5G LAN nedir?

Yazar: Ulink Media

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

Yerel alan ağı (LAN) hakkında daha fazla bilgi sahibi olmalısınız. Tam adı yerel alan ağı veya LAN'dır. Ev ağımız ve şirket ofisimizdeki ağ temelde bir LAN'dır. Kablosuz Wi-Fi ile ise Kablosuz Yerel Alan Ağı (WLAN) elde edilir.

Peki neden 5G LAN'ın ilgi çekici olduğunu söylüyorum?

5G geniş bir hücresel ağ iken, LAN küçük alan veri ağıdır. İki teknoloji birbiriyle ilgisiz görünmektedir.

Başka bir deyişle, 5G ve LAN, herkesin ayrı ayrı bildiği iki kelime. Ama birlikte kullanıldıklarında biraz kafa karıştırıcı oluyor, değil mi?

5G LAN Tam Olarak Nedir?

Aslında, 5G LAN, basitçe ifade etmek gerekirse, 5G teknolojisini kullanarak terminalleri "gruplandırmak" ve "oluşturmak" suretiyle bir LAN ağı oluşturmaktır.

Herkesin 5G telefonu var. 5G telefon kullanırken, arkadaşlarınız çok yakın mesafede (hatta yüz yüze) olsalar bile telefonunuzun onları bulamadığını fark ettiniz mi? Birbirinizle iletişim kurabiliyorsunuz çünkü veriler, operatörünüzün veya internet servis sağlayıcınızın sunucularına kadar akıyor.

Baz istasyonlarında, tüm mobil terminaller birbirinden "izole" edilmiştir. Bu, güvenlik hususlarına dayanmaktadır; telefonlar kendi kanallarını kullanır ve birbirleriyle etkileşime girmezler.

Öte yandan, bir LAN (Yerel Alan Ağı), bir bölgedeki terminalleri (cep telefonları, bilgisayarlar vb.) birbirine bağlayarak bir "grup" oluşturur. Bu, yalnızca aralarındaki veri iletimini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda extranet çıkışını da ortadan kaldırır.

Yerel ağda (LAN), terminaller birbirlerinin MAC adreslerini kullanarak konumlarını belirleyebilir ve birbirlerini bulabilirler (Katman 2 iletişimi). Harici ağa erişmek için, IP konumlandırması üzerinden bir yönlendirici kurulabilir ve bu sayede yönlendirme de gerçekleştirilebilir (Katman 3 iletişimi).

Hepimizin bildiği gibi, “4G hayatımızı değiştirecek, 5G ise toplumumuzu değiştirecek”. Şu anda en yaygın mobil iletişim teknolojisi olan 5G, “her şeyin interneti ve yüzlerce sektörün ve binlerce endüstrinin dijital dönüşümü” misyonunu üstleniyor ve dikey sektörlerdeki kullanıcıların bağlantı kurmasına yardımcı olmayı hedefliyor.

Dolayısıyla 5G, her terminali buluta bağlamakla kalmaz, aynı zamanda terminaller arasında "yakın bağlantı"yı da gerçekleştirir.

Dolayısıyla, 3GPP R16 standardında 5G LAN bu yeni özelliği tanıttı.

5G LAN'ın Prensipleri ve Özellikleri

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

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

5G LAN, Katman 2 iletişimini (aynı ağ segmenti, birbirine doğrudan erişim) ve Katman 3 iletişimini (yönlendirme yardımıyla ağ segmentleri arası) destekler. 5G LAN, tek noktaya yayın (unicast) ile birlikte çok noktaya yayın (multicast) ve yayın (broadcast) iletişimini de destekler. Kısacası, karşılıklı erişim modu çok esnektir ve ağ oluşturma çok basittir.

Kapsam açısından bakıldığında, 5G LAN, aynı UPF (5G çekirdek ağının medya tarafı ağ elemanı) ile farklı UPF'ler arasında iletişimi destekler. Bu, terminaller arasındaki fiziksel mesafe sınırını ortadan kaldırmaya eşdeğerdir (hatta Pekin ve Şanghay bile iletişim kurabilir).

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

5G LAN'ın Uygulama Senaryoları ve Avantajları

5G LAN, belirli 5G terminalleri arasında gruplandırma ve bağlantı olanağı sağlayarak, işletmeler için daha mobil bir LAN ağının oluşturulmasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Birçok okuyucu, "Mevcut Wi-Fi teknolojisiyle zaten mobilite mümkün değil mi? 5G LAN'a neden ihtiyaç var?" diye soracaktır.

Merak etmeyin, devam edelim.

5G LAN'ın sağladığı yerel ağ bağlantısı, 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.

Şu anda endüstriyel interneti destekliyoruz. 5G'nin, geniş bant genişliği ve düşük gecikme süresiyle endüstriyel ortamlardaki çeşitli üretim faktörlerinin kablosuz bağlantısını sağlayabilen mükemmel bir kablosuz iletişim teknolojisi olduğuna inanıyoruz ve bu nedenle 5G'nin endüstriyel alanların dijitalleşmesini mümkün kılacağına inanıyoruz.

Örneğin, endüstriyel üretimi ele alalım. Eskiden, otomasyonu iyileştirmek ve ekipman kontrolünü sağlamak için "endüstriyel veri yolu" teknolojisi kullanılıyordu. Bu teknolojinin birçok çeşidi vardır ve "her yerde" diye nitelendirilebilir.

Daha sonra, Ethernet ve IP teknolojisinin ortaya çıkmasıyla birlikte, sektörde bir fikir birliği oluştu ve Ethernet'in evrimiyle birlikte "endüstriyel Ethernet" ortaya çıktı. Bugün, hangi endüstriyel bağlantı protokolü kullanılırsa kullanılsın, temelde Ethernet tabanlıdır.

Daha sonra, sanayi şirketleri kablolu bağlantıların hareket kabiliyetini çok fazla kısıtladığını fark ettiler; cihazın arkasında her zaman serbest hareketi engelleyen bir "örgü" bulunuyordu.

Dahası, kablolu bağlantı kurulum yöntemi daha zahmetli, kurulum süresi uzun ve maliyeti yüksektir. Ekipman veya kabloda bir sorun olması durumunda, değiştirme işlemi de çok yavaştır. Bu nedenle, sektör kablosuz iletişim teknolojisini kullanmaya başlamayı düşünmeye başladı.

Sonuç olarak, Wi-Fi, Bluetooth ve diğer teknolojiler endüstriyel alana girmiştir.

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

İşte sebebi:

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'lerin (insansız lojistik araç) ve diğer senaryoların ihtiyaçlarını daha iyi karşılayabilir.

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

2. Wi-Fi ağ bakım maliyetleri yüksektir.

Bir parkta Wi-Fi ağı kurmak için işletmelerin kendi kablolarını döşemeleri ve ekipmanlarını satın almaları gerekiyor. Ekipmanlar zamanla yıpranıyor, hasar görüyor ve değiştiriliyor, ayrıca özel personel tarafından bakımı yapılıyor. Çok sayıda Wi-Fi cihazı var ve yapılandırma oldukça zahmetli.

5G farklı. Operatörler tarafından kuruluyor ve bakımı yapılıyor, işletmeler tarafından ise kiralanıyor (Wi-Fi ile 5G arasındaki fark, kendi odanızı inşa etmekle bulut bilişim arasında bir fark gibidir).

Sonuç olarak, 5G daha uygun maliyetli olacaktır.

3. 5G LAN daha güçlü işlevlere sahiptir.

5G LAN'ın VN gruplamasından daha önce bahsedilmişti. İletişim izolasyonuna ek olarak, gruplamanın daha önemli bir işlevi de farklı ağların QoS (hizmet düzeyi) farklılaşmasını sağlamaktır.

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

OT, Operasyonel Teknoloji anlamına gelir. Torna tezgahları, robot kolları, sensörler, ölçüm cihazları, AGV'ler, izleme sistemleri, MES, PLC'ler vb. gibi endüstriyel ortamı ve ekipmanları birbirine bağlayan bir ağdır.

Farklı ağların farklı performans gereksinimleri vardır. Bazıları düşük gecikme süresi gerektirirken, bazıları yüksek bant genişliği gerektirir ve bazılarının ise daha az gereksinimi vardır.

5G LAN, farklı VN gruplarına bağlı olarak farklı ağ performansı tanımlayabilir. Bazı işletmelerde buna "mikro dilim" denir.

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

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

Tabii ki değil.

5G ağlarında, operatörler arayüzlerin geliştirilmesi yoluyla kurumsal ağ yöneticilerine değişiklik yapma izni verebilir ve böylece kendi kendine değişiklik yapma olanağı sağlayabilirler.

Elbette, işletmeler kendi ihtiyaçlarına göre kendi özel ağ politikalarını da belirleyebilirler.

Veri bağlantıları kurulurken, işletmeler VN gruplarını sıkı bir şekilde yönetmek için yetkilendirme ve kimlik doğrulama mekanizmaları ayarlayabilirler. Bu güvenlik, Wi-Fi'ye göre çok daha güçlü ve kullanışlıdır.

5G LAN'ın bir örnek olay incelemesi

Şimdi, belirli bir ağ örneği üzerinden 5G LAN'ın faydalarına göz atalım.

Öncelikle, bir üretim işletmesinin kendi atölyesi, üretim hattı (veya torna tezgahı) vardır ve PLC ile PLC kontrol ünitesini ağ üzerinden birbirine bağlaması gerekir.

Her montaj hattında, birbirinden bağımsız birçok ekipman bulunuyor. Montaj hattındaki her cihaza 5G modülü takmak ideal olurdu. Ancak, bu aşamada biraz pahalıya mal olacak gibi görünüyor.

Ardından, 5G endüstriyel ağ geçidi veya 5G CPE'nin kullanıma girmesiyle maliyet performansı iyileştirilebilir. Kablolu bağlantı için kablolu porta (Ethernet portu veya PLC portu) bağlanır. Kablosuz bağlantı için ise 5G veya Wi-Fi'ye bağlanır.

5G, 5G LAN'ı desteklemiyorsa (R16 öncesi), PLC ile PLC kontrolörü arasında bağlantı kurmak da mümkündür. Ancak, tüm 5G ağı, IP adreslemeye dayanan bir Katman 3 protokolüdür ve terminal adresi de bir IP adresidir; bu da Katman 2 veri iletimini desteklemez. Uçtan uca iletişimi gerçekleştirmek için, her iki tarafa da bir AR (Erişim Yönlendirici) eklenmeli, tünel oluşturulmalı, endüstriyel Katman 2 protokolü tünel içine kapsüllenmeli ve karşı tarafa iletilmelidir.

Bu yöntem yalnızca karmaşıklığı artırmakla kalmaz, aynı zamanda maliyeti de artırır (AR yönlendirici satın alma maliyeti, AR yönlendirici yapılandırma iş gücü ve zaman maliyeti). Binlerce satır içeren bir atölyeyi düşünürseniz, maliyet inanılmaz boyutlara ulaşır.

5G LAN'ın tanıtılmasının ardından, 5G ağı Katman 2 protokolünün doğrudan iletimini desteklediğinden, AR yönlendiricilerine artık ihtiyaç duyulmamaktadır. Aynı zamanda, 5G ağı IP adresine sahip olmayan terminaller için yönlendirme sağlayabilir ve UPF, terminallerin MAC adreslerini tanıyabilir. Tüm ağ, birbirleriyle Katman 2'de iletişim kurabilen minimalist bir tek katmanlı ağ haline gelir.

5G LAN'ın tak ve çalıştır özelliği, müşterilerin mevcut ağlarıyla mükemmel bir şekilde entegre olarak, mevcut ağlar üzerindeki etkiyi azaltır ve zahmetli yenileme ve yükseltme işlemlerine gerek kalmadan önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlar.

Makro perspektiften bakıldığında, 5G LAN, 5G ve Ethernet teknolojisinin iş birliğidir. Gelecekte, Ethernet teknolojisine dayalı TSN (zamana duyarlı ağ) teknolojisinin geliştirilmesi, 5G LAN'ın yardımından ayrı düşünülemez.

Şunu da belirtmekte fayda var ki, 5G LAN, parkın iç ağının kurulmasına elverişli olmasının yanı sıra, işletmelerin farklı yerlerdeki şubelerini birbirine bağlamak için geleneksel özel hat ağlarına ek olarak da kullanılabilir.

5G LAN için modül

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

5G LAN'ın daha iyi bir şekilde devreye alınabilmesi için, ağ tarafındaki yükseltmelere ek olarak, 5G modül desteğine de ihtiyaç duyulmaktadır.

5G LAN teknolojisinin ticari olarak kullanıma sunulması sürecinde, Unigroup Zhangrui, sektörün ilk 5G R16 Ready baz bant çip platformu olan V516'yı piyasaya sürdü.

Çin'in önde gelen modül üreticisi Quectel, bu platformu temel alarak 5G LAN teknolojisini destekleyen bir dizi 5G modülü başarıyla geliştirmiş ve ticarileştirmiştir. Bunlar arasında RG500U, RG200U, RM500U ve diğer LGA, M.2, Mini PCIe paket modülleri yer almaktadır.