¿Qué es la LAN 5G?

Autor: Ulink Media

Todo el mundo debería estar familiarizado con el 5G, que es la evolución del 4G y nuestra última tecnología de comunicación móvil.

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

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

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

Es decir, 5G y LAN son dos palabras que todo el mundo conoce por separado. Pero juntos, es un poco confuso. ¿No es así?

LAN 5G, ¿qué es exactamente?

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

Todo el mundo tiene un teléfono 5G. Cuando usas teléfonos 5G, ¿has notado que tu teléfono no puede buscar a tus amigos incluso cuando están muy cerca (incluso cara a cara)? Pueden comunicarse entre sí porque los datos fluyen hasta los servidores de su operador o proveedor de servicios de Internet.

En el caso de las estaciones base, todos los terminales móviles están "aislados" entre sí. Esto se debe a consideraciones de seguridad: los teléfonos utilizan sus propios canales y no interfieren entre sí.

Una LAN, por otro lado, conecta terminales (teléfonos móviles, ordenadores, etc.) en un área para formar un “grupo”. Esto no sólo facilita la transmisión de datos entre sí, sino que también ahorra la salida de la extranet.

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

Como todos sabemos, “el 4G cambiará nuestras vidas y el 5G cambiará nuestra sociedad”. Como tecnología de comunicación móvil más común en la actualidad, 5G asume la misión de “la Internet de todo y la transformación digital de cientos de líneas y miles de industrias”, que debe ayudar a los usuarios de industrias verticales a conectarse.

Por lo tanto, 5G no sólo conecta cada terminal a la nube, sino que también realiza una “conexión cercana” entre terminales.

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

Principios y características de la LAN 5G

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 específico y luego dividirlos en el mismo o en diferentes grupos de redes virtuales (VN).

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

Una LAN 5G admite comunicación de Capa 2 (mismo segmento de red, acceso directo entre sí), así como comunicación de Capa 3 (entre segmentos de red, con la ayuda de enrutamiento). Una LAN 5G admite unidifusión, así como multidifusión y transmisión. En resumen, el modo de acceso mutuo es muy flexible y la conexión en red es muy sencilla.

En términos de alcance, una LAN 5G admite la comunicación entre el mismo UPF (elemento de red del lado de medios de la red central 5G) y diferentes UPF. Esto equivale a romper el límite de distancia física entre 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 plug and play y acceso mutuo.

Escenarios de aplicación y ventajas de la LAN 5G

5G LAN permite la agrupación y conexión entre terminales 5G específicos, lo que facilita enormemente la construcción de una red LAN más móvil para las empresas. Seguro que muchos lectores se preguntarán: ¿no es ya posible la movilidad con la tecnología Wi-Fi existente? ¿Por qué es necesaria una LAN 5G?

No te preocupes, sigamos adelante.

Las redes locales habilitadas por 5G LAN pueden ayudar a empresas, escuelas, gobiernos y familias a comunicarse mejor con terminales en una región. Se puede utilizar en la red de oficinas, pero su mayor valor radica en la transformación del entorno productivo del parque y la transformación de la red básica de empresas productivas como la fabricación industrial, las terminales portuarias 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 retardo, que puede realizar la conexión inalámbrica de varios factores de producción en escenas industriales.

Tomemos como ejemplo la fabricación industrial. Anteriormente, para lograr una mejor automatización y lograr el control de los equipos, se utilizaba la tecnología de “bus industrial”. Hay muchos tipos de esta tecnología, que se puede describir como “por todas partes”.

Posteriormente, con la aparición de Ethernet y la tecnología IP, la industria formó un consenso: junto con la evolución de Ethernet, existe la "Ethernet industrial". Hoy en día, no importa cuál sea el protocolo de interconexión industrial, básicamente está basado en Ethernet.

Más tarde, las empresas industriales descubrieron que las conexiones por cable limitaban demasiado la movilidad: siempre había una "trenza" en la parte posterior del dispositivo que impedía el libre movimiento.

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

Como resultado, Wi-Fi, Bluetooth y otras tecnologías han entrado en el campo industrial.

Entonces, volviendo 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 el de 5G.

En términos de velocidad de transmisión y retraso, 5G puede satisfacer mejor las necesidades de los robots industriales (control de manipuladores), la inspección de calidad inteligente (reconocimiento de imágenes de alta velocidad), los AGV (vehículos logísticos no tripulados) y otros escenarios.

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

2. Los costes de mantenimiento de la red Wi-Fi son elevados.

Para construir una red Wi-Fi en un parque, las empresas necesitan cablear y comprar sus propios equipos. Los equipos se deprecian, dañan y reemplazan, pero también son mantenidos por personal especial. Hay toneladas de dispositivos Wi-Fi y la configuración es una molestia.

5G es diferente. Lo construyen y mantienen operadores y lo alquilan 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. La LAN 5G tiene funciones más potentes.

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

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

OT significa Tecnología Operacional. Es una red que conecta el entorno industrial y equipos, como tornos, brazos robóticos, sensores, instrumentación, AGVs, sistemas de monitorización, MES, PLCS, etc.

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

Una LAN 5G puede definir un rendimiento de red diferente según diferentes grupos de VN. En algunas empresas, esto se denomina "microporción".

4. La LAN 5G es más fácil de gestionar y más segura.

Como se mencionó anteriormente, los datos de firma de los usuarios se pueden modificar en los nes 5G UDM de los operadores para agrupar a los usuarios en grupos VN. Entonces, ¿tenemos que acudir al servicio de atención al cliente del operador cada vez que necesitamos cambiar la información del grupo de un terminal (unirse, eliminar, cambiar)?

Por supuesto que no.

En las redes 5G, los operadores pueden abrir el permiso de modificación a los administradores de redes empresariales mediante el desarrollo de interfaces, lo que permite la modificación de autoservicio.

Por supuesto, las empresas también pueden establecer sus propias políticas de red privada según sus propias necesidades.

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

Un estudio de caso de una LAN 5G

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

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

Cada línea de montaje cuenta con una gran cantidad de equipos, también independientes. Es ideal instalar módulos 5G en cada dispositivo de la línea de montaje. Sin embargo, parece que será un poco caro en esta etapa.

Entonces, la introducción de la puerta de enlace industrial 5G, o 5G CPE, puede mejorar la rentabilidad. Adecuado para cableado, conectado a un puerto cableado (puerto Ethernet o puerto PLC). Apto para conexión inalámbrica, conectada a 5G o Wi-Fi.

Si 5G no es compatible con 5G LAN (antes de R16), también es posible realizar la conexión entre el PLC y el controlador PLC. Sin embargo, toda la red 5G es un protocolo de Capa 3 que se basa en direcciones IP, y la dirección del terminal también es una dirección IP, que no admite el reenvío de datos de Capa 2. Para lograr una comunicación de extremo a extremo, se debe agregar un AR (enrutador de acceso) en ambos lados para establecer un túnel, encapsular el protocolo industrial de Capa 2 en el túnel y llevarlo al extremo del 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 del enrutador AR y costo de tiempo). Si piensas en un taller con miles de líneas, el costo sería asombroso.

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

La capacidad plug and play 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 arduas renovaciones y actualizaciones.

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 tecnología Ethernet no puede separarse de la ayuda de 5G LAN.

Cabe mencionar que 5G LAN, además de favorecer la construcción de la red interna del parque, también puede utilizarse como complemento a la tradicional red de línea dedicada de las empresas para conectar sucursales 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 privada 5G más sólidas para ayudar a los clientes a acelerar su transformación y actualización digital.

Para implementar mejor la LAN 5G, además de las actualizaciones de la red, también se necesita compatibilidad con módulos 5G.

En el proceso de aterrizaje comercial de la tecnología LAN 5G, Unigroup Zhangrui lanzó la primera plataforma de chip de banda base 5G R16 Ready de la industria: el V516.

Sobre la base de esta plataforma, Quectel, el fabricante de módulos líder en China, ha desarrollado con éxito una serie de módulos 5G compatibles con la tecnología LAN 5G y los ha comercializado, incluidos RG500U, RG200U, RM500U y otros módulos de paquetes LGA, M.2 y Mini PCIe. .