¿Qué es 5G LAN?

Autor: Ulink Media

Todos deben estar familiarizados con 5G, que es la evolución de 4G y nuestra última tecnología de comunicación móvil.

Para LAN, deberías estar más familiarizado con ella. Su nombre completo es la red de área local o LAN. Nuestra red doméstica, así como la red en la oficina corporativa, es básicamente LAN. Con Wi-Fi inalámbrico, es una LAN inalámbrica (WLAN).

Entonces, ¿por qué digo que 5G LAN es interesante?

5G es una red celular amplia, mientras que LAN es una red de datos de área pequeña. Las dos tecnologías parecen no relacionadas.

En otras palabras, 5G y LAN son dos palabras que todos conocen por separado. Pero juntos, es un poco confuso. ¿No es así?

5G Lan, ¿qué es exactamente?

De hecho, 5G LAN, en pocas palabras, es usar tecnología 5G para "agrupar" y "construir" terminales para formar una red LAN.

Todos tienen un teléfono 5G. Cuando usa teléfonos 5G, ¿ha notado que su teléfono no puede buscar a sus amigos incluso cuando están muy cerca (incluso cara a cara)? Pueden comunicarse entre sí porque los datos fluyen hasta los servidores de su transportista o proveedor de servicios de Internet.

Para las estaciones base, todos los terminales móviles están "aislados" entre sí. Esto se basa en consideraciones de seguridad, los teléfonos usan sus propios canales, no interfieren entre sí.

Una LAN, por otro lado, conecta terminales (teléfonos móviles, computadoras, etc.) en un área juntos para formar un "grupo". Esto no solo facilita la transmisión de datos entre sí, sino que también guarda la salida de Extranet.

En una LAN, los terminales pueden ubicarse entre sí en función de sus direcciones MAC y encontrarse entre sí (comunicación de la capa 2). Para acceder a la red externa, configurar un enrutador, a través de la ubicación de IP, también puede lograr el enrutamiento dentro y fuera (comunicación de la capa 3).

Como todos sabemos, "4G cambiará nuestras vidas, y 5G cambiará nuestra sociedad". Como la tecnología de comunicación móvil más convencional en la actualidad, 5G asciende la misión de "Internet de todo y la transformación digital de cientos de líneas y miles de industrias", que necesita ayudar a los usuarios en las industrias verticales a conectarse.

Por lo tanto, 5G no solo puede conectar cada terminal a la nube, sino también darse cuenta de la "conexión cercana" entre los terminales.

Por lo tanto, en el estándar 3GPP R16, 5G LAN introdujo esta nueva característica.

Principios y características de 5G LAN

En una red 5G, los administradores pueden modificar los datos en la base de datos de usuarios (elementos de red UDM), firmar un contrato de servicio con un número de UE especificado y luego dividirlos en los mismos o diferentes grupos de red virtuales (VN).

La base de datos de usuarios proporciona información del grupo VN de número VN y políticas de acceso a los elementos de red de administración (SMF, AMF, PCF, etc.) de la red 5G Core (5GC). El NE de gestión combina estas reglas de información y política en diferentes LAN. Esta es una LAN 5G.

Una LAN 5G admite la comunicación de la capa 2 (mismo segmento de red, acceso directo entre sí), así como la comunicación de la capa 3 (en todos los segmentos de red, con la ayuda del enrutamiento). Una LAN 5G admite unicast, así como multidifusión y transmisión. En resumen, el modo de acceso mutuo es muy flexible, y la red es muy simple.

En términos de alcance, una LAN 5G admite la comunicación entre el mismo UPF (elemento de red lateral de medios de la red de núcleo 5G) y diferentes UPF. Esto equivale a romper el límite de distancia física entre los terminales (incluso Beijing y Shanghai pueden comunicarse).

En particular, las redes LAN 5G pueden conectarse a las redes de datos existentes de los usuarios para enchufe y reproducción y acceso mutuo.

Escenarios de aplicación y ventajas de 5G LAN

5G LAN permite la agrupación y la conexión entre los terminales 5G especificados, facilitando en gran medida la construcción de una red LAN más móvil para empresas. Muchos lectores seguramente preguntarán, ¿no es la movilidad ya posible con la tecnología Wi-Fi existente? ¿Por qué la necesidad de una LAN 5G?

No te preocupes, sigamos adelante.

La red local habilitada por 5G LAN puede ayudar a las empresas, escuelas, gobiernos y familias a comunicarse mejor con terminales en una región. Se puede usar en la red de oficina, pero su mayor valor radica en la transformación del entorno de producción del parque y la transformación de la red básica de empresas de producción, como la fabricación industrial, los terminales portuarios y las minas de energía.

Ahora estamos promoviendo la Internet industrial. Creemos que 5G puede permitir la digitalización de escenas industriales porque 5G es una excelente tecnología de comunicación inalámbrica con gran ancho de banda y bajo retraso, lo que puede realizar la conexión inalámbrica de varios factores de producción en escenas industriales.

Tome la fabricación industrial, por ejemplo. Anteriormente, para mejorar la automatización, para lograr el control de equipos, el uso de la tecnología de "bus industrial". Hay muchos tipos de esta tecnología, que pueden describirse como "por todas partes".

Más tarde, con la aparición de la tecnología Ethernet e IP, la industria formó un consenso, junto con la evolución de Ethernet, hay "Ethernet industrial". Hoy, sin importar el protocolo de interconexión industrial de cualquiera, básicamente está basado en Ethernet.

Más tarde, las compañías industriales descubrieron que las conexiones con cable limitaban demasiado la movilidad: siempre había una "trenza" en la parte posterior del dispositivo que evitaba la libre circulación.

Además, el modo de implementación de conexión con cable es más problemático, el período de construcción es largo, el costo es alto. Si hay un problema con el equipo o el cable, el reemplazo también es muy lento. Entonces, la industria comenzó a pensar en introducir tecnología de comunicación inalámbrica.

Como resultado, Wi-Fi, Bluetooth y otras tecnologías han ingresado al campo industrial.

Entonces, para volver a la pregunta anterior, ¿por qué 5G LAN cuando hay Wi-Fi?

Aquí está la razón:

1. El rendimiento de las redes Wi-Fi (especialmente Wi-Fi 4 y Wi-Fi 5) no es tan bueno como 5G.

En términos de velocidad de transmisión y retraso, 5G puede satisfacer mejor las necesidades de los robots industriales (control del manipulador), inspección de calidad inteligente (reconocimiento de imagen de alta velocidad), AGV (vehículo logístico no tripulado) y otros escenarios.

En términos de cobertura, 5G tiene un área de cobertura más grande que Wi-Fi y puede cubrir mejor el campus. La capacidad de 5G para cambiar entre celdas también es más fuerte que Wi-Fi, lo que traerá a los usuarios una mejor experiencia de red.

2. Los costos de mantenimiento de la red Wi-Fi son altos.

Para construir una red Wi-Fi en un parque, las empresas deben conectar y comprar su propio equipo. El equipo está depreciado, dañado y reemplazado, pero también mantenido por personal especial. Hay toneladas de dispositivos Wi-Fi, y la configuración es una molestia.

5G es diferente. Está construido y mantenido por los operadores y alquilado por empresas (Wi-Fi versus 5G es un poco como construir su propia habitación versus computación en la nube).

En conjunto, 5G será más rentable.

3. 5G LAN tiene funciones más poderosas.

La agrupación de VN de una LAN 5G fue mencionada anteriormente. Además del aislamiento de la comunicación, una función más importante de la agrupación es lograr la diferenciación de QoS (nivel de servicio) de diferentes redes.

Por ejemplo, una empresa tiene una red de oficina, una red de sistemas de TI y una red OT.

OT significa tecnología operativa. Es una red que conecta el entorno industrial y el equipo, como tornos, brazos robóticos, sensores, instrumentación, AGV, sistemas de monitoreo, MES, PLC, etc.

Diferentes redes tienen diferentes requisitos de rendimiento. Algunos requieren baja latencia, otros requieren un alto ancho de banda y otros tienen menos requisitos.

Una LAN 5G puede definir un rendimiento de la red diferente basado en diferentes grupos de VN. Algunas empresas, se llama "micro corte".

4. 5G LAN es más fácil de administrar y más seguro.

Como se mencionó anteriormente, los datos de firma del usuario se pueden modificar en 5G UDM NES de operadores para agrupar a los usuarios en grupos VN. Entonces, ¿tenemos que ir al servicio al cliente del transportista cada vez que necesitamos cambiar la información grupal de un terminal (unir, eliminar, cambiar)?

Por supuesto que no.

En las redes 5G, los operadores pueden abrir el permiso de modificación a los administradores de redes empresariales a través del desarrollo de interfaces, permitiendo la modificación de autoservicio.

Por supuesto, las empresas también pueden establecer sus propias políticas de red privadas de acuerdo con sus propias necesidades.

Al establecer conexiones de datos, las empresas pueden establecer mecanismos de autorización y autenticación para administrar estrictamente grupos VN. Esta seguridad es mucho más fuerte y más conveniente que Wi-Fi.

Un estudio de caso de una LAN 5G

Echemos un vistazo a los beneficios de 5G LAN a través de un ejemplo específico de redes.

En primer lugar, una empresa de fabricación, tiene su propio taller, línea de producción (o torno), necesita conectar el control PLC y PLC que termina a través de la red.

Cada línea de ensamblaje tiene mucho equipo, también independiente. Es ideal para instalar módulos 5G en cada dispositivo en la línea de ensamblaje. Sin embargo, parece que será un poco caro en esta etapa.

Luego, la introducción de 5G Industrial Gateway, o 5G CPE, puede mejorar el rendimiento de los costos. Adecuado para cableado, conectado al puerto con cable (puerto Ethernet o puerto PLC). Adecuado para inalámbrico, conectado a 5G o Wi-Fi.

Si 5G no admite 5G LAN (antes de R16), también es posible realizar la conexión entre el controlador PLC y PLC. Sin embargo, toda la red 5G es un protocolo de capa 3 que se basa en el direccionamiento IP, y la dirección terminal también es una dirección IP, que no admite el reenvío de datos de la capa 2. Para realizar una comunicación de extremo a extremo, se debe agregar un AR (enrutador de acceso) en ambos lados para establecer un túnel, encapsular el protocolo de la capa industrial 2 en el túnel y llevarlo al extremo par.

Este método no solo aumenta la complejidad, sino que también aumenta el costo (costo de compra del enrutador AR, mano de obra de configuración de AR y costo de tiempo). Si piensa en un taller con miles de líneas, el costo sería asombroso.

Después de la introducción de 5G LAN, la red 5G admite la transmisión directa del protocolo de capa 2, por lo que ya no son necesarios en los enrutadores AR. Al mismo tiempo, la red 5G puede proporcionar rutas para terminales sin direcciones IP, y el UPF puede reconocer las direcciones MAC de los terminales. Toda la red se convierte en una red minimalista de una sola capa, que puede comunicarse entre sí en la capa 2.

La capacidad de enchufe y reproducción de 5G LAN puede integrarse perfectamente con las redes existentes de los clientes, reduciendo el impacto en las redes existentes de los clientes y ahorrando muchos costos sin renovación y actualización extenuantes.

Desde una perspectiva macro, 5G LAN es una colaboración entre la tecnología 5G y Ethernet. En el futuro, el desarrollo de la tecnología TSN (red sensible al tiempo) basada en la tecnología Ethernet no puede separarse de la ayuda de 5G LAN.

Vale la pena mencionar que 5G LAN, además de ser propicio para la construcción de la red interna del parque, también puede usarse como suplemento para la red tradicional de empresas dedicadas para conectar ramas en diferentes lugares.

El módulo para la LAN 5G

Como puede ver, 5G LAN es una tecnología innovadora importante para 5G en industrias verticales. Puede construir comunicaciones de red privadas 5G más fuertes para ayudar a los clientes a acelerar su transformación y actualización digital.

Para implementar mejor la LAN 5G, además de las actualizaciones del lado de la red, también se necesita soporte del módulo 5G.

En el proceso de LAN Technology Commercial Landing, Unigroup Zhangrui lanzó la primera plataforma de chips de banda base de banda lista 5G R16 de la industria - V516.

Según esta plataforma, Quectel, el fabricante de módulos líder en China, ha desarrollado con éxito una serie de módulos 5G que admiten tecnología LAN 5G, y se ha comercializado, incluidos RG500U, RG200U, RM500U y otros módulos de paquetes LGA, M.2, mini PCIe.