5G LAN nedir?

Yazar: Ulink Medya

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

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

Peki neden 5G LAN'ın ilginç olduğunu söylüyorum?

5G geniş bir hücresel ağdır, LAN ise küçük alanlı bir veri ağıdır. İki teknoloji birbiriyle ilgisiz görünüyor.

Yani 5G ve LAN herkesin ayrı ayrı bildiği iki kelimedir. Ama birlikte, biraz kafa karıştırıcı. Değil mi?

5G LAN Tam Olarak Nedir?

Aslında 5G LAN, basitçe ifade etmek gerekirse, bir LAN ağı oluşturmak üzere terminalleri "gruplamak" ve "oluşturmak" için 5G teknolojisini kullanmaktır.

Herkesin 5G telefonu var. 5G telefon kullanırken, telefonunuzun arkadaşlarınız yakınınızda olsalar bile (yüz yüze olsalar bile) arayamadığını fark ettiniz mi? Veriler operatörünüzün veya İnternet servis sağlayıcınızın sunucularına doğru aktığı için birbirinizle iletişim kurabilirsiniz.

Baz istasyonlarında tüm mobil terminaller birbirinden “izole edilmiştir”. Bu güvenlik açısından önemlidir, telefonlar kendi kanallarını kullanır, birbirlerine müdahale etmezler.

LAN ise bir alandaki terminalleri (cep telefonları, bilgisayarlar vb.) bir “grup” oluşturacak şekilde birbirine bağlar. Bu hem birbirleri arasındaki veri aktarımını kolaylaştırıyor hem de extranet çıkışından tasarruf sağlıyor.

Bir LAN'da terminaller, MAC adreslerine göre birbirlerini bulabilir ve birbirlerini bulabilirler (Katman 2 iletişimi). Harici ağa erişmek için, IP konumu aracılığıyla bir yönlendirici kurun, aynı zamanda giriş ve çıkış yönlendirmesini de gerçekleştirebilirsiniz (Katman 3 iletişimi).

Hepimizin bildiği gibi “4G hayatımızı, 5G ise toplumumuzu değiştirecek”. Şu anda en yaygın mobil iletişim teknolojisi olan 5G, dikey endüstrilerdeki kullanıcıların bağlantı kurmasına yardımcı olması gereken "her şeyin interneti ve yüzlerce hattın ve binlerce endüstrinin dijital dönüşümü" misyonunu taşıyor.

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

Bu nedenle 3GPP R16 standardında 5G LAN bu yeni özelliği tanıttı.

5G LAN'ın İlkeleri ve Özellikleri

5G Ağında yöneticiler, kullanıcı veritabanındaki (UDM ağ öğeleri) verileri değiştirebilir, belirli 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 öğelerine (SMF, AMF, PCF, vb.) terminal numarası VN grubu bilgilerini ve erişim politikalarını sağlar. NE yönetimi bu bilgileri ve politika kurallarını farklı Lan'larda birleştirir. Bu bir 5G LAN'dır.

5G LAN, Katman 2 iletişimini (aynı ağ bölümü, birbirine doğrudan erişim) ve Katman 3 iletişimini (yönlendirme yardımıyla ağ bölümleri arasında) destekler. 5G LAN, tek noktaya yayının yanı sıra çok noktaya yayın ve yayını da destekler. Kısacası karşılıklı erişim modu çok esnektir ve ağ iletişimi çok basittir.

Kapsam açısından 5G LAN, aynı UPF (5G çekirdek ağının medya tarafı ağ öğesi) ile farklı UPF'ler arasındaki iletişimi destekler. Bu, terminaller arasındaki fiziksel mesafe sınırını aşmakla eşdeğerdir (Pekin ve Şangay bile iletişim kurabilir).

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

5G LAN'ın Uygulama Senaryoları ve Avantajları

5G LAN, belirli 5G terminalleri arasında gruplandırmayı ve bağlantıyı mümkün kılarak, işletmeler için daha mobil bir LAN ağının oluşturulmasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Pek çok okuyucunun şu soruyu soracağından emin olabilirsiniz: Mevcut Wi-Fi teknolojisiyle mobilite zaten mümkün değil mi? Neden 5G LAN'a ihtiyaç var?

Endişelenmeyin, devam edelim.

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

Artık endüstriyel interneti teşvik ediyoruz. 5G'nin endüstriyel sahnelerin dijitalleştirilmesini sağlayabileceğine inanıyoruz çünkü 5G, endüstriyel sahnelerde çeşitli üretim faktörlerinin kablosuz bağlantısını gerçekleştirebilen, geniş bant genişliğine ve düşük gecikmeye sahip mükemmel bir kablosuz iletişim teknolojisidir.

Örneğin endüstriyel üretimi ele alalım. Daha önce, daha iyi otomasyon sağlamak ve ekipman kontrolünü sağlamak için "endüstriyel veri yolu" teknolojisi kullanılıyordu. “Her yerde” olarak tanımlanabilecek bu teknolojinin pek çok çeşidi bulunmaktadır.

Daha sonra Ethernet ve IP teknolojisinin ortaya çıkmasıyla endüstri fikir birliğine vardı ve Ethernet'in gelişmesiyle birlikte “endüstriyel Ethernet” ortaya çıktı. Günümüzde endüstriyel ara bağlantı protokolü kim olursa olsun temelde Ethernet tabanlıdır.

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

Üstelik kablolu bağlantı dağıtım modu daha zahmetli, inşaat süresi uzun, maliyeti yüksek. Ekipmanda veya kabloda bir sorun varsa değiştirme işlemi de çok yavaş olur. Böylece endüstri, kablosuz iletişim teknolojisini uygulamaya koymayı düşünmeye başladı.

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

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 değildir.

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

Kapsama açısından 5G, Wi-Fi'den daha geniş bir kapsama alanına sahiptir ve kampüsü daha iyi kapsayabilir. 5G'nin hücreler arasında geçiş yapma yeteneği de Wi-Fi'den 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 kablo çekmesi ve kendi ekipmanlarını satın alması gerekir. Ekipman yıpranır, hasar görür ve değiştirilir, ancak bakımı da özel personel tarafından yapılır. Tonlarca Wi-Fi cihazı var ve konfigürasyonu zahmetli.

5G farklıdır. Operatörler tarafından inşa edilir ve bakımı yapılır ve işletmeler tarafından kiralanır (Wi-Fi'ye karşı 5G, kendi odanızı inşa etmeye karşı bulut bilişime benzer).

Birlikte ele alındığında 5G daha uygun maliyetli olacaktır.

3. 5G LAN'ın daha güçlü işlevleri vardır.

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

Örneğin, bir kuruluşun bir ofis ağı, bir BT sistemi ağı ve bir OT ağı vardır.

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

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

5G LAN, farklı VN gruplarına göre farklı ağ performansı tanımlayabilir. Bazı işletmelerde buna “mikro dilim” adı verilmektedir.

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

Yukarıda bahsedildiği gibi, kullanıcı imzalama verileri, kullanıcıları VN grupları halinde gruplandırmak için taşıyıcıların 5G UDM'sinde değiştirilebilir. Peki her terminalin grup bilgisini değiştirmemiz gerektiğinde (katılma, silme, değiştirme) taşıyıcının müşteri hizmetlerine mi gitmemiz gerekiyor?

Tabii ki değil.

5G ağlarında operatörler, arayüzlerin geliştirilmesi yoluyla değişiklik iznini kurumsal ağ yöneticilerine açarak self servis modifikasyona olanak sağlayabilir.

Elbette işletmeler de kendi özel ağ politikalarını kendi ihtiyaçlarına göre belirleyebilirler.

Veri bağlantıları kurarken kuruluşlar, VN gruplarını sıkı bir şekilde yönetmek için yetkilendirme ve kimlik doğrulama mekanizmalarını ayarlayabilir. Bu güvenlik Wi-Fi'den çok daha güçlü ve daha kullanışlıdır.

5G LAN'a ilişkin örnek olay incelemesi

Belirli bir ağ örneği üzerinden 5G LAN'ın faydalarına bir göz atalım.

Her şeyden önce, bir imalat işletmesinin kendi atölyesi, üretim hattı (veya torna tezgahı) vardır, PLC ve PLC kontrolünün ağ üzerinden birbirine bağlanması gerekir.

Her montaj hattında bağımsız birçok ekipman bulunur. Montaj hattındaki her cihaza 5G modüllerinin takılması idealdir. Ancak şu aşamada biraz pahalı olacak gibi görünüyor.

Daha sonra, 5G endüstriyel ağ geçidinin veya 5G CPE'nin kullanıma sunulması maliyet performansını artırabilir. Kablolu bağlantı noktasına (Ethernet bağlantı noktası veya PLC bağlantı noktası) bağlanmak için uygundur. Kablosuz bağlantıya uygundur, 5G veya Wi-Fi'ye bağlanır.

5G, 5G LAN'ı desteklemiyorsa (R16'dan önce), PLC ile PLC kontrol cihazı arasındaki bağlantıyı gerçekleştirmek de mümkündür. Ancak 5G ağının tamamı IP adreslemeye dayanan bir Katman 3 protokolüdür ve terminal adresi de Katman 2 veri iletimini desteklemeyen bir IP adresidir. Uçtan uca iletişimin gerçekleşebilmesi için her iki tarafa da bir AR (Erişim Yönlendiricisi) eklenerek tünel kurulması, endüstriyel Layer 2 protokolünün tünel içerisinde kapsüllenmesi ve eş uca getirilmesi gerekir.

Bu yöntem yalnızca karmaşıklığı arttırmakla kalmaz, aynı zamanda maliyeti de artırır (AR yönlendirici satın alma maliyeti, AR yönlendirici yapılandırma insan gücü ve zaman maliyeti). Binlerce hattan oluşan bir atölye düşünürseniz maliyeti çok yüksek olur.

5G LAN'ın kullanıma sunulmasının ardından 5G ağı, Katman 2 protokolünün doğrudan iletimini desteklediğinden AR yönlendiricilerine artık ihtiyaç duyulmaz. Aynı zamanda 5G ağı, IP adresi olmayan terminaller için rotalar sağlayabiliyor ve UPF, terminallerin MAC adreslerini tanıyabiliyor. Ağın tamamı, 2. katmanda birbirleriyle iletişim kurabilen minimalist tek katmanlı bir ağ haline gelir.

5G LAN'ın tak ve çalıştır özelliği, müşterilerin mevcut ağlarına mükemmel bir şekilde entegre olabilir, müşterilerin mevcut ağları üzerindeki etkiyi azaltabilir ve yorucu yenileme ve yükseltme işlemlerine gerek kalmadan çok sayıda maliyet tasarrufu sağlayabilir.

Makro açıdan bakıldığında 5G LAN, 5G ile Ethernet teknolojisi arasındaki bir işbirliğidir. Gelecekte Ethernet teknolojisine dayalı TSN (zamana duyarlı ağ) teknolojisinin gelişimi 5G LAN'ın yardımıyla ayrılamaz.

5G LAN'ın, parkın iç ağının inşasına yardımcı olmasının yanı sıra, farklı yerlerdeki şubeleri birbirine bağlamak için işletmelerin geleneksel özel hat ağına 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 hızlandırmaya yardımcı olmak için daha güçlü 5G özel ağ iletişimleri oluşturabilir.

5G LAN'ı daha iyi dağıtmak için ağ tarafındaki yükseltmelerin yanı sıra 5G modül desteğine de ihtiyaç var.

5G LAN teknolojisinin ticari kullanıma sunulması sürecinde Unigroup Zhangrui, sektörün ilk 5G R16 Hazır temel bant çip platformu V516'yı piyasaya sürdü.

Çin'in önde gelen modül üreticisi Quectel, bu platformu temel alarak, 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 ticarileştirildi. .