5G LAN Nedir?

Yazar: Ulink Medya

4G'nin evrimi ve mobil iletişim teknolojimizin son hali olan 5G'yi hepimiz biliyoruz.

LAN için, buna daha aşina olmalısınız. Tam adı yerel alan ağı veya LAN'dır. Ev ağımız ve şirket ofisindeki ağ temelde LAN'dır. Kablosuz Wi-Fi ile, 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 görünüyor.

Başka bir deyişle, 5G ve LAN herkesin ayrı ayrı bildiği iki kelimedir. Ancak birlikte, biraz kafa karıştırıcı. 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 telefonları kullanırken, telefonunuzun arkadaşlarınızı yakın mesafedeyken bile (yüz yüze bile olsanız) arayamadığını fark ettiniz mi? Veriler operatörünüzün veya İnternet servis sağlayıcınızın sunucularına kadar aktığı için birbirinizle iletişim kurabilirsiniz.

Baz istasyonları için tüm mobil terminaller birbirinden "izole" edilmiştir. Bu, güvenlik kaygılarına dayanmaktadır, telefonlar kendi kanallarını kullanır, birbirleriyle karışmaz.

Öte yandan bir LAN, bir alandaki terminalleri (mobil telefonlar, bilgisayarlar, vb.) bir "grup" oluşturmak üzere birbirine bağlar. Bu, yalnızca birbirleri arasındaki veri iletimini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda extranet çıkışını da kurtarır.

Bir LAN'da, terminaller birbirlerini MAC adreslerine göre konumlandırabilir ve birbirlerini bulabilir (2. Katman iletişimi). Harici ağa erişmek için, bir yönlendirici kurun, IP konumu aracılığıyla, ayrıca içeri ve dışarı yönlendirmeyi gerçekleştirebilir (3. Katman iletişimi).

Hepimizin bildiği gibi, "4G hayatlarımızı değiştirecek ve 5G toplumumuzu değiştirecek." Şu anda en yaygın mobil iletişim teknolojisi olan 5G, "her şeyin interneti ve yüzlerce hattın ve binlerce endüstrinin dijital dönüşümü" misyonunu üstleniyor ve dikey endüstrilerdeki kullanıcıların bağlanmasına yardımcı olması gerekiyor.

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

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

5G LAN'ın Prensipleri 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 grup bilgileri ve erişim politikaları sağlar. Yönetim NE, bu bilgileri ve politika kurallarını farklı Lan'larda birleştirir. Bu bir 5G LAN'dır.

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

Kapsam açısından, bir 5G LAN aynı UPF (5G çekirdek ağının medya tarafı ağ öğesi) ile farklı UPF'ler arasındaki iletişimi destekler. Bu, terminaller arasındaki fiziksel mesafe sınırını aşmaya eşdeğerdir (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, belirtilen 5G terminalleri arasında gruplama ve bağlantıya olanak tanır ve işletmeler için daha mobil bir LAN ağının inşasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Birçok okuyucunun soracağından emin olabilirsiniz, mevcut Wi-Fi teknolojisiyle mobilite zaten mümkün değil mi? Neden 5G LAN'a ihtiyaç duyuluyor?

Endişelenmeyin, devam edelim.

5G LAN tarafından etkinleştirilen 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 dönüşümünde ve endüstriyel üretim, liman terminalleri ve enerji madenleri gibi üretim işletmelerinin temel ağının dönüşümünde yatmaktadır.

Şimdi endüstriyel İnternet'i teşvik ediyoruz. 5G'nin endüstriyel sahnelerin dijitalleştirilmesini sağlayabileceğine inanıyoruz çünkü 5G, endüstriyel sahnelerde çeşitli üretim faktörlerinin kablosuz bağlantısını gerçekleştirebilen büyük bant genişliği ve düşük gecikmeye sahip mükemmel bir kablosuz iletişim teknolojisidir.

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

Daha sonra Ethernet ve IP teknolojisinin ortaya çıkmasıyla endüstri bir fikir birliği oluşturdu, Ethernet'in evrimiyle birlikte "endüstriyel Ethernet" ortaya çıktı. Bugün, 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.

Ayrıca kablolu bağlantı dağıtım modu daha zahmetli, yapım süresi uzun, maliyeti yüksek. Ekipmanda veya kabloda bir sorun varsa, değiştirme işlemi de çok yavaş. Bu nedenle, sektör kablosuz iletişim teknolojisini tanıtmayı 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'in) 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 bakıldığında 5G, Wi-Fi'dan daha geniş bir kapsama alanına sahip ve kampüsü daha iyi kapsayabiliyor. 5G'nin hücreler arası geçiş yeteneği de Wi-Fi'dan 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 kablolaması ve satın alması gerekir. Ekipmanlar değer kaybeder, hasar görür ve yenilenir, ancak aynı zamanda özel personel tarafından bakımı yapılır. Bir sürü Wi-Fi cihazı vardır ve yapılandırması zahmetlidir.

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

Hepsi bir arada değerlendirildiğinde 5G daha uygun maliyetli olacak.

3. 5G LAN daha güçlü işlevlere sahiptir.

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

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

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

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

5G LAN, farklı VN gruplarına göre 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, kullanıcıları VN gruplarına gruplamak için operatörlerin 5G UDM nes'lerinde değiştirilebilir. Peki, bir terminalin grup bilgilerini değiştirmemiz gerektiğinde (katılma, silme, değiştirme) her seferinde operatör müşteri hizmetlerine gitmemiz gerekir mi?

Tabii ki değil.

5G şebekelerinde operatörler, arayüz geliştirme yoluyla, self-servis değişiklik yapma imkânını kurumsal ağ yöneticilerine açabilmektedir.

Elbette işletmeler kendi ihtiyaçlarına göre özel ağ politikalarını da belirleyebilirler.

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

5G LAN'ın bir vaka çalışması

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

Öncelikle, kendine ait atölyesi, üretim hattı (veya tornası) olan bir üretim işletmesinin PLC ve PLC kontrol ucunu ağ üzerinden bağlaması gerekmektedir.

Her montaj hattında çok sayıda ekipman var, ayrıca bağımsızlar. Montaj hattındaki her cihaza 5G modülleri takmak idealdir. Ancak bu aşamada biraz pahalı olacak gibi görünüyor.

Daha sonra, 5G endüstriyel ağ geçidinin veya 5G CPE'nin tanıtımı maliyet performansını iyileştirebilir. Kablolu, kablolu bağlantı noktasına (Ethernet bağlantı noktası veya PLC bağlantı noktası) bağlı olarak uygundur. Kablosuz, 5G veya Wi-Fi'ye bağlı olarak uygundur.

5G, 5G LAN'ı (R16'dan önce) desteklemiyorsa, PLC ile PLC kontrolörü arasındaki bağlantıyı gerçekleştirmek de mümkündür. Ancak, tüm 5G ağı, IP adreslemesine dayanan bir Katman 3 protokolüdür ve terminal adresi de Katman 2 veri iletimini desteklemeyen bir IP adresidir. Uçtan uca iletişimi gerçekleştirmek için, bir tünel oluşturmak, endüstriyel Katman 2 protokolünü tünele yerleştirmek ve eş uca getirmek için her iki tarafa bir AR (Erişim Yönlendiricisi) eklenmelidir.

Bu yöntem yalnızca karmaşıklığı artırmakla kalmaz, aynı zamanda maliyeti de artırır (AR yönlendirici satın alma maliyeti, AR yönlendirici yapılandırma işgücü ve zaman maliyeti). Binlerce hattı olan bir atölyeyi düşünürseniz, maliyet şaşırtıcı olacaktır.

5G LAN'ın tanıtılmasından sonra, 5G ağı Katman 2 protokolünün doğrudan iletimini destekler, bu nedenle AR yönlendiricilerine artık gerek kalmaz. Aynı zamanda, 5G ağı IP adresi olmayan terminaller için rotalar sağlayabilir ve UPF terminallerin MAC adreslerini tanıyabilir. Tüm ağ, katman 2'de 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, böylece müşterilerin mevcut ağları üzerindeki etki azaltılabilir ve zorlu yenileme ve yükseltme işlemlerine gerek kalmadan önemli miktarda maliyet tasarrufu sağlanabilir.

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

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

5G LAN için modül

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 kurabilir.

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

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.