5G LAN Nedir?

Yazar: Ulink Media

4G'nin evrimi ve en son mobil iletişim teknolojimiz olan 5G'yi herkesin bilmesi gerekir.

LAN'a daha aşina olmalısınız. Tam adı yerel alan ağı veya LAN'dır. Ev ağımız ve şirket ofisindeki ağ temelde LAN'dır. Kablosuz Wi-Fi'de ise bu bir Kablosuz LAN'dır (WLAN).

Peki neden 5G LAN'ın ilginç olduğunu söylüyorum?

5G geniş bir hücresel ağ iken, LAN küçük bir alan veri ağıdır. Bu iki teknoloji birbiriyle alakasız görünmektedir.

Yani 5G ve LAN, herkesin ayrı ayrı bildiği iki kelime. Ama bir araya gelince biraz kafa karıştırıcı oluyor, değil mi?

5G LAN Tam Olarak Nedir?

Aslında 5G LAN, en basit haliyle, 5G teknolojisini kullanarak terminalleri “gruplamak” ve “oluşturmak” suretiyle bir LAN ağı oluşturmaktır.

Herkesin bir 5G telefonu var. 5G telefon kullanırken, telefonunuzun arkadaşlarınızı yakın mesafedeyken (hatta yüz yüze bile olsalar) arayamadığını fark ettiniz mi? Veriler operatörünüzün veya internet servis sağlayıcınızın sunucularına kadar aktığı için birbirinizle iletişim kurabilirsiniz.

Baz istasyonları için tüm mobil terminaller birbirinden "izole" edilmiştir. Bu, güvenlik gerekçesiyle yapılır; telefonlar kendi kanallarını kullanır ve birbirleriyle etkileşime girmezler.

Öte yandan bir LAN, bir alandaki terminalleri (cep telefonları, bilgisayarlar vb.) bir "grup" oluşturacak şekilde birbirine bağlar. Bu, yalnızca aralarındaki veri iletimini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda ekstranet çıkışını da ortadan kaldırır.

Bir LAN'da, terminaller birbirlerini MAC adreslerine göre konumlandırabilir ve bulabilir (2. Katman iletişimi). Harici ağa erişmek için bir yönlendirici kurmak, IP adresi üzerinden giriş ve çıkış yönlendirmesi de sağlayabilir (3. Katman iletişimi).

Hepimizin bildiği gibi, "4G hayatımızı, 5G ise toplumumuzu değiştirecek." Günümüzün en yaygın mobil iletişim teknolojisi olan 5G, "her şeyin interneti ve yüzlerce hatta ve binlerce sektörde dijital dönüşüm" misyonunu üstleniyor ve dikey sektörlerdeki kullanıcıların bağlantı kurmasına yardımcı olması gerekiyor.

Dolayısıyla 5G sadece her terminali buluta bağlamakla kalmıyor, aynı zamanda terminaller arasında “yakın bağlantı”yı da gerçekleştiriyor.

Bu nedenle 3GPP R16 standardında 5G LAN'a bu yeni özellik getirildi.

5G LAN'ın İlkeleri ve Özellikleri

5G Ağında, yöneticiler kullanıcı veritabanındaki (UDM ağ elemanları) verileri değiştirebilir, belirtilen bir UE numarasıyla bir hizmet sözleşmesi imzalayabilir ve ardından bunları aynı veya farklı Sanal ağ gruplarına (VN) bölebilir.

Kullanıcı veritabanı, 5G çekirdek ağının (5GC) yönetim ağı elemanlarına (SMF, AMF, PCF vb.) terminal numarası VN grubu bilgilerini ve erişim politikalarını sağlar. Yönetim NE, bu bilgileri ve politika kurallarını farklı LAN'larda birleştirir. Bu bir 5G LAN'dır.

5G LAN, 2. Katman iletişimini (aynı ağ segmenti, birbirine doğrudan erişim) ve 3. Katman iletişimini (yönlendirme yardımıyla ağ segmentleri arasında) destekler. 5G LAN, tekli yayının yanı sıra çoklu yayın ve yayın iletişimini de destekler. Kısacası, karşılıklı erişim modu oldukça esnektir ve ağ oluşturma süreci oldukça basittir.

Kapsam açısından, bir 5G LAN, aynı UPF (5G çekirdek ağının medya tarafı ağ elemanı) ile farklı UPF'ler arasındaki iletişimi destekler. Bu, terminaller arasındaki fiziksel mesafe sınırını aşmak anlamına gelir (Pekin ve Şanghay bile iletişim kurabilir).

Özellikle 5G LAN ağları, tak-çalıştır ve karşılıklı erişim için kullanıcıların mevcut veri ağlarına bağlanabilir.

5G LAN'ın Uygulama Senaryoları ve Avantajları

5G LAN, belirli 5G terminalleri arasında gruplama ve bağlantı olanağı sağlayarak, işletmeler için daha mobil bir LAN ağı oluşturulmasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Birçok okuyucunun aklına şu soru gelecektir: Mevcut Wi-Fi teknolojisiyle mobilite zaten mümkün değil mi? Neden 5G LAN'a ihtiyaç var?

Endişelenmeyin, devam edelim.

5G LAN ile sağlanan yerel ağ, işletmelerin, okulların, hükümetlerin ve ailelerin bir bölgedeki terminallerle daha iyi iletişim kurmasına yardımcı olabilir. Ofis ağında kullanılabilir, ancak asıl değeri, parkın üretim ortamının ve endüstriyel üretim, liman terminalleri ve enerji madenleri gibi üretim işletmelerinin temel ağının dönüşümünde yatmaktadır.

Artık endüstriyel interneti teşvik ediyoruz. 5G'nin endüstriyel sahnelerin dijitalleşmesini sağlayabileceğine inanıyoruz çünkü 5G, geniş bant genişliği ve düşük gecikmeye sahip mükemmel bir kablosuz iletişim teknolojisi olup, endüstriyel sahnelerdeki çeşitli üretim faktörlerinin kablosuz bağlantısını gerçekleştirebilir.

Örneğin endüstriyel üretimi ele alalım. Daha önce, otomasyonu iyileştirmek ve ekipman kontrolünü sağlamak için "endüstriyel otobüs" teknolojisi kullanılıyordu. Bu teknolojinin "her yerde" olarak tanımlanabilecek birçok türü vardır.

Daha sonra Ethernet ve IP teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla birlikte endüstride bir fikir birliği oluştu ve Ethernet'in evrimiyle birlikte "endüstriyel Ethernet" ortaya çıktı. Günümüzde, kimin endüstriyel bağlantı protokolü olursa olsun, temelde Ethernet tabanlıdır.

Daha sonra endüstriyel şirketler kablolu bağlantıların hareket kabiliyetini çok fazla kısıtladığını fark ettiler; cihazın arkasında her zaman serbest hareketi engelleyen bir "örgü" vardı.

Üstelik kablolu bağlantının kurulum şekli daha zahmetli, kurulum süresi uzun ve maliyeti yüksek. Ekipmanda veya kabloda bir sorun varsa, değişim de çok yavaş. Bu nedenle sektör, kablosuz iletişim teknolojisini hayata geçirmeyi düşünmeye başladı.

Bunun sonucunda Wi-Fi, Bluetooth ve diğer teknolojiler endüstriyel alana girdi.

Peki, bir önceki soruya dönecek olursak, Wi-Fi varken neden 5G LAN?

İşte nedeni:

1. Wi-Fi ağlarının (özellikle Wi-Fi 4 ve Wi-Fi 5) performansı 5G kadar iyi değil.

İletim hızı ve gecikme açısından 5G, endüstriyel robotların (manipülatör kontrolü), akıllı kalite kontrolünün (yüksek hızlı görüntü tanıma), AGV'nin (insansız lojistik aracı) ve diğer senaryoların ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilir.

Kapsama alanı açısından 5G, Wi-Fi'den daha geniş bir kapsama alanına sahip ve kampüsü daha iyi kapsayabiliyor. 5G'nin hücreler arasında geçiş yeteneği de Wi-Fi'den daha güçlü olduğundan, kullanıcılara daha iyi bir ağ deneyimi sunacak.

2. Wi-Fi ağının bakım maliyetleri yüksektir.

Bir parkta Wi-Fi ağı kurmak için işletmelerin kendi ekipmanlarını satın almaları ve kablolama yapmaları gerekir. Ekipmanlar yıpranır, hasar görür ve yenileriyle değiştirilir, ancak aynı zamanda özel personel tarafından bakımı yapılır. Çok sayıda Wi-Fi cihazı vardır ve yapılandırması zahmetlidir.

5G farklıdır. Operatörler tarafından kurulur ve bakımı yapılır, şirketler tarafından kiralanır (Wi-Fi ile 5G arasındaki fark, kendi odanızı inşa etmek ile bulut bilişim arasındaki farka benzer).

Hepsi bir arada değerlendirildiğinde 5G daha uygun maliyetli olacak.

3. 5G LAN daha güçlü işlevlere sahiptir.

5G LAN'ın VN gruplandırmasından daha önce bahsetmiştik. İletişimin izolasyonuna ek olarak, gruplandırmanın daha önemli bir işlevi de farklı ağların QoS (hizmet seviyesi) farklılaşmasını sağlamaktır.

Örneğin bir işletmenin ofis ağı, BT sistem ağı ve OT ağı vardır.

OT, Operasyonel Teknoloji anlamına gelir. Torna tezgahları, robotik kollar, sensörler, enstrümantasyon, AGV'ler, izleme sistemleri, MES, PLC'ler vb. gibi endüstriyel ortam ve ekipmanları birbirine bağlayan bir ağdır.

Farklı ağların farklı performans gereksinimleri vardır. Bazıları düşük gecikme süresi, bazıları yüksek bant genişliği, bazıları ise daha az gereksinime sahiptir.

5G LAN, farklı VN gruplarına bağlı olarak farklı ağ performansı tanımlayabilir. Bazı işletmeler buna "mikro dilim" adını verir.

4. 5G LAN yönetimi daha kolay ve daha güvenlidir.

Yukarıda belirtildiği gibi, kullanıcı imzalama verileri, operatörlerin 5G UDM ağlarında, kullanıcıları VN gruplarına ayırmak için değiştirilebilir. Peki, bir terminalin grup bilgilerini (katılım, silme, değiştirme) her değiştirmemiz gerektiğinde operatör müşteri hizmetlerine gitmemiz gerekiyor mu?

Tabii ki değil.

5G şebekelerinde operatörler, arayüz geliştirme yoluyla kurumsal ağ yöneticilerine değişiklik iznini açarak, self servis değişiklik yapma imkânına kavuşabiliyor.

Elbette işletmeler kendi ihtiyaçlarına göre özel ağ politikalarını da belirleyebilirler.

İşletmeler, veri bağlantıları kurarken VN gruplarını sıkı bir şekilde yönetmek için yetkilendirme ve kimlik doğrulama mekanizmaları belirleyebilir. Bu güvenlik, Wi-Fi'dan çok daha güçlü ve kullanışlıdır.

5G LAN'ın bir vaka çalışması

5G LAN'ın faydalarına belirli bir ağ örneği üzerinden bakalım.

Öncelikle bir üretim işletmesinin, kendine ait atölyesi, üretim hattı (veya torna tezgahı) varsa, PLC ve PLC kontrol ucunu ağ üzerinden bağlaması gerekir.

Her montaj hattında çok sayıda ekipman bulunur ve bunlar birbirinden bağımsızdır. Montaj hattındaki her cihaza 5G modülleri takmak idealdir. Ancak, şu aşamada biraz pahalı gibi görünüyor.

5G endüstriyel ağ geçidi veya 5G CPE'nin kullanıma sunulması, maliyet performansını iyileştirebilir. Kablolu bağlantı için uygundur, kablolu bağlantı noktasına (Ethernet portu veya PLC portu) bağlanır. Kablosuz bağlantı için uygundur, 5G veya Wi-Fi'ye bağlanır.

5G, 5G LAN'ı (R16 öncesi) desteklemiyorsa, PLC ile PLC kontrol cihazı arasında bağlantı kurmak da mümkündür. Ancak, tüm 5G ağı IP adreslemesine dayanan bir 3. Katman protokolüdür ve terminal adresi de 2. Katman veri iletimini desteklemeyen bir IP adresidir. Uçtan uca iletişimi gerçekleştirmek için, her iki tarafa bir AR (Erişim Yönlendiricisi) eklenerek bir tünel oluşturulması, endüstriyel 2. Katman protokolünün tünele yerleştirilmesi ve eş uca ulaştırılması gerekir.

Bu yöntem yalnızca karmaşıklığı artırmakla kalmaz, aynı zamanda maliyeti de artırır (AR yönlendirici satın alma maliyeti, AR yönlendirici yapılandırması için gereken iş gücü ve zaman maliyeti). Binlerce hatta sahip bir atölyeyi düşünürseniz, maliyet çok yüksek olacaktır.

5G LAN'ın kullanıma sunulmasının ardından, 5G ağı 2. Katman protokolünün doğrudan iletimini desteklediğinden, AR yönlendiricilere artık gerek kalmadı. Aynı zamanda, 5G ağı IP adresi olmayan terminaller için rotalar sağlayabilir ve UPF, terminallerin MAC adreslerini tanıyabilir. Tüm ağ, 2. katmanda birbirleriyle iletişim kurabilen, minimalist, tek katmanlı bir ağ haline gelir.

5G LAN'ın tak ve çalıştır özelliği, müşterilerin mevcut ağlarıyla mükemmel bir şekilde entegre olabilir, müşterilerin mevcut ağları üzerindeki etkiyi azaltır ve zorlu yenileme ve yükseltmelere gerek kalmadan önemli miktarda maliyetten tasarruf sağlar.

Makro açıdan bakıldığında, 5G LAN, 5G ve Ethernet teknolojisinin bir iş birliğidir. Gelecekte, Ethernet teknolojisine dayalı TSN (zaman duyarlı ağ) teknolojisinin gelişimi, 5G LAN'ın katkılarından ayrı düşünülemez.

5G LAN'ın, parkın iç ağının kurulmasına elverişli olmasının yanı sıra, işletmelerin farklı yerlerdeki şubelerini birbirine bağlamak için geleneksel özel hat şebekesine ek olarak da kullanılabileceğini belirtmekte fayda var.

5G LAN modülü

Gördüğünüz gibi, 5G LAN, dikey endüstrilerde 5G için önemli bir yenilikçi teknolojidir. Müşterilerin dijital dönüşümlerini ve yükseltmelerini hızlandırmalarına yardımcı olmak için daha güçlü 5G özel ağ iletişimleri oluşturabilir.

5G LAN'ı daha iyi konuşlandırabilmek için ağ tarafı yükseltmelerinin yanı sıra 5G modül desteğine de ihtiyaç duyulmaktadır.

5G LAN teknolojisinin ticari olarak piyasaya sürülmesi sürecinde Unigroup Zhangrui, sektörün ilk 5G R16 Hazır ana bant çip platformu olan V516'yı piyasaya sürdü.

Çin'in önde gelen modül üreticisi Quectel, bu platform temelinde RG500U, RG200U, RM500U ve diğer LGA, M.2, Mini PCIe paket modülleri de dahil olmak üzere 5G LAN teknolojisini destekleyen bir dizi 5G modülünü başarıyla geliştirdi ve ticarileştirdi.