מחבר: Ulink Media
כולם צריכים להכיר את 5G, שהיא ההתפתחות של 4G וטכנולוגיית התקשורת הסלולרית העדכנית ביותר שלנו.
עבור LAN, אתה צריך להכיר את זה יותר. השם המלא שלו הוא רשת מקומית, או LAN. הרשת הביתית שלנו, כמו גם הרשת במשרד הארגוני, היא בעצם LAN. עם Wi-Fi אלחוטי, זהו LAN אלחוטי (WLAN).
אז למה אני אומר ש-5G LAN מעניין?
5G היא רשת סלולרית רחבה, בעוד LAN היא רשת נתונים שטח קטנה. שתי הטכנולוגיות נראות לא קשורות.
במילים אחרות, 5G ו-LAN הן שתי מילים שכולם מכירים בנפרד. אבל ביחד זה קצת מבלבל. נכון?
LAN 5G, מה זה בדיוק?
למעשה, LAN 5G, במילים פשוטות, זה להשתמש בטכנולוגיית 5G כדי "לקבץ" ו"לבנות" מסופים ליצירת רשת LAN.
לכולם יש טלפון 5G. כאשר אתה משתמש בטלפונים 5G, האם שמת לב שהטלפון שלך לא יכול לחפש את החברים שלך גם כשהם בקרבת מקום (אפילו פנים אל פנים)? אתם יכולים לתקשר אחד עם השני מכיוון שהנתונים זורמים לכל אורך הדרך אל השרתים של הספק או ספק שירותי האינטרנט שלכם.
עבור תחנות בסיס, כל המסופים הניידים "מבודדים" זה מזה. זה מבוסס על שיקולי אבטחה, הטלפונים משתמשים בערוצים משלהם, אינם מפריעים זה לזה.
LAN, לעומת זאת, מחבר מסופים (טלפונים ניידים, מחשבים וכו') באזור יחד ליצירת "קבוצה". זה לא רק מקל על העברת הנתונים ביניהם, אלא גם חוסך את יציאת האקסטרא-נט.
ב-LAN, מסופים יכולים לאתר זה את זה על סמך כתובות ה-MAC שלהם ולמצוא זה את זה (תקשורת שכבה 2). כדי לגשת לרשת החיצונית, הגדר נתב, דרך מיקום ה-IP, יכול גם להשיג ניתוב פנימה והחוצה (תקשורת שכבה 3).
כפי שכולנו יודעים, "4G ישנה את חיינו, ו-5G ישנה את החברה שלנו". כטכנולוגיית התקשורת הניידת המרכזית ביותר כיום, 5G נושאת במשימה של "האינטרנט של הכל והטרנספורמציה הדיגיטלית של מאות קווים ואלפי תעשיות", שצריכה לעזור למשתמשים בתעשיות אנכיות להתחבר.
לכן, 5G לא יכול רק לחבר כל מסוף לענן, אלא גם לממש "חיבור קרוב" בין מסופים.
לכן, בתקן 3GPP R16, 5G LAN הציגה תכונה חדשה זו.
עקרונות ומאפיינים של LAN 5G
ברשת 5G, מנהלי מערכת יכולים לשנות את הנתונים במסד הנתונים של המשתמש (רכיבי רשת UDM), לחתום על חוזה שירות עם מספר UE מוגדר, ולאחר מכן לחלק אותם לאותן או לקבוצות רשת וירטואליות שונות (VN).
מסד הנתונים של המשתמש מספק מידע על קבוצת VN ומדיניות גישה לרכיבי רשת הניהול (SMF, AMF, PCF וכו') של רשת הליבה של 5G (5GC). הנהלת NE משלבת מידע וכללי מדיניות אלה ל-LANs שונים. זהו LAN 5G.
LAN 5G תומך בתקשורת Layer 2 (אותו קטע רשת, גישה ישירה זה לזה) וכן תקשורת Layer 3 (על פני מקטעי רשת, בעזרת ניתוב). רשת LAN של 5G תומך ב-unicast וכן בשידורים מרובים ושידורים. בקיצור, מצב הגישה ההדדית מאוד גמיש, והחיבור לרשת מאוד פשוט.
מבחינת היקף, LAN 5G תומך בתקשורת בין אותו UPF (אלמנט רשת צדדי של רשת הליבה של 5G) לבין UPFs שונים. זה שקול לשבירת מגבלת המרחק הפיזי בין מסופים (אפילו בייג'ינג ושנגחאי יכולות לתקשר).
בפרט, רשתות LAN 5G יכולות להתחבר לרשתות הנתונים הקיימות של המשתמשים לצורך plug and play וגישה הדדית.
תרחישי יישומים ויתרונות של LAN 5G
LAN 5G מאפשר קיבוץ וחיבור בין מסופי 5G שצוינו, מה שמקל מאוד על בניית רשת LAN ניידת יותר עבור ארגונים. קוראים רבים ודאי שואלים, האם ניידות כבר אפשרית עם טכנולוגיית ה-Wi-Fi הקיימת? למה צריך LAN 5G?
אל תדאג, בוא נמשיך הלאה.
הרשת המקומית שמאפשרת LAN 5G יכולה לעזור לארגונים, בתי ספר, ממשלות ומשפחות לתקשר טוב יותר עם מסופים באזור. ניתן להשתמש בו ברשת המשרדים, אך ערכו הגדול יותר טמון בהפיכת סביבת הייצור של הפארק ובשינוי הרשת הבסיסית של מפעלי ייצור כגון ייצור תעשייתי, מסופי נמל ומכרות אנרגיה.
כעת אנו מקדמים את האינטרנט התעשייתי. אנו מאמינים ש-5G יכול לאפשר דיגיטציה של סצנות תעשייתיות מכיוון ש-5G היא טכנולוגיית תקשורת אלחוטית מצוינת עם רוחב פס גדול ועיכוב נמוך, שיכולה לממש את החיבור האלחוטי של גורמי ייצור שונים בסצנות תעשייתיות.
קחו למשל את הייצור התעשייתי. בעבר, על מנת לבצע אוטומציה טובה יותר, כדי להשיג בקרת ציוד, השימוש בטכנולוגיית "אוטובוס תעשייתי". ישנם סוגים רבים של טכנולוגיה זו, אשר ניתן לתאר כ"בכל מקום".
מאוחר יותר, עם הופעתה של טכנולוגיית Ethernet ו-IP, התעשייה יצרה קונצנזוס, יחד עם האבולוציה של Ethernet, יש "אתרנט תעשייתי". כיום, לא משנה של מי פרוטוקול החיבור התעשייתי, הוא בעצם מבוסס Ethernet.
מאוחר יותר, חברות תעשייתיות גילו שחיבורים קוויים מגבילים את הניידות יותר מדי - תמיד הייתה "צמה" בחלק האחורי של המכשיר שמנעה תנועה חופשית.
יתר על כן, מצב פריסת החיבור החוטי בעייתי יותר, תקופת הבנייה ארוכה, העלות גבוהה. אם יש בעיה בציוד או בכבל, גם ההחלפה איטית מאוד. אז, התעשייה החלה לחשוב על הצגת טכנולוגיית תקשורת אלחוטית.
כתוצאה מכך נכנסו לתחום התעשייתי Wi-Fi, בלוטות' וטכנולוגיות נוספות.
אז כדי לחזור לשאלה הקודמת, למה LAN 5G כשיש Wi-Fi?
הנה הסיבה:
1. הביצועים של רשתות Wi-Fi (במיוחד Wi-Fi 4 ו- Wi-Fi 5) אינם טובים כמו 5G.
במונחים של קצב שידור ועיכוב, 5G יכול לענות טוב יותר על הצרכים של רובוטים תעשייתיים (בקרת מניפולטור), בדיקת איכות חכמה (זיהוי תמונה במהירות גבוהה), AGV (רכב לוגיסטי בלתי מאויש) ותרחישים נוספים.
מבחינת כיסוי, ל-5G יש שטח כיסוי גדול יותר מ-Wi-Fi והוא יכול לכסות טוב יותר את הקמפוס. גם היכולת של 5G לעבור בין תאים חזקה יותר מ-Wi-Fi, מה שיביא למשתמשים חווית רשת טובה יותר.
2. עלויות תחזוקה של רשת Wi-Fi גבוהות.
כדי לבנות רשת Wi-Fi בפארק, ארגונים צריכים לחבר ולקנות ציוד משלהם. הציוד מופחת, ניזוק ומוחלף, אך גם מתוחזק על ידי צוות מיוחד. יש טונות של מכשירי Wi-Fi, והתצורה היא טרחה.
5G שונה. הוא נבנה ומתוחזק על ידי מפעילים ומושכר על ידי ארגונים (Wi-Fi מול 5G זה קצת כמו בניית חדר משלך לעומת מחשוב ענן).
ביחד, 5G יהיה חסכוני יותר.
3. LAN 5G יש פונקציות חזקות יותר.
קיבוץ VN של LAN 5G הוזכר קודם לכן. בנוסף לבידוד התקשורת, תפקיד חשוב יותר של קיבוץ הוא השגת בידול QoS (רמת שירות) של רשתות שונות.
לדוגמה, לארגון יש רשת משרדית, רשת מערכת IT ורשת OT.
OT ראשי תיבות של Operational Technology. זוהי רשת המחברת בין הסביבה התעשייתית והציוד, כגון מחרטות, זרועות רובוטיות, חיישנים, מכשור, AGVs, מערכות ניטור, MES, PLCS וכו'.
לרשתות שונות יש דרישות ביצועים שונות. חלקם דורשים חביון נמוך, חלקם דורשים רוחב פס גבוה, ולחלקם דרישות פחות.
LAN 5G יכול להגדיר ביצועי רשת שונים בהתבסס על קבוצות VN שונות. ארגונים מסוימים, זה נקרא "פרוסת מיקרו".
4. LAN 5G קל יותר לניהול ומאובטח יותר.
כפי שהוזכר לעיל, ניתן לשנות נתוני חתימת משתמשים ב-5G UDM של ספקים כדי לקבץ משתמשים לקבוצות VN. אז, האם אנחנו צריכים ללכת לשירות הלקוחות של הספק בכל פעם שאנחנו צריכים לשנות את פרטי הקבוצה של מסוף (להצטרף, למחוק, לשנות)?
כמובן שלא.
ברשתות 5G, מפעילים יכולים לפתוח את הרשאת השינוי למנהלי רשתות ארגוניות באמצעות פיתוח ממשקים, המאפשרים שינוי בשירות עצמי.
כמובן, ארגונים יכולים גם להגדיר מדיניות רשת פרטית משלהם בהתאם לצרכים שלהם.
בעת יצירת חיבורי נתונים, ארגונים יכולים להגדיר מנגנוני הרשאה ואימות לניהול קפדני של קבוצות VN. אבטחה זו הרבה יותר חזקה ונוחה מ-Wi-Fi.
תיאור מקרה של LAN 5G
בואו נסתכל על היתרונות של LAN 5G באמצעות דוגמה ספציפית לרשת.
קודם כל, למפעל ייצור יש בית מלאכה משלו, קו ייצור (או מחרטה), צריך לחבר את PLC וקצה בקרת PLC דרך הרשת.
לכל פס ייצור ציוד רב, גם עצמאי. זה אידיאלי להתקין מודולי 5G על כל מכשיר בקו הייצור. עם זאת, נראה שזה יהיה קצת יקר בשלב זה.
לאחר מכן, הצגת שער תעשייתי 5G, או 5G CPE, יכולה לשפר את ביצועי העלות. מתאים לחיבור חוטי, מחובר ליציאה קווית (יציאת Ethernet, או יציאת PLC). מתאים לאלחוטי, מחובר ל-5G או Wi-Fi.
אם 5G לא תומך ב-5G LAN (לפני R16), אפשר גם לממש את החיבור בין PLC לבקר PLC. עם זאת, כל רשת ה-5G היא פרוטוקול Layer 3 המסתמך על כתובת IP, וכתובת הטרמינל היא גם כתובת IP, שאינה תומכת בהעברת נתונים בשכבה 2. על מנת לממש תקשורת מקצה לקצה, יש להוסיף AR (נתב גישה) משני הצדדים כדי ליצור מנהרה, להקיף את פרוטוקול שכבה 2 התעשייתי במנהרה ולהביא אותו לקצה העמית.
שיטה זו לא רק מגדילה את המורכבות, אלא גם מגדילה את העלות (עלות רכישת נתב AR, כוח אדם של תצורת נתב AR ועלות זמן). אם אתה חושב על סדנה עם אלפי שורות, העלות תהיה מדהימה.
לאחר הצגת LAN 5G, רשת 5G תומכת בשידור ישיר של פרוטוקול Layer 2, כך שאין צורך עוד בנתבי AR. במקביל, רשת ה-5G יכולה לספק מסלולים למסופים ללא כתובות IP, וה-UPF יכול לזהות את כתובות ה-MAC של מסופים. הרשת כולה הופכת לרשת חד-שכבתית מינימליסטית, שיכולה לתקשר זו עם זו בשכבה 2.
יכולת ה-Plug and Play של LAN 5G יכולה לשלב את עצמה בצורה מושלמת עם הרשתות הקיימות של הלקוחות, להפחית את ההשפעה על הרשתות הקיימות של הלקוחות ולחסוך בעלויות רבות ללא שיפוץ ושדרוג מאומצים.
מנקודת מבט מאקרו, LAN 5G הוא שיתוף פעולה בין טכנולוגיית 5G ו-Ethernet. בעתיד, לא ניתן להפריד את הפיתוח של טכנולוגיית TSN (רשת רגישה לזמן) המבוססת על טכנולוגיית Ethernet מ-5G LAN.
ראוי להזכיר כי LAN 5G, בנוסף להיותו תורם לבניית הרשת הפנימית של הפארק, יכול לשמש גם כהשלמה לרשת הקווים הייעודית המסורתית של ארגונים לחיבור סניפים במקומות שונים.
המודול עבור LAN 5G
כפי שאתה יכול לראות, 5G LAN היא טכנולוגיה חדשנית חשובה עבור 5G בתעשיות אנכיות. זה יכול לבנות תקשורת רשת פרטית 5G חזקה יותר כדי לעזור ללקוחות להאיץ את השינוי והשדרוג הדיגיטלי שלהם.
על מנת לפרוס טוב יותר LAN 5G, בנוסף לשדרוגים בצד הרשת, יש צורך גם בתמיכה במודול 5G.
בתהליך הנחיתה המסחרית של טכנולוגיית LAN 5G, Unigroup Zhangrui השיקה את פלטפורמת שבב הבסיס 5G R16 Ready הראשונה בתעשייה - V516.
בהתבסס על פלטפורמה זו, Quectel, יצרנית המודולים המובילה בסין, פיתחה בהצלחה מספר מודולי 5G התומכים בטכנולוגיית LAN 5G, והפכה למסחור, כולל RG500U, RG200U, RM500U ועוד מודולי חבילות LGA, M.2, Mini PCIe .
זמן פרסום: דצמבר 06-2022