Qu'est-ce que le réseau local 5G ?

Auteur : Médias Ulink

Tout le monde devrait connaître la 5G, qui est l’évolution de la 4G et de notre dernière technologie de communication mobile.

Pour le LAN, vous devriez être plus familier avec celui-ci. Son nom complet est réseau local, ou LAN. Notre réseau domestique, ainsi que celui du siège social, est essentiellement un réseau LAN. Avec le Wi-Fi sans fil, il s'agit d'un réseau local sans fil (WLAN).

Alors pourquoi je dis que le LAN 5G est intéressant ?

La 5G est un réseau cellulaire étendu, tandis que le LAN est un réseau de données de petite taille. Les deux technologies ne semblent pas liées.

Autrement dit, 5G et LAN sont deux mots que tout le monde connaît séparément. Mais ensemble, c'est un peu déroutant. N'est-ce pas ?

LAN 5G, de quoi s’agit-il exactement ?

En fait, le LAN 5G, pour faire simple, consiste à utiliser la technologie 5G pour « regrouper » et « construire » des terminaux afin de former un réseau LAN.

Tout le monde possède un téléphone 5G. Lorsque vous utilisez des téléphones 5G, avez-vous remarqué que votre téléphone ne peut pas rechercher vos amis même lorsqu'ils sont à proximité (même face à face) ? Vous pouvez communiquer entre vous car les données circulent jusqu'aux serveurs de votre opérateur ou de votre fournisseur de services Internet.

Pour les stations de base, tous les terminaux mobiles sont « isolés » les uns des autres. Ceci est basé sur des considérations de sécurité, les téléphones utilisent leurs propres canaux et n'interfèrent pas les uns avec les autres.

Un LAN, quant à lui, connecte les terminaux (téléphones portables, ordinateurs, etc.) d’une zone entre eux pour former un « groupe ». Cela facilite non seulement la transmission des données entre eux, mais enregistre également la sortie de l'extranet.

Dans un LAN, les terminaux peuvent se localiser en fonction de leurs adresses MAC et se retrouver (communication de couche 2). Pour accéder au réseau externe, configurer un routeur, via l'emplacement IP, peut également réaliser un routage entrant et sortant (communication de couche 3).

Comme nous le savons tous, « la 4G va changer nos vies et la 5G va changer notre société ». En tant que technologie de communication mobile la plus répandue à l'heure actuelle, la 5G assume la mission de « l'Internet de tout et la transformation numérique de centaines de lignes et de milliers d'industries », qui doit aider les utilisateurs des industries verticales à se connecter.

Par conséquent, la 5G peut non seulement connecter chaque terminal au cloud, mais également réaliser une « connexion de proximité » entre les terminaux.

Par conséquent, dans la norme 3GPP R16, le LAN 5G a introduit cette nouvelle fonctionnalité.

Principes et caractéristiques du LAN 5G

Dans un réseau 5G, les administrateurs peuvent modifier les données de la base de données des utilisateurs (éléments du réseau UDM), signer un contrat de service avec un numéro UE spécifié, puis les diviser en groupes de réseau virtuel (VN) identiques ou différents.

La base de données d'utilisateurs fournit des informations de groupe VN de numéro de terminal et des politiques d'accès aux éléments de réseau de gestion (SMF, AMF, PCF, etc.) du réseau central 5G (5GC). Le NE de gestion combine ces informations et règles de politique dans différents LAN. Il s'agit d'un réseau local 5G.

Un LAN 5G prend en charge la communication de couche 2 (même segment de réseau, accès direct les uns aux autres) ainsi que la communication de couche 3 (à travers les segments de réseau, à l'aide du routage). Un réseau local 5G prend en charge la monodiffusion ainsi que la multidiffusion et la diffusion. Bref, le mode d'accès mutuel est très flexible, et la mise en réseau est très simple.

En termes de portée, un LAN 5G prend en charge la communication entre le même UPF (élément de réseau côté média du réseau central 5G) et différents UPF. Cela revient à briser la limite de distance physique entre les terminaux (même Pékin et Shanghai peuvent communiquer).

En particulier, les réseaux LAN 5G peuvent se connecter aux réseaux de données existants des utilisateurs pour un accès plug and play et mutuel.

Scénarios d'application et avantages du LAN 5G

Le LAN 5G permet le regroupement et la connexion entre des terminaux 5G spécifiés, facilitant grandement la construction d'un réseau LAN plus mobile pour les entreprises. De nombreux lecteurs se demanderont sûrement : la mobilité n'est-elle pas déjà possible avec la technologie Wi-Fi existante ? Pourquoi un LAN 5G ?

Ne vous inquiétez pas, passons à autre chose.

Le réseau local rendu possible par le LAN 5G peut aider les entreprises, les écoles, les gouvernements et les familles à mieux communiquer avec les terminaux d'une région. Il peut être utilisé dans le réseau de bureaux, mais sa plus grande valeur réside dans la transformation de l'environnement de production du parc et dans la transformation du réseau de base des entreprises de production telles que la fabrication industrielle, les terminaux portuaires et les mines d'énergie.

Nous promouvons désormais l’Internet industriel. Nous pensons que la 5G peut permettre la numérisation des scènes industrielles, car la 5G est une excellente technologie de communication sans fil avec une large bande passante et un faible délai, qui peut réaliser la connexion sans fil de divers facteurs de production dans les scènes industrielles.

Prenons l’exemple de la fabrication industrielle. Auparavant, afin de mieux automatiser, pour réaliser le contrôle des équipements, l'utilisation de la technologie « bus industriel ». Il existe de nombreux types de cette technologie, que l’on peut qualifier de « partout ».

Plus tard, avec l'émergence de la technologie Ethernet et IP, l'industrie a formé un consensus, avec l'évolution d'Ethernet, il y a « Ethernet industriel ». Aujourd'hui, quel que soit le protocole d'interconnexion industrielle, il est essentiellement basé sur Ethernet.

Plus tard, les entreprises industrielles ont découvert que les connexions filaires limitaient trop la mobilité : il y avait toujours une « tresse » à l’arrière de l’appareil qui empêchait la libre circulation.

De plus, le mode de déploiement de la connexion filaire est plus gênant, la durée de construction est longue, le coût est élevé. S'il y a un problème avec l'équipement ou le câble, le remplacement est également très lent. L’industrie a donc commencé à réfléchir à l’introduction de la technologie de communication sans fil.

En conséquence, le Wi-Fi, le Bluetooth et d’autres technologies sont entrés dans le domaine industriel.

Alors, pour revenir à la question précédente, pourquoi le LAN 5G quand il y a le Wi-Fi ?

Voici la raison :

1. Les performances des réseaux Wi-Fi (notamment Wi-Fi 4 et Wi-Fi 5) ne sont pas aussi bonnes que la 5G.

En termes de taux de transmission et de délai, la 5G peut mieux répondre aux besoins des robots industriels (contrôle par manipulateur), de l'inspection qualité intelligente (reconnaissance d'images à grande vitesse), des AGV (véhicule logistique sans pilote) et d'autres scénarios.

En termes de couverture, la 5G a une zone de couverture plus large que le Wi-Fi et peut mieux couvrir le campus. La capacité de la 5G à basculer entre les cellules est également plus forte que celle du Wi-Fi, ce qui offrira aux utilisateurs une meilleure expérience réseau.

2. Les coûts de maintenance du réseau Wi-Fi sont élevés.

Pour construire un réseau Wi-Fi dans un parc, les entreprises doivent câbler et acheter leur propre équipement. Les équipements sont amortis, endommagés et remplacés, mais également entretenus par du personnel spécialisé. Il existe des tonnes d’appareils Wi-Fi et la configuration est compliquée.

La 5G est différente. Il est construit et entretenu par les opérateurs et loué par les entreprises (le Wi-Fi contre la 5G, c'est un peu comme construire sa propre salle contre le cloud computing).

Dans l’ensemble, la 5G sera plus rentable.

3. Le LAN 5G a des fonctions plus puissantes.

Le regroupement VN d’un LAN 5G a été évoqué plus haut. En plus de l'isolation des communications, une fonction plus importante du regroupement est de réaliser la différenciation QoS (niveau de service) des différents réseaux.

Par exemple, une entreprise dispose d’un réseau de bureau, d’un réseau de systèmes informatiques et d’un réseau OT.

OT signifie Technologie Opérationnelle. Il s'agit d'un réseau qui connecte l'environnement industriel et les équipements, tels que les tours, les bras robotisés, les capteurs, l'instrumentation, les AGV, les systèmes de surveillance, les MES, les PLCS, etc.

Différents réseaux ont des exigences de performances différentes. Certains nécessitent une faible latence, d’autres une bande passante élevée et d’autres encore ont moins d’exigences.

Un LAN 5G peut définir différentes performances réseau en fonction de différents groupes VN. Certaines entreprises l'appellent « micro tranche ».

4. Le LAN 5G est plus facile à gérer et plus sécurisé.

Comme mentionné ci-dessus, les données de signature des utilisateurs peuvent être modifiées dans les réseaux UDM 5G des opérateurs pour regrouper les utilisateurs en groupes VN. Alors, faut-il s'adresser au service client de l'opérateur à chaque fois que l'on a besoin de modifier les informations de groupe d'un terminal (rejoindre, supprimer, modifier) ​​?

Bien sûr que non.

Dans les réseaux 5G, les opérateurs peuvent ouvrir l'autorisation de modification aux administrateurs de réseau d'entreprise grâce au développement d'interfaces, permettant une modification en libre-service.

Bien entendu, les entreprises peuvent également définir leurs propres politiques de réseau privé en fonction de leurs propres besoins.

Lors de l'établissement de connexions de données, les entreprises peuvent définir des mécanismes d'autorisation et d'authentification pour gérer strictement les groupes VN. Cette sécurité est bien plus forte et plus pratique que le Wi-Fi.

Une étude de cas d'un LAN 5G

Jetons un coup d'œil aux avantages du LAN 5G à travers un exemple de réseau spécifique.

Tout d'abord, une entreprise manufacturière possède son propre atelier, sa propre ligne de production (ou tour), et doit connecter l'extrémité de contrôle PLC et PLC via le réseau.

Chaque chaîne de montage dispose de nombreux équipements, également indépendants. Il est idéal d’installer des modules 5G sur chaque appareil de la chaîne de montage. Cependant, il semble que cela coûtera un peu cher à ce stade.

Ensuite, l’introduction de la passerelle industrielle 5G, ou 5G CPE, peut améliorer les performances en termes de coûts. Convient pour filaire, connecté à un port filaire (port Ethernet ou port PLC). Convient pour le sans fil, connecté à la 5G ou au Wi-Fi.

Si la 5G ne prend pas en charge le LAN 5G (avant R16), il est également possible de réaliser la connexion entre le PLC et le contrôleur PLC. Cependant, l'ensemble du réseau 5G est un protocole de couche 3 qui repose sur l'adressage IP, et l'adresse du terminal est également une adresse IP, qui ne prend pas en charge le transfert de données de couche 2. Afin de réaliser une communication de bout en bout, un AR (Access Router) doit être ajouté des deux côtés pour établir un tunnel, encapsuler le protocole industriel de couche 2 dans le tunnel et l'amener à l'extrémité homologue.

Cette méthode augmente non seulement la complexité, mais augmente également le coût (coût d'achat du routeur AR, main d'œuvre pour la configuration du routeur AR et coût en temps). Si vous pensez à un atelier comportant des milliers de lignes, le coût serait faramineux.

Après l'introduction du LAN 5G, le réseau 5G prend en charge la transmission directe du protocole de couche 2, les routeurs AR ne sont donc plus nécessaires. Dans le même temps, le réseau 5G peut fournir des itinéraires pour les terminaux sans adresse IP, et l'UPF peut reconnaître les adresses MAC des terminaux. L'ensemble du réseau devient un réseau minimaliste à une seule couche, qui peut communiquer entre eux au niveau de la couche 2.

La capacité plug and play du LAN 5G peut parfaitement s'intégrer aux réseaux existants des clients, réduisant ainsi l'impact sur les réseaux existants des clients et permettant d'économiser beaucoup de coûts sans rénovation ni mise à niveau fastidieuses.

D'un point de vue macro, le 5G LAN est une collaboration entre la technologie 5G et Ethernet. À l’avenir, le développement de la technologie TSN (time sensible network) basée sur la technologie Ethernet ne pourra être séparé de l’aide du LAN 5G.

Il convient de mentionner que le LAN 5G, en plus d'être propice à la construction du réseau interne du parc, peut également être utilisé en complément du réseau de lignes dédiées traditionnel des entreprises pour connecter des succursales à différents endroits.

Le module pour le LAN 5G

Comme vous pouvez le constater, le LAN 5G est une technologie innovante importante pour la 5G dans les industries verticales. Il peut créer des communications de réseau privé 5G plus solides pour aider les clients à accélérer leur transformation et leur mise à niveau numériques.

Afin de mieux déployer le LAN 5G, en plus des mises à niveau côté réseau, la prise en charge du module 5G est également nécessaire.

Dans le cadre du processus d'atterrissage commercial de la technologie LAN 5G, Unigroup Zhangrui a lancé la première plate-forme de puces de bande de base 5G R16 Ready du secteur : la V516.

Sur la base de cette plate-forme, Quectel, le principal fabricant de modules en Chine, a développé avec succès un certain nombre de modules 5G prenant en charge la technologie LAN 5G et a été commercialisé, notamment RG500U, RG200U, RM500U et d'autres modules de boîtier LGA, M.2 et Mini PCIe. .