ผู้แต่ง: Ulink Media
ทุกคนควรคุ้นเคยกับ 5G ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของ 4G และเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่ล่าสุดของเรา
สำหรับ LAN คุณควรจะคุ้นเคยกับมันมากกว่านี้ ชื่อเต็มของมันคือเครือข่ายท้องถิ่น หรือ LAN เครือข่ายภายในบ้านของเรา รวมถึงเครือข่ายในสำนักงานก็เรียกว่า LAN เช่นกัน สำหรับ Wi-Fi ไร้สาย มันคือ Wireless LAN (WLAN)
แล้วทำไมผมถึงบอกว่า 5G LAN น่าสนใจล่ะ?
5G เป็นเครือข่ายเซลลูลาร์ที่กว้างขวาง ในขณะที่ LAN เป็นเครือข่ายข้อมูลพื้นที่ขนาดเล็ก เทคโนโลยีทั้งสองดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกัน
พูดอีกอย่างก็คือ 5G กับ LAN เป็นสองคำที่ทุกคนรู้จักแยกกัน แต่เมื่อนำมารวมกันแล้วอาจจะงงๆ หน่อย ใช่มั้ยล่ะ?
5G LAN คืออะไรกันแน่?
ในความเป็นจริง 5G LAN พูดอย่างง่ายๆ ก็คือเทคโนโลยี 5G เพื่อ “จัดกลุ่ม” และ “สร้าง” เทอร์มินัลเพื่อสร้างเครือข่าย LAN
ทุกคนมีโทรศัพท์ 5G อยู่แล้ว เมื่อใช้โทรศัพท์ 5G คุณเคยสังเกตไหมว่าโทรศัพท์ของคุณไม่สามารถค้นหาเพื่อนได้ แม้พวกเขาจะอยู่ใกล้กัน (แม้แต่ตอนเจอหน้ากัน) คุณสามารถสื่อสารกันได้ เพราะข้อมูลจะไหลผ่านไปยังเซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการเครือข่ายหรือผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตของคุณ
สำหรับสถานีฐาน เทอร์มินัลมือถือทั้งหมดจะ "แยก" ออกจากกัน โดยคำนึงถึงความปลอดภัย โทรศัพท์แต่ละเครื่องจะใช้ช่องสัญญาณของตัวเอง และไม่รบกวนซึ่งกันและกัน
ในทางกลับกัน LAN จะเชื่อมต่ออุปกรณ์ปลายทาง (โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ ฯลฯ) ในพื้นที่เข้าด้วยกันเพื่อรวมเป็น "กลุ่ม" ซึ่งไม่เพียงแต่อำนวยความสะดวกในการรับส่งข้อมูลระหว่างกันเท่านั้น แต่ยังช่วยลดปัญหาการออกจากเครือข่ายเอ็กซ์ทราเน็ตอีกด้วย
ในเครือข่าย LAN เทอร์มินัลสามารถค้นหากันและกันโดยใช้ที่อยู่ MAC และค้นหากันและกันได้ (การสื่อสารแบบเลเยอร์ 2) การตั้งค่าเราเตอร์ผ่านตำแหน่ง IP ก็สามารถกำหนดเส้นทางเข้าและออกได้ (การสื่อสารแบบเลเยอร์ 3) เช่นกัน
อย่างที่เราทราบกันดีว่า “4G จะเปลี่ยนชีวิตเรา และ 5G จะเปลี่ยนสังคมเรา” ในฐานะเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่ที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน 5G จึงมีพันธกิจ “อินเทอร์เน็ตแห่งทุกสิ่ง และการเปลี่ยนผ่านสู่ดิจิทัลของหลายร้อยสายและหลายพันอุตสาหกรรม” ซึ่งจำเป็นต้องช่วยให้ผู้ใช้ในอุตสาหกรรมเฉพาะทางสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้
ดังนั้น 5G ไม่เพียงแต่เชื่อมต่อทุกเทอร์มินัลกับคลาวด์เท่านั้น แต่ยังทำให้เกิด “การเชื่อมต่อใกล้เคียง” ระหว่างเทอร์มินัลได้อีกด้วย
ดังนั้นในมาตรฐาน 3GPP R16 5G LAN จึงได้แนะนำคุณสมบัติใหม่นี้
หลักการและคุณลักษณะของ 5G LAN
ในเครือข่าย 5G ผู้ดูแลระบบสามารถแก้ไขข้อมูลในฐานข้อมูลผู้ใช้ (องค์ประกอบเครือข่าย UDM) ลงนามในสัญญาบริการด้วยหมายเลข UE ที่ระบุ จากนั้นแบ่งพวกเขาออกเป็นกลุ่มเครือข่ายเสมือน (VN) เดียวกันหรือต่างกัน
ฐานข้อมูลผู้ใช้จะให้ข้อมูลกลุ่ม VN หมายเลขเทอร์มินัล และนโยบายการเข้าถึงองค์ประกอบเครือข่ายการจัดการ (SMF, AMF, PCF ฯลฯ) ของเครือข่ายหลัก 5G (5GC) NE การจัดการจะรวมข้อมูลและกฎนโยบายเหล่านี้ไว้ใน LAN ต่างๆ นี่คือ LAN 5G
5G LAN รองรับการสื่อสารแบบ Layer 2 (เซกเมนต์เครือข่ายเดียวกัน เข้าถึงกันได้โดยตรง) และการสื่อสารแบบ Layer 3 (ข้ามเซกเมนต์เครือข่าย โดยใช้เส้นทางการสื่อสาร) 5G LAN รองรับทั้งแบบยูนิคาสต์ มัลติคาสต์ และบรอดแคสต์ กล่าวโดยสรุปคือ โหมดการเข้าถึงร่วมกันนั้นมีความยืดหยุ่นสูง และการเชื่อมต่อเครือข่ายก็ง่ายมาก
ในแง่ของขอบเขต เครือข่าย 5G LAN รองรับการสื่อสารระหว่าง UPF (องค์ประกอบเครือข่ายด้านสื่อของเครือข่ายหลัก 5G) เดียวกันและ UPF ที่แตกต่างกัน ซึ่งเทียบเท่ากับการทำลายขีดจำกัดระยะทางทางกายภาพระหว่างเทอร์มินัล (แม้แต่ปักกิ่งและเซี่ยงไฮ้ก็สามารถสื่อสารกันได้)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครือข่าย 5G LAN สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายข้อมูลที่มีอยู่ของผู้ใช้เพื่อการเสียบและเล่นและการเข้าถึงร่วมกัน
สถานการณ์การใช้งานและข้อดีของ 5G LAN
5G LAN ช่วยให้สามารถจัดกลุ่มและเชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินัล 5G ที่กำหนดได้ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างเครือข่าย LAN เคลื่อนที่สำหรับองค์กรได้เป็นอย่างดี ผู้อ่านหลายคนคงสงสัยว่าเทคโนโลยี Wi-Fi ที่มีอยู่ในปัจจุบันทำให้การสื่อสารเคลื่อนที่เป็นไปได้แล้วไม่ใช่หรือ? แล้วทำไมถึงต้องใช้ 5G LAN?
ไม่ต้องกังวล ไปต่อกันเลย
เครือข่ายท้องถิ่นที่ 5G LAN เปิดใช้งาน ช่วยให้องค์กรธุรกิจ โรงเรียน หน่วยงานรัฐบาล และครอบครัว สามารถสื่อสารกับสถานีปลายทางในภูมิภาคต่างๆ ได้ดียิ่งขึ้น แม้จะใช้งานในเครือข่ายสำนักงาน แต่ประโยชน์ที่มากกว่านั้นอยู่ที่การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมการผลิตของนิคมอุตสาหกรรม และการเปลี่ยนแปลงเครือข่ายพื้นฐานขององค์กรการผลิต เช่น การผลิตภาคอุตสาหกรรม ท่าเรือ และเหมืองแร่พลังงาน
ขณะนี้เรากำลังส่งเสริมอินเทอร์เน็ตภาคอุตสาหกรรม เราเชื่อว่า 5G จะช่วยผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสู่ระบบดิจิทัลในอุตสาหกรรมได้ เนื่องจาก 5G เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่ยอดเยี่ยม มีแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่และความล่าช้าต่ำ ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแบบไร้สายกับปัจจัยการผลิตต่างๆ ในอุตสาหกรรมได้
ยกตัวอย่างเช่นการผลิตในภาคอุตสาหกรรม ก่อนหน้านี้ เพื่อปรับปรุงระบบอัตโนมัติและควบคุมอุปกรณ์ได้ จึงมีการใช้เทคโนโลยี "บัสอุตสาหกรรม" เทคโนโลยีนี้มีหลายประเภท ซึ่งอาจเรียกได้ว่า "ครอบคลุมทุกพื้นที่"
ต่อมา ด้วยการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตและไอพี อุตสาหกรรมจึงเกิดความเห็นพ้องต้องกัน พร้อมกับวิวัฒนาการของอีเทอร์เน็ต จึงเกิดเป็น "อีเทอร์เน็ตเชิงอุตสาหกรรม" ปัจจุบัน ไม่ว่าโปรโตคอลการเชื่อมต่อระหว่างอุตสาหกรรมจะเป็นแบบใด ก็ล้วนใช้อีเทอร์เน็ตเป็นหลัก
ต่อมา บริษัทอุตสาหกรรมต่างๆ พบว่าการเชื่อมต่อแบบมีสายจำกัดการเคลื่อนไหวมากเกินไป โดยจะมี "สายถัก" อยู่ที่ด้านหลังของอุปกรณ์เสมอ ซึ่งทำให้เคลื่อนไหวได้ไม่คล่องตัว
ยิ่งไปกว่านั้น การเชื่อมต่อแบบใช้สายนั้นยุ่งยากกว่า ระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน และต้นทุนก็สูง หากอุปกรณ์หรือสายเคเบิลมีปัญหา การเปลี่ยนอุปกรณ์ก็จะล่าช้ามาก ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงเริ่มพิจารณานำเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายมาใช้
ส่งผลให้ Wi-Fi, Bluetooth และเทคโนโลยีอื่นๆ เข้ามาในภาคอุตสาหกรรม
ดังนั้น เพื่อกลับไปที่คำถามก่อนหน้า เหตุใดจึงต้องเป็น 5G LAN ในเมื่อมี Wi-Fi อยู่แล้ว?
นี่คือเหตุผล:
1. ประสิทธิภาพของเครือข่าย Wi-Fi (โดยเฉพาะ Wi-Fi 4 และ Wi-Fi 5) ไม่ดีเท่า 5G
ในด้านอัตราการส่งข้อมูลและความล่าช้า 5G สามารถตอบสนองความต้องการของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (การควบคุมแมนิพิวเลเตอร์) การตรวจสอบคุณภาพอัจฉริยะ (การจดจำภาพความเร็วสูง) AGV (ยานพาหนะขนส่งไร้คนขับ) และสถานการณ์อื่นๆ ได้ดีขึ้น
ในด้านของการครอบคลุม 5G มีพื้นที่ครอบคลุมที่กว้างกว่า Wi-Fi และสามารถครอบคลุมทั่วทั้งมหาวิทยาลัยได้ดีกว่า นอกจากนี้ ความสามารถในการสลับระหว่างเซลล์ของ 5G ยังแข็งแกร่งกว่า Wi-Fi อีกด้วย ซึ่งจะมอบประสบการณ์เครือข่ายที่ดีกว่าให้กับผู้ใช้
2. ต้นทุนการดูแลรักษาเครือข่าย Wi-Fi สูง
ในการสร้างเครือข่าย Wi-Fi ในสวนสาธารณะ องค์กรต่างๆ จำเป็นต้องเดินสายและซื้ออุปกรณ์เอง อุปกรณ์เหล่านี้อาจมีการเสื่อมราคา เสียหาย และต้องเปลี่ยนใหม่ แต่ก็มีบุคลากรเฉพาะทางคอยดูแลบำรุงรักษาอยู่เช่นกัน ปัจจุบันมีอุปกรณ์ Wi-Fi มากมาย และการตั้งค่าก็เป็นเรื่องยุ่งยาก
5G แตกต่างออกไป มันถูกสร้างและบำรุงรักษาโดยผู้ให้บริการ และถูกเช่าโดยองค์กรต่างๆ (Wi-Fi เทียบกับ 5G ก็เหมือนกับการสร้างห้องของคุณเองเทียบกับการประมวลผลแบบคลาวด์)
เมื่อนำมารวมกันแล้ว 5G จะมีความคุ้มต้นทุนมากขึ้น
3. 5G LAN มีฟังก์ชั่นที่ทรงพลังมากขึ้น
ก่อนหน้านี้ได้มีการกล่าวถึงการจัดกลุ่ม VN ของเครือข่าย 5G LAN แล้ว นอกจากการแยกการสื่อสารแล้ว ฟังก์ชันที่สำคัญยิ่งกว่าของการจัดกลุ่มคือการทำให้เครือข่ายต่างๆ มีความแตกต่างตามระดับบริการ (QoS)
ตัวอย่างเช่น องค์กรมีเครือข่ายสำนักงาน เครือข่ายระบบไอที และเครือข่าย OT
OT ย่อมาจาก Operational Technology เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องกลึง แขนหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์ เครื่องมือวัด AGV ระบบตรวจสอบ MES PLC และอื่นๆ
เครือข่ายแต่ละเครือข่ายมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน บางเครือข่ายต้องการความหน่วงต่ำ บางเครือข่ายต้องการแบนด์วิดท์สูง และบางเครือข่ายมีข้อกำหนดน้อยกว่า
LAN 5G สามารถกำหนดประสิทธิภาพเครือข่ายที่แตกต่างกันตามกลุ่ม VN ที่แตกต่างกัน ในบางองค์กร เรียกว่า "ไมโครสไลซ์"
4. 5G LAN จัดการได้ง่ายกว่าและปลอดภัยยิ่งขึ้น
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ข้อมูลการลงนามของผู้ใช้สามารถแก้ไขได้ในเครือข่าย 5G UDM ของผู้ให้บริการ เพื่อจัดกลุ่มผู้ใช้เป็นกลุ่ม VN ดังนั้น เราต้องติดต่อฝ่ายบริการลูกค้าของผู้ให้บริการทุกครั้งเมื่อต้องการเปลี่ยนแปลงข้อมูลกลุ่ม (เข้าร่วม ลบ หรือเปลี่ยนแปลง) ของเทอร์มินัลหรือไม่
แน่นอนว่าไม่
ในเครือข่าย 5G ผู้ให้บริการสามารถเปิดสิทธิ์ในการปรับเปลี่ยนให้กับผู้ดูแลระบบเครือข่ายองค์กรได้ผ่านการพัฒนาอินเทอร์เฟซ ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนได้ด้วยตนเอง
แน่นอนว่าองค์กรต่างๆ ยังสามารถกำหนดนโยบายเครือข่ายส่วนตัวของตนเองตามความต้องการได้อีกด้วย
เมื่อสร้างการเชื่อมต่อข้อมูล องค์กรสามารถกำหนดกลไกการอนุญาตและการตรวจสอบสิทธิ์เพื่อจัดการกลุ่ม VN อย่างเข้มงวด ความปลอดภัยนี้แข็งแกร่งและสะดวกสบายกว่า Wi-Fi มาก
กรณีศึกษาของ 5G LAN
มาดูประโยชน์ของ 5G LAN ผ่านตัวอย่างเครือข่ายแบบเจาะจงกัน
ประการแรก บริษัทการผลิตต้องมีโรงงาน สายการผลิต (หรือเครื่องกลึง) ของตัวเอง จำเป็นต้องเชื่อมต่อ PLC และระบบควบคุม PLC ผ่านทางเครือข่าย
สายการประกอบแต่ละสายมีอุปกรณ์จำนวนมากและแยกกันทำงานอิสระ การติดตั้งโมดูล 5G บนอุปกรณ์ทุกเครื่องในสายการประกอบถือเป็นเรื่องที่เหมาะสมที่สุด อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าราคาจะค่อนข้างสูงในขั้นตอนนี้
การนำเกตเวย์อุตสาหกรรม 5G หรือ 5G CPE มาใช้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านต้นทุน เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบใช้สายกับพอร์ตแบบใช้สาย (พอร์ตอีเธอร์เน็ต หรือพอร์ต PLC) และเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบไร้สายกับ 5G หรือ Wi-Fi
หาก 5G ไม่รองรับ 5G LAN (ก่อน R16) ก็สามารถเชื่อมต่อ PLC และตัวควบคุม PLC ได้ อย่างไรก็ตาม เครือข่าย 5G ทั้งหมดเป็นโปรโตคอลเลเยอร์ 3 ที่ใช้การกำหนดที่อยู่ IP และที่อยู่ปลายทางก็เป็นที่อยู่ IP เช่นกัน ซึ่งไม่รองรับการส่งต่อข้อมูลเลเยอร์ 2 เพื่อให้สามารถสื่อสารแบบ end-to-end ได้ จำเป็นต้องเพิ่ม AR (Access Router) ทั้งสองด้านเพื่อสร้างอุโมงค์ ห่อหุ้มโปรโตคอลอุตสาหกรรมเลเยอร์ 2 ไว้ในอุโมงค์ และเชื่อมต่อไปยังปลายทาง
วิธีนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังเพิ่มต้นทุน (ต้นทุนการซื้อเราเตอร์ AR, ต้นทุนค่าแรงในการกำหนดค่าเราเตอร์ AR และต้นทุนเวลา) หากลองนึกถึงเวิร์กช็อปที่มีสายการผลิตหลายพันเครื่อง ต้นทุนคงสูงมาก
หลังจากการเปิดตัว 5G LAN เครือข่าย 5G รองรับการส่งข้อมูลโดยตรงผ่านโปรโตคอล Layer 2 ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เราเตอร์ AR อีกต่อไป ขณะเดียวกัน เครือข่าย 5G ยังสามารถกำหนดเส้นทางไปยังเทอร์มินัลโดยไม่ต้องใช้ที่อยู่ IP และ UPF ยังสามารถจดจำที่อยู่ MAC ของเทอร์มินัลได้ เครือข่ายทั้งหมดจะกลายเป็นเครือข่ายชั้นเดียวแบบเรียบง่าย ซึ่งสามารถสื่อสารถึงกันได้ที่เลเยอร์ 2
ความสามารถแบบ plug-and-play ของ 5G LAN สามารถผสานเข้ากับเครือข่ายที่มีอยู่ของลูกค้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ ลดผลกระทบต่อเครือข่ายที่มีอยู่ของลูกค้า และประหยัดต้นทุนได้มากโดยไม่ต้องมีการปรับปรุงและอัปเกรดที่ยุ่งยาก
ในมุมมองมหภาค 5G LAN คือความร่วมมือระหว่าง 5G และเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ต ในอนาคต การพัฒนาเทคโนโลยี TSN (เครือข่ายที่คำนึงถึงเวลา) ที่ใช้เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตจะไม่สามารถแยกออกจาก 5G LAN ได้
ทั้งนี้ 5G LAN นอกจากจะเอื้อต่อการสร้างโครงข่ายภายในสวนสาธารณะแล้ว ยังสามารถใช้เป็นส่วนเสริมโครงข่ายสายเฉพาะแบบดั้งเดิมขององค์กรในการเชื่อมต่อสาขาต่างๆ ในสถานที่ต่างๆ ได้อีกด้วย
โมดูลสำหรับ 5G LAN
อย่างที่คุณเห็น 5G LAN เป็นเทคโนโลยีนวัตกรรมที่สำคัญสำหรับ 5G ในอุตสาหกรรมเฉพาะทาง สามารถสร้างการสื่อสารเครือข่ายส่วนตัว 5G ที่แข็งแกร่งขึ้น เพื่อช่วยให้ลูกค้าเร่งการเปลี่ยนแปลงและอัปเกรดสู่ดิจิทัล
เพื่อให้สามารถปรับใช้ 5G LAN ได้ดีขึ้น นอกเหนือจากการอัปเกรดด้านเครือข่ายแล้ว ยังต้องรองรับโมดูล 5G อีกด้วย
ในกระบวนการเปิดตัวเทคโนโลยี 5G LAN เชิงพาณิชย์ Unigroup Zhangrui ได้เปิดตัวแพลตฟอร์มชิปเบสแบนด์ 5G R16 Ready รายแรกของอุตสาหกรรม — V516
Quectel ซึ่งเป็นผู้ผลิตโมดูลชั้นนำในประเทศจีน ประสบความสำเร็จในการพัฒนาโมดูล 5G หลายตัวที่รองรับเทคโนโลยี 5G LAN บนแพลตฟอร์มนี้ และได้นำออกจำหน่ายเชิงพาณิชย์แล้ว ได้แก่ RG500U, RG200U, RM500U และโมดูลแพ็คเกจ LGA, M.2, Mini PCIe อื่นๆ
เวลาโพสต์: 6 ธ.ค. 2565