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洞察到底什么是5G LAN


工业互联是第四次工业革命的基石,像5GLAN这样的5G专技术创新,对工业领域全面走向数字化、络化、智能化,具有重要的意义。?今天这篇文章,我们来聊聊5GLAN。icp备案查询的相关资讯可以到我们网站了解一下,从专业角度出发为您解答相关问题,给您优质的服务!https://www.ip133.com/




大家如果对通信技术稍有了解的话,就会发现,5GLAN其是一个很有意思的概念。



对于5G,大家应该都很熟悉,它是4G的演进,也是目前我们比较新的移动通信技术。



而对于LAN,大家应该更熟悉。它的全称是,也就是局域。我们家里的络,还有在办公室的络,基本都是LAN。带有线W-F的,就是WLAN(WLAN)。



那么,我为什么会说5GLAN很有意思呢



因为,5G是一个广覆盖的蜂窝通信络,而LAN是一个小范围的区域数据通信络。两种技术,看上去并关系。



换句话说,5G和LAN这两个词,分开大家都认识。但合在一起后,就让人有点懵逼。不是吗



5GLAN,到底是个啥东东

其,5GLAN,简单来说,就是利用5G技术,将终端进行“分组”、“建群”,组成一个LAN络。



大家都有5G手机。在使用5G手机的时候,你们有没有发现,即便你和朋友离得再近(哪怕面对面),你的手机都是法搜索到对方的。你之所以可以对方进行通信,是因为数据流到了运营商或者互联服务商的服务器,绕了一圈。



对于基站来说,所有的手机终端之间,都是“隔离”的。这是基于安全的考虑,手机各自使用各自的信道,互不干扰。







而LAN呢,是将区域内的终端(手机、电脑等)连接在一起,变成“群组”。这既方便了相互之间的数据传输,也节省了外出口。



在LAN中,终端相互之间通过MAC地址可以选址,就找到对方(层二通信)。出入外的话,架设一个路由器,通过IP选址,也可以现路由出入(层通信)。



我们都知道,“4G改变生活,5G改变社会”。作为目前比较主流的移动通信技术,5G肩负了“万物互联,助力百行千业数字化转型”的使命,需要帮助垂直行业的用户打通连接。



那么,5G就不能只打通每个终端到云的连接,还要现终端与终端之间的“就近连接”。



所以,在3GPPR16标准中,就推出了5GLAN这个新特性功能。





5GLAN的原理与特点

在5G络里,管理者可以修改用户数据库(UDM元)中的数据,对指定的终端(UE)号码进行业务签约,从而把它们分入相同或不同的VNG(VNG,虚拟络群组)。



用户数据库会向5G核心(5GC)的管理元(SMF、AMF、PCF等)提供终端号码的VN群组信息,以及访问策略。管理元基于这些信息和策略规则,将它们组成了不同的LAN。这就是5GLAN。





5GLAN络架构示意图



5GLAN支持层二通信(相同段,互相直接访问),也支持层通信(跨段,借助路由)。5GLAN支持单播,也支持组播和广播。简单来说,就是相互访问方式非常灵活,组也非常简单。



从范围来看,5GLAN既支持同一个UPF(5G核心的媒体面元)下的相互通信,也支持不同UPF下的相互通信。这等于打破了终端之间的物理距离限制(甚至北京和上海都能通信)。







特别重要的一点,5GLAN建立的络,可以与用户现有的数据络进行连接,从而现即插即用、相互访问。





5GLAN的应用场景和势

5GLAN现了指定5G终端之间的分组和连接,大大方便了企业构建更具移动性的LAN络。很多读者肯定会问,现有的W-F技术,不是已经可以现移动性了吗为什么还需要5GLAN



别急,让我们继续往下看。



5GLAN现的本地组,可以帮助企业、学校、、家庭等用户更好地进行区域范围内的终端互联互通。它可以用于办公络,但是,它更大的价值,在于对园区生产环境的改造,对工业制造、港口码头、能源矿山等生产型企业基层络的改造。



我们现在都在推动工业互联,认为5G能够赋能行业场景的数字化,就是因为5G拥有大带宽、低时延等特点,是出色的线通信技术,可以现工业场景各个生产要素的线连接。



以工业制造为例。以前,为了更好地进行自动化,现设备控制,采用的是“工业总线”技术。这种技术有很多类型,可谓“五花八门”。



后来,随着以太和IP技术的出现,工业界形成了共识,一起向以太演进,就有了“工业以太”。现在,不管谁家的工业互联协议,基本都是基于以太的。



再后来,工业企业发现,有线连接对移动性有太多的限制——设备后面总要留一个“辫子”,妨碍了自由移动。



而且,有线连接部署方式比较麻烦,工期长,成本高。一旦设备或线缆出现问题,更换也很耽误事。所以,工业界开始考虑,引入线通信技术。



于是,W-F、蓝牙等技术,就进入了工业领域。



那么,回到前面的问题,既然有W-F,为什么要5GLAN



原因如下:



一、W-F络(尤其是W-F4、W-F5)的性能不如5G。

传输速率、时延等方面,5G能更好地满足工业机器人(机械臂控制)、智能质检(高速图像识别)、AGV(人物流小车)等场景的需求。



覆盖范围方面,5G的覆盖范围比W-F更大,可以更好地覆盖园区。5G的小区间切换能力,也比W-F更强,可以给用户带来更好的络体验。



二、W-F络维护成本高。

企业建设园区W-F络,需要自己布线,自己买设备。设备有折旧、有损坏、有更新换代,还要专人维护。海量的W-F设备,配置也很麻烦。



5G不一样。它是由运营商负责建设和维护的,企业属于租用(W-F对比5G,有点像自建机房对比云计算)。



综合来看,5G会更加划算。



、5GLAN的功能更加强大。

前面提到5GLAN的VN分组。分组除了隔离通信之外,更重要的一个作用,是现不同络的QS(服务等级)差异化。



举例来说,企业内部有办公络、IT系统络、OT络等。



OT就是OT,运营技术(操作技术)。其就是连接工业环境和设备的络,例如车床、机械臂、传感器、仪器仪表、AGV、监控系统、MES、PLC等。







不同的络,对性能要求不一样,有的需要时延低,有的需要带宽大,有的则没有那么多要求。



5GLAN在分组的基础上,可以针对不同的VN分组,定义不同的络性能。有的企业,将其称为“微切片”。



四、5GLAN容易管理,且安全性更强。

前面我们提到可以在运营商的5GUDM元中修改用户签约数据,对用户进行VN分组。那么,难道我们每次需要变更一个终端的分组信息(加入、删除、更改),都要找运营商客服吗



当然不用。



运营商5G络可以通过开发接口的方式,将修改权限开放给企业络管理者,现自助修改。



当然,企业还可以根据自己的需要,设置自己的专策略。



在建立数据连接时,企业还可以设置授权和认证机制,对VN分组进行严格管理。这个安全性,比W-F强大了很多,也方便了很多。





5GLAN的案例分析

接下来,我们通过一个具体的组案例,来看看5GLAN到底有什么好处。



首先,一家制造型企业,有自己的车间、生产线(或车床),需要通过络,将PLC和PLC控制端连接起来。



每条流水线有很多的设备,也是单独的。将流水线的每个设备都安装5G模组,这是比较理想的状态。但是,现阶段费用好像会有点贵。



那么,我们引入5G工业关,或者5GCPE,可以提升性价比。适合用有线的,连接有线端口(以太口、或PLC端口)。适合用线的,连接5G或W-F。







如果5G不支持5GLAN(R16之前),现PLC和PLC控制器之间的连接,也是可以的。但是,整个5G络是依靠IP寻址的层协议,终端地址也是IP地址,不支持二层数据转发。为了现端到端通信,就必须在两边各加一个AR(AR,接入路由器),建立一个隧道,把工业二层协议封装在隧道里,带到对端。







这种方式,不仅增加复杂度,也增加了成本(AR路由器购买成本、AR路由器配置的人力和时间成本)。试想一下,如果车间有几千条流水线,那么这个成本将会非常惊人。



引入5GLAN之后,5G络支持直接传输二层协议,就不再需要AR路由器了。同时,5G络可以为没有IP地址的终端提供路由,UPF可以识别终端的MAC地址,整个络变成了极简的单层络,相互之间进行层二通信。



5GLAN的即插即用能力,可以完美地将自己与客户现有络进行融合,减少了对客户现有络的影响,不需要费劲改造升级,可以节约大量成本。



从宏观上来看,5GLAN是5G与以太技术的协作。将来,基于以太技术发展的TSN(时间敏感络)技术,也离不开5GLAN的助力。



值得一提的是,5GLAN除了有利于建设园区内部络之外,还可以作为企业传统专线络的补充,连接异地的分支机构。







5GLAN的模组

正如大家所见,5GLAN是5G在垂直行业落地的一个重要创新技术。它可以建设更强大的5G专通信,帮助客户加速数字化转型升级。



想要更好地部署5GLAN,除了络侧升级之外,还需要5G模组的支持。



在5GLAN技术商用落地的进程中,紫光展锐推出的业界首款5GR16R基带芯片平台——V516。



基于这个平台,国内领先的模组厂商——移远通信(Q),已成功开发出多款支持5GLAN技术的5G模组,且已现商用,包括RG500U、RG200U、RM500U等LGA、M2、MPCI封装模组。



这些模组具有高可靠性特点,可现级的空口时延和精度达1的5G络授时,可以更好地满足工业制造高精度机器协作、仓储物流多车协同、智能电差动保护等工业互联行业应用需求。



在浙江宁波,某知企业采用移远通信5GLAN模组,建立了5G全连接工厂,完成了全国首个5GLAN商用试点。



作为一家汽车铝合金精密压铸件制造企业,该企业聚焦汽车零部件制造领域,是典型的离散制造型企业。



它下面的6家工厂,分散在宁波市某工业园的不同位置。5GLAN技术,帮助这些工厂现了更灵活的连接,使工厂产线调整效率提升了70%(7天→2天),MES组交付效率翻了一倍(6个月→3个月),年均可节约隧道配置维护工作约750人天。





某知企业厂区内安装的5G设备



在这里,“5G+工业互联”真正现了“柔性生产”的赋能。



在某汽车品牌、某大学智慧楼宇、某工业企业柔性工厂等项目,5GLAN也都现了成功落地。未来,5GLAN会更多地出现在我们的视野中,赋能国内数十万个园区的数字化改造。





结语

工业互联是第四次工业革命的基石,像5GLAN这样的5G专技术创新,对工业领域全面走向数字化、络化、智能化,具有重要的意义。



随着5GR17版本的冻结,我们逐渐迎来了5G-A时代。新的精彩还在继续,新的技术创新,也在不断出现。



日积月累的创新,终究会引领人类走向“万物智联”。让我们拭目以待!?
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