინალის ჯგუფის ინფორმაციის შეცვლა (შეერთება, წაშლა, შეცვლა) გვჭირდება, უნდა მივმართოთ ოპერატორის მომხმარებელთა მომსახურების სამსახურს?

რა თქმა უნდა, არა.

5G ქსელებში, ოპერატორებს შეუძლიათ მოდიფიკაციის ნებართვის გახსნა საწარმოს ქსელის ადმინისტრატორებისთვის ინტერფეისების შემუშავების გზით, რაც თვითმომსახურების მოდიფიკაციის საშუალებას იძლევა.

რა თქმა უნდა, საწარმოებს ასევე შეუძლიათ საკუთარი კერძო ქსელის პოლიტიკის დამკვიდრება საკუთარი საჭიროებების შესაბამისად.

მონაცემთა კავშირების დამყარებისას, საწარმოებს შეუძლიათ დააყენონ ავტორიზაციისა და ავთენტიფიკაციის მექანიზმები ვირტუალური ტელევიზიის ჯგუფების მკაცრად სამართავად. ეს უსაფრთხოება გაცილებით ძლიერი და მოსახერხებელია, ვიდრე Wi-Fi.

5G ლოკალური ქსელის შემთხვევის შესწავლა

მოდით, განვიხილოთ 5G LAN-ის უპირატესობები კონკრეტული ქსელის მაგალითის გამოყენებით.

პირველ რიგში, საწარმოს, რომელსაც აქვს საკუთარი სახელოსნო, საწარმოო ხაზი (ან დაზგა), სჭირდება PLC და PLC-ის მართვის ბოლოების ქსელით დაკავშირება.

თითოეულ საწარმოო ხაზს უამრავი აღჭურვილობა აქვს, მათ შორის დამოუკიდებელიც. იდეალურია 5G მოდულების დაყენება საწარმოო ხაზზე არსებულ ყველა მოწყობილობაზე. თუმცა, როგორც ჩანს, ამ ეტაპზე ეს ცოტა ძვირი დაჯდება.

შემდეგ, 5G სამრეწველო კარიბჭის, ანუ 5G CPE-ის დანერგვამ შეიძლება გააუმჯობესოს ხარჯების მაჩვენებელი. გამოდგება სადენიანი კავშირისთვის, რომელიც დაკავშირებულია სადენიან პორტთან (Ethernet პორტი ან PLC პორტი). გამოდგება უსადენო კავშირისთვის, რომელიც დაკავშირებულია 5G-თან ან Wi-Fi-სთან.

თუ 5G არ უჭერს მხარს 5G ლოკალურ ქსელს (R16-მდე), ასევე შესაძლებელია PLC-სა და PLC კონტროლერს შორის კავშირის რეალიზება. თუმცა, მთელი 5G ქსელი არის მე-3 დონის პროტოკოლი, რომელიც ეყრდნობა IP მისამართებას და ტერმინალის მისამართიც არის IP მისამართი, რომელიც არ უჭერს მხარს მე-2 დონის მონაცემთა გადამისამართებას. წყვილთაშორისი კომუნიკაციის რეალიზებისთვის, ორივე მხარეს უნდა დაემატოს AR (წვდომის როუტერი) გვირაბის შესაქმნელად, გვირაბში მე-2 დონის სამრეწველო პროტოკოლის კაფსულირებისა და მისი თანატოლების ბოლომდე მისატანად.

ეს მეთოდი არა მხოლოდ სირთულეს ზრდის, არამედ ხარჯებსაც (AR როუტერის შეძენის ღირებულება, AR როუტერის კონფიგურაციის ადამიანური რესურსი და დროის ღირებულება). თუ ათასობით ხაზიან სახელოსნოზე დაფიქრდებით, ხარჯები გასაოცარი იქნება.

5G ლოკალური ქსელის (LAN) დანერგვის შემდეგ, 5G ქსელი მხარს უჭერს მე-2 დონის პროტოკოლის პირდაპირ გადაცემას, ამიტომ AR როუტერები აღარ არის საჭირო. ამავდროულად, 5G ქსელს შეუძლია უზრუნველყოს მარშრუტები IP მისამართების არმქონე ტერმინალებისთვის, ხოლო UPF-ს შეუძლია ტერმინალების MAC მისამართების ამოცნობა. მთელი ქსელი ხდება მინიმალისტური ერთშრიანი ქსელი, რომელსაც შეუძლია ერთმანეთთან კომუნიკაცია მე-2 დონეზე.

5G LAN-ის „ჩართე და იმუშავე“ შესაძლებლობა იდეალურად ინტეგრირდება მომხმარებლის არსებულ ქსელებთან, ამცირებს მომხმარებლის არსებულ ქსელებზე ზემოქმედებას და ზოგავს უამრავ ხარჯს ინტენსიური რემონტისა და განახლების გარეშე.

მაკრო პერსპექტივიდან, 5G ლოკალური ქსელი წარმოადგენს 5G და Ethernet ტექნოლოგიებს შორის თანამშრომლობას. მომავალში, Ethernet ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული TSN (დროისადმი მგრძნობიარე ქსელი) ტექნოლოგიის განვითარება შეუძლებელია 5G ლოკალური ქსელის დახმარებისგან განცალკევებით.

აღსანიშნავია, რომ 5G LAN, გარდა იმისა, რომ ხელს უწყობს პარკის შიდა ქსელის მშენებლობას, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც დანამატი საწარმოების ტრადიციული გამოყოფილი ხაზების ქსელისა, სხვადასხვა ადგილას ფილიალების დასაკავშირებლად.

5G ლოკალური ქსელის მოდული

როგორც ხედავთ, 5G ლოკალური ქსელი ვერტიკალურ ინდუსტრიებში 5G-სთვის მნიშვნელოვანი ინოვაციური ტექნოლოგიაა. მას შეუძლია შექმნას უფრო ძლიერი 5G კერძო ქსელური კომუნიკაციები, რაც მომხმარებლებს ციფრული ტრანსფორმაციისა და განახლების დაჩქარებაში დაეხმარება.

5G ლოკალური ქსელის უკეთ განლაგებისთვის, ქსელის მხარის განახლებების გარდა, საჭიროა 5G მოდულის მხარდაჭერაც.

5G LAN ტექნოლოგიის კომერციული დანერგვის პროცესში, Unigroup Zhangrui-მ გამოუშვა ინდუსტრიაში პირველი 5G R16 Ready საბაზისო ჩიპების პლატფორმა — V516.

ამ პლატფორმაზე დაყრდნობით, ჩინეთში წამყვანმა მოდულების მწარმოებელმა Quectel-მა წარმატებით შეიმუშავა 5G LAN ტექნოლოგიის მხარდამჭერი 5G მოდულების მთელი რიგი და კომერციალიზაცია მოახდინა, მათ შორის RG500U, RG200U, RM500U და სხვა LGA, M.2, Mini PCIe პაკეტის მოდულები.