რა არის 5G LAN?

ავტორი: Ulink Media

ყველამ უნდა იცოდეს 5G, რომელიც არის 4G-ის ევოლუცია და ჩვენი უახლესი მობილური საკომუნიკაციო ტექნოლოგია.

LAN-ისთვის უფრო კარგად უნდა იცოდეთ. მისი სრული სახელია ლოკალური ქსელი, ან LAN. ჩვენი სახლის ქსელი, ისევე როგორც ქსელი კორპორატიულ ოფისში, ძირითადად არის LAN. უსადენო Wi-Fi-ით, ეს არის უსადენო LAN (WLAN).

რატომ ვამბობ, რომ 5G LAN საინტერესოა?

5G არის ფართო ფიჭური ქსელი, ხოლო LAN არის მცირე ფართობის მონაცემთა ქსელი. როგორც ჩანს, ეს ორი ტექნოლოგია ერთმანეთთან არ არის დაკავშირებული.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 5G და LAN არის ორი სიტყვა, რომელიც ყველამ ცალკე იცის. მაგრამ ერთად, ეს ცოტა დამაბნეველია. არა?

5G LAN, კონკრეტულად რა არის ეს?

სინამდვილეში, 5G LAN, მარტივად რომ ვთქვათ, არის 5G ტექნოლოგიის გამოყენება ტერმინალების „დაჯგუფებისთვის“ და „აშენებისთვის“ LAN ქსელის შესაქმნელად.

ყველას აქვს 5G ტელეფონი. როდესაც იყენებთ 5G ტელეფონებს, შეგიმჩნევიათ, რომ თქვენი ტელეფონი ვერ ეძებს თქვენს მეგობრებს მაშინაც კი, როცა ისინი ახლოს არიან (თუნდაც პირისპირ)? თქვენ შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ ერთმანეთს, რადგან მონაცემები მთელი გზა მიედინება თქვენი ოპერატორის ან ინტერნეტ სერვისის პროვაიდერის სერვერებზე.

საბაზო სადგურებისთვის ყველა მობილური ტერმინალი "იზოლირებულია" ერთმანეთისგან. ეს ეფუძნება უსაფრთხოების მოსაზრებებს, ტელეფონები იყენებენ საკუთარ არხებს, არ ერევიან ერთმანეთს.

მეორეს მხრივ, LAN აკავშირებს ტერმინალებს (მობილურ ტელეფონებს, კომპიუტერებს და ა.შ.) ზონაში, რათა შექმნან "ჯგუფი". ეს არა მხოლოდ ხელს უწყობს მონაცემთა გადაცემას ერთმანეთს შორის, არამედ ინახავს ექსტრანეტის გასასვლელს.

LAN-ში, ტერმინალებს შეუძლიათ ერთმანეთის პოვნა მათი MAC მისამართების საფუძველზე და იპოვონ ერთმანეთი (Layer 2 კომუნიკაცია). გარე ქსელში წვდომისთვის, დააყენეთ როუტერი, IP მდებარეობის საშუალებით, ასევე შეგიძლიათ მიაღწიოთ მარშრუტიზაციას და გასვლას (მე-3 ფენის კომუნიკაცია).

როგორც ყველამ ვიცით, "4G შეცვლის ჩვენს ცხოვრებას და 5G შეცვლის ჩვენს საზოგადოებას". როგორც ამჟამად ყველაზე გავრცელებული მობილური საკომუნიკაციო ტექნოლოგია, 5G ეკისრება „ყველაფრის ინტერნეტის და ასობით ხაზის და ათასობით ინდუსტრიის ციფრული ტრანსფორმაციის“ მისიას, რომელიც ვერტიკალურ ინდუსტრიებში მომხმარებლებს უნდა დაეხმაროს დაკავშირებაში.

ამრიგად, 5G არ შეუძლია მხოლოდ დააკავშიროს ყველა ტერმინალი ღრუბელთან, არამედ გააცნობიეროს ტერმინალებს შორის „მახლობელი კავშირი“.

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

5G LAN-ის პრინციპები და მახასიათებლები

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

მომხმარებლის მონაცემთა ბაზა უზრუნველყოფს ტერმინალის ნომრის VN ჯგუფის ინფორმაციას და წვდომის პოლიტიკას 5G ძირითადი ქსელის (5GC) მართვის ქსელის ელემენტებზე (SMF, AMF, PCF და ა.შ.). მენეჯმენტი NE აერთიანებს ამ ინფორმაციას და პოლიტიკის წესებს სხვადასხვა ლანებში. ეს არის 5G LAN.

5G LAN მხარს უჭერს 2 ფენის კომუნიკაციას (იგივე ქსელის სეგმენტი, პირდაპირი წვდომა ერთმანეთთან), ასევე 3 ფენის კომუნიკაციას (ქსელის სეგმენტებს შორის, მარშრუტიზაციის დახმარებით). 5G LAN მხარს უჭერს როგორც unicast, ასევე multicast და მაუწყებლობას. მოკლედ, ორმხრივი წვდომის რეჟიმი ძალიან მოქნილია, ქსელში კი ძალიან მარტივი.

მოცულობის თვალსაზრისით, 5G LAN მხარს უჭერს კომუნიკაციას იმავე UPF-ს (5G ძირითადი ქსელის მედია გვერდითი ქსელის ელემენტი) და სხვადასხვა UPF-ებს შორის. ეს ტოლფასია ტერმინალებს შორის ფიზიკური მანძილის ლიმიტის დარღვევას (პეკინს და შანხაისსაც კი შეუძლიათ კომუნიკაცია).

კერძოდ, 5G LAN ქსელებს შეუძლიათ დაკავშირება მომხმარებელთა არსებულ მონაცემთა ქსელებთან plug and play და ორმხრივი წვდომისთვის.

განაცხადის სცენარები და 5G LAN-ის უპირატესობები

5G LAN საშუალებას აძლევს დაჯგუფებას და კავშირს მითითებულ 5G ტერმინალებს შორის, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს საწარმოებისთვის უფრო მობილური LAN ქსელის მშენებლობას. ბევრი მკითხველი აუცილებლად იკითხავს, ​​არ არის უკვე შესაძლებელი მობილურობა არსებული Wi-Fi ტექნოლოგიით? რატომ არის საჭირო 5G LAN?

არ ინერვიულო, გავაგრძელოთ.

5G LAN-ით გააქტიურებულ ლოკალურ ქსელს შეუძლია დაეხმაროს საწარმოებს, სკოლებს, მთავრობებს და ოჯახებს უკეთ დაუკავშირდნენ ტერმინალებს რეგიონში. მისი გამოყენება შესაძლებელია საოფისე ქსელში, მაგრამ მისი უფრო დიდი ღირებულება მდგომარეობს პარკის საწარმოო გარემოს ტრანსფორმაციაში და საწარმოო საწარმოების ძირითადი ქსელის ტრანსფორმაციაში, როგორიცაა სამრეწველო წარმოება, პორტის ტერმინალები და ენერგეტიკული მაღაროები.

ჩვენ ახლა ვუწოდებთ ინდუსტრიულ ინტერნეტს. ჩვენ გვჯერა, რომ 5G-ს შეუძლია სამრეწველო სცენების დიგიტალიზაცია, რადგან 5G არის შესანიშნავი უკაბელო საკომუნიკაციო ტექნოლოგია დიდი გამტარუნარიანობით და დაბალი შეფერხებით, რომელსაც შეუძლია გააცნობიეროს წარმოების სხვადასხვა ფაქტორების უსადენო კავშირი ინდუსტრიულ სცენებში.

მაგალითად, ავიღოთ სამრეწველო წარმოება. ადრე, უკეთესი ავტომატიზაციის, აღჭურვილობის კონტროლის მისაღწევად, "ინდუსტრიული ავტობუსის" ტექნოლოგიის გამოყენება. ამ ტექნოლოგიის მრავალი სახეობა არსებობს, რომელიც შეიძლება შეფასდეს, როგორც "ყოველთვის".

მოგვიანებით, Ethernet და IP ტექნოლოგიების გაჩენით, ინდუსტრიამ ჩამოაყალიბა კონსენსუსი, Ethernet-ის ევოლუციასთან ერთად, არსებობს "ინდუსტრიული Ethernet". დღეს, არ აქვს მნიშვნელობა ვინ არის სამრეწველო ურთიერთკავშირის პროტოკოლი, ძირითადად Ethernet-ზეა დაფუძნებული.

მოგვიანებით, ინდუსტრიულმა კომპანიებმა დაადგინეს, რომ სადენიანი კავშირები ძალიან ზღუდავდა მობილურობას - მოწყობილობის უკანა მხარეს ყოველთვის იყო "ჩოლკა", რომელიც ხელს უშლიდა თავისუფალ მოძრაობას.

უფრო მეტიც, სადენიანი კავშირის განლაგების რეჟიმი უფრო პრობლემურია, მშენებლობის პერიოდი გრძელია, ღირებულება მაღალი. თუ მოწყობილობასთან ან კაბელთან არის პრობლემა, ჩანაცვლება ასევე ძალიან ნელია. ასე რომ, ინდუსტრიამ დაიწყო ფიქრი უკაბელო საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების დანერგვაზე.

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

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

აი მიზეზი:

1. Wi-Fi ქსელების (განსაკუთრებით Wi-Fi 4 და Wi-Fi 5) მუშაობა არ არის ისეთი კარგი, როგორც 5G.

გადაცემის სიჩქარისა და დაყოვნების თვალსაზრისით, 5G-ს შეუძლია უკეთ დააკმაყოფილოს ინდუსტრიული რობოტების (მანიპულატორის კონტროლი), ხარისხის ინტელექტუალური შემოწმება (მაღალსიჩქარიანი გამოსახულების ამოცნობა), AGV (უპილოტო ლოგისტიკური მანქანა) და სხვა სცენარები.

დაფარვის კუთხით, 5G-ს აქვს უფრო დიდი დაფარვის არეალი, ვიდრე Wi-Fi და უკეთ შეუძლია დაფაროს კამპუსი. 5G-ის უჯრედებს შორის გადართვის უნარი ასევე უფრო ძლიერია ვიდრე Wi-Fi, რაც მომხმარებლებს ქსელის უკეთეს გამოცდილებას მოუტანს.

2. Wi-Fi ქსელის ტექნიკური ხარჯები მაღალია.

პარკში Wi-Fi ქსელის ასაშენებლად საწარმოებმა უნდა გაატარონ მავთული და შეიძინონ საკუთარი აღჭურვილობა. აღჭურვილობა ამორტიზებულია, დაზიანებულია და იცვლება, მაგრამ ასევე შენარჩუნებულია სპეციალური პერსონალის მიერ. უამრავი Wi-Fi მოწყობილობაა და კონფიგურაცია რთულია.

5G განსხვავებულია. ის აშენებულია და ინარჩუნებს ოპერატორებს და ქირავდება საწარმოების მიერ (Wi-Fi 5G-ის წინააღმდეგ ცოტათი ჰგავს საკუთარი ოთახის აშენებას ღრუბლოვან გამოთვლებთან შედარებით).

ერთად აღებული, 5G უფრო ეფექტური იქნება.

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

5G LAN-ის VN დაჯგუფება ადრე იყო ნახსენები. კომუნიკაციის იზოლაციის გარდა, დაჯგუფების უფრო მნიშვნელოვანი ფუნქციაა სხვადასხვა ქსელების QoS (მომსახურების დონე) დიფერენციაციის მიღწევა.

მაგალითად, საწარმოს აქვს საოფისე ქსელი, IT სისტემის ქსელი და OT ქსელი.

OT ნიშნავს ოპერაციულ ტექნოლოგიას. ეს არის ქსელი, რომელიც აკავშირებს სამრეწველო გარემოს და აღჭურვილობას, როგორიცაა ლათები, რობოტული იარაღი, სენსორები, ინსტრუმენტები, AGVs, მონიტორინგის სისტემები, MES, PLCS და ა.შ.

სხვადასხვა ქსელს აქვს შესრულების განსხვავებული მოთხოვნები. ზოგს დაბალი შეყოვნება სჭირდება, ზოგს მაღალი გამტარობა და ზოგს ნაკლები მოთხოვნები.

5G LAN-ს შეუძლია განსაზღვროს სხვადასხვა ქსელის შესრულება სხვადასხვა VN ჯგუფზე დაყრდნობით. ზოგიერთ საწარმოს მას "მიკრო სლაისს" უწოდებენ.

4. 5G LAN უფრო ადვილი სამართავი და უსაფრთხოა.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, მომხმარებლის ხელმოწერის მონაცემები შეიძლება შეიცვალოს ოპერატორების 5G UDM-ში, რათა მომხმარებლები დააჯგუფონ VN ჯგუფებად. ასე რომ, უნდა მივიდეთ თუ არა ოპერატორის მომხმარებელთა სერვისში ყოველ ჯერზე, როცა გვჭირდება ტერმინალის ჯგუფის ინფორმაციის შეცვლა (შეერთება, წაშლა, შეცვლა)?

რა თქმა უნდა არა.

5G ქსელებში, ოპერატორებს შეუძლიათ გახსნან მოდიფიკაციის ნებართვა საწარმოს ქსელის ადმინისტრატორებს ინტერფეისების განვითარების გზით, რაც საშუალებას აძლევს თვითმომსახურების მოდიფიკაციას.

რა თქმა უნდა, საწარმოებს ასევე შეუძლიათ დააწესონ საკუთარი პირადი ქსელის პოლიტიკა საკუთარი საჭიროებების შესაბამისად.

მონაცემთა კავშირების დამყარებისას, საწარმოებს შეუძლიათ დააყენონ ავტორიზაციისა და ავთენტიფიკაციის მექანიზმები VN ჯგუფების მკაცრად მართვისთვის. ეს უსაფრთხოება ბევრად უფრო ძლიერი და მოსახერხებელია ვიდრე Wi-Fi.

5G LAN-ის შემთხვევის შესწავლა

მოდით გადავხედოთ 5G LAN-ის სარგებელს კონკრეტული ქსელის მაგალითის საშუალებით.

უპირველეს ყოვლისა, საწარმოო საწარმოს, აქვს საკუთარი სახელოსნო, საწარმოო ხაზი (ან ხორხი), საჭიროებს PLC და PLC საკონტროლო ბოლოების დაკავშირებას ქსელის მეშვეობით.

თითოეულ ასამბლეის ხაზს აქვს უამრავი აღჭურვილობა, ასევე დამოუკიდებელი. იდეალურია 5G მოდულების დაყენება ასამბლეის ხაზის ყველა მოწყობილობაზე. თუმცა, როგორც ჩანს, ამ ეტაპზე ცოტა ძვირი დაჯდება.

შემდეგ, 5G ინდუსტრიული კარიბჭის, ან 5G CPE-ის დანერგვამ შეიძლება გააუმჯობესოს ხარჯების შესრულება. ვარგისია სადენისთვის, დაკავშირებულია სადენიან პორტთან (Ethernet პორტი, ან PLC პორტი). ვარგისია უსადენოდ, დაკავშირებულია 5G ან Wi-Fi-თან.

თუ 5G არ უჭერს მხარს 5G LAN-ს (R16-მდე), ასევე შესაძლებელია PLC-სა და PLC კონტროლერს შორის კავშირის რეალიზება. თუმცა, მთელი 5G ქსელი არის მე-3 ფენის პროტოკოლი, რომელიც ეყრდნობა IP მისამართს და ტერმინალის მისამართი ასევე არის IP მისამართი, რომელიც არ უჭერს მხარს 2 ფენის მონაცემთა გადამისამართებას. იმისათვის, რომ განხორციელდეს ბოლოდან ბოლომდე კომუნიკაცია, AR (Access Router) უნდა დაემატოს ორივე მხარეს გვირაბის დასამყარებლად, გვირაბში სამრეწველო ფენის 2 პროტოკოლის ენკაფსულარებასა და მის დასასრულამდე მიტანის მიზნით.

ეს მეთოდი არა მხოლოდ ზრდის სირთულეს, არამედ ზრდის ღირებულებას (AR როუტერის შესყიდვის ღირებულება, AR როუტერის კონფიგურაციის სამუშაო ძალა და დროის ღირებულება). თუ თქვენ ფიქრობთ სახელოსნოზე ათასობით ხაზით, ღირებულება იქნება შემაძრწუნებელი.

5G LAN-ის დანერგვის შემდეგ, 5G ქსელი მხარს უჭერს Layer 2 პროტოკოლის პირდაპირ გადაცემას, ამიტომ AR მარშრუტიზატორები აღარ არის საჭირო. ამავდროულად, 5G ქსელს შეუძლია უზრუნველყოს მარშრუტები ტერმინალებისთვის IP მისამართების გარეშე, ხოლო UPF-ს შეუძლია ამოიცნოს ტერმინალების MAC მისამართები. მთელი ქსელი იქცევა მინიმალისტურ ერთფენიან ქსელად, რომელსაც შეუძლია ერთმანეთთან კომუნიკაცია მე-2 ფენაზე.

5G LAN-ის plug and play შესაძლებლობას შეუძლია სრულყოფილად მოახდინოს საკუთარი თავის ინტეგრირება მომხმარებელთა არსებულ ქსელებთან, შეამციროს გავლენა მომხმარებელთა არსებულ ქსელებზე და დაზოგოს ბევრი ხარჯი ინტენსიური განახლებისა და განახლების გარეშე.

მაკრო პერსპექტივიდან, 5G LAN არის თანამშრომლობა 5G და Ethernet ტექნოლოგიას შორის. მომავალში, Ethernet ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული TSN (დროის მგრძნობიარე ქსელი) ტექნოლოგიის განვითარება არ შეიძლება განცალკევდეს 5G LAN-ის დახმარებით.

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

მოდული 5G LAN-ისთვის

როგორც ხედავთ, 5G LAN არის მნიშვნელოვანი ინოვაციური ტექნოლოგია 5G-სთვის ვერტიკალურ ინდუსტრიებში. მას შეუძლია შექმნას უფრო ძლიერი 5G კერძო ქსელის კომუნიკაციები, რათა დაეხმაროს მომხმარებელს დააჩქაროს მათი ციფრული ტრანსფორმაცია და განახლება.

5G LAN-ის უკეთ განსათავსებლად, ქსელის გვერდითი განახლებების გარდა, საჭიროა 5G მოდულის მხარდაჭერაც.

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

ამ პლატფორმაზე დაყრდნობით, Quectel-მა, მოდულების წამყვანმა მწარმოებელმა ჩინეთში, წარმატებით შეიმუშავა 5G მოდული, რომლებიც მხარს უჭერენ 5G LAN ტექნოლოგიას და კომერციალიზაცია მოხდა, მათ შორის RG500U, RG200U, RM500U და სხვა LGA, M.2, Mini PCIe პაკეტის მოდულები. .