5G LAN이란 무엇입니까?

작성자: Ulink 미디어

4G의 진화이자 우리의 최신 이동통신 기술인 5G에 대해서는 누구나 익숙할 것이다.

LAN의 경우 좀 더 익숙해져야 합니다. 전체 이름은 근거리 통신망 또는 LAN입니다. 우리의 홈 네트워크는 물론 회사의 네트워크도 기본적으로 LAN입니다. 무선 Wi-Fi를 사용하면 무선 LAN(WLAN)입니다.

그렇다면 제가 5G LAN이 흥미롭다고 말하는 이유는 무엇일까요?

5G는 광범위한 셀룰러 네트워크인 반면 LAN은 소규모 지역 데이터 네트워크입니다. 두 기술은 서로 관련이 없는 것 같습니다.

즉, 5G와 LAN은 모두가 따로 알고 있는 두 단어입니다. 하지만 함께하면 조금 혼란 스럽습니다. 그렇지 않나요?

5G LAN, 정확히 무엇인가요?

실제로 5G LAN은 쉽게 말하면 5G 기술을 이용해 단말을 '그룹화'하고 '구축'해 LAN 네트워크를 형성하는 것이다.

누구나 5G폰을 갖고 있다. 5G 휴대폰을 사용하실 때, 친구가 가까이에 있어도(대면도) 휴대폰이 친구를 검색할 수 없다는 사실을 아셨나요? 데이터가 이동통신사나 인터넷 서비스 제공업체의 서버로 계속 흐르기 때문에 서로 통신할 수 있습니다.

기지국의 경우 모든 이동 단말기는 서로 "격리"됩니다. 이는 보안 고려 사항을 기반으로 하며, 전화기는 자체 채널을 사용하고 서로 간섭하지 않습니다.

반면, LAN은 한 영역에 있는 단말기(휴대폰, 컴퓨터 등)를 함께 연결하여 "그룹"을 형성합니다. 이는 서로 간의 데이터 전송을 용이하게 할 뿐만 아니라 엑스트라넷 종료를 방지합니다.

LAN에서 터미널은 MAC 주소를 기반으로 서로를 찾을 수 있으며 서로를 찾을 수 있습니다(계층 2 통신). 외부 네트워크에 액세스하려면 IP 위치를 통해 라우터를 설정하고 라우팅 내부 및 외부(레이어 3 통신)를 달성할 수도 있습니다.

우리 모두 알고 있듯이 “4G는 우리의 삶을 바꿀 것이고, 5G는 우리 사회를 바꿀 것”입니다. 현재 가장 주류를 이루는 이동통신 기술인 5G는 수직 산업의 사용자 연결을 지원해야 하는 "모든 것의 인터넷과 수백 개 회선, 수천 개 산업의 디지털 변혁"이라는 사명을 짊어지고 있습니다.

따라서 5G는 모든 단말을 클라우드에 연결할 수 있을 뿐만 아니라 단말 간 '근접 연결'도 실현한다.

따라서 3GPP R16 표준에서는 5G LAN에 이 새로운 기능이 도입되었습니다.

5G LAN의 원리와 특성

5G 네트워크에서 관리자는 사용자 데이터베이스(UDM 네트워크 요소)의 데이터를 수정하고, 지정된 UE 번호로 서비스 계약을 체결한 후 이를 동일하거나 다른 가상 네트워크 그룹(VN)으로 나눌 수 있습니다.

사용자 데이터베이스는 5G 코어망(5GC)의 관리망 요소(SMF, AMF, PCF 등)에 단말번호 VN 그룹 정보 및 접속 정책을 제공한다. 관리 NE는 이러한 정보와 정책 규칙을 서로 다른 LAN으로 결합합니다. 5G LAN 입니다.

5G LAN은 레이어 2 통신(동일한 네트워크 세그먼트, 서로 직접 액세스)과 레이어 3 통신(라우팅을 통해 네트워크 세그먼트 간)을 지원합니다. 5G LAN은 유니캐스트는 물론 멀티캐스트와 브로드캐스트도 지원합니다. 즉, 상호 액세스 모드는 매우 유연하고 네트워킹이 매우 간단합니다.

범위 측면에서 5G LAN은 동일한 UPF(5G 코어 네트워크의 미디어 측 네트워크 요소)와 다른 UPF 간의 통신을 지원합니다. 이는 터미널 간의 물리적 거리 제한을 허무는 것과 같습니다(베이징과 상하이도 통신 가능).

특히 5G LAN 네트워크는 사용자의 기존 데이터 네트워크에 연결해 플러그 앤 플레이와 상호 접속이 가능하다.

5G LAN의 적용 시나리오 및 장점

5G LAN은 지정된 5G 단말 간의 그룹화 및 연결을 가능하게 하여 기업을 위한 보다 모바일적인 LAN 네트워크 구축을 크게 촉진합니다. 많은 독자들이 분명 묻고 싶습니다. 기존 Wi-Fi 기술로도 이미 이동성은 가능하지 않나요? 5G LAN이 필요한 이유는 무엇입니까?

걱정하지 마세요. 계속 진행하겠습니다.

5G LAN이 지원하는 로컬 네트워킹은 기업, 학교, 정부 및 가족이 지역의 단말기와 더 효과적으로 통신하는 데 도움이 될 수 있습니다. 사무실 네트워크에서도 사용할 수 있지만 단지의 생산 환경을 변화시키고 산업 제조, 항만 터미널, 에너지 광산 등 생산 기업의 기본 네트워크를 변화시키는 데 더 큰 가치가 있습니다.

우리는 지금 산업인터넷을 홍보하고 있습니다. 5G는 산업 현장에서 다양한 생산 요소의 무선 연결을 실현할 수 있는 넓은 대역폭과 낮은 지연 시간을 갖춘 우수한 무선 통신 기술이기 때문에 5G가 산업 현장의 디지털화를 가능하게 할 수 있다고 믿습니다.

산업 제조업을 예로 들어 보겠습니다. 이전에는 자동화를 개선하고 장비 제어를 달성하기 위해 "산업용 버스" 기술을 사용했습니다. 이 기술에는 "모든 곳에서" 기술할 수 있는 다양한 유형이 있습니다.

나중에 이더넷과 IP 기술의 출현으로 업계에서는 이더넷의 진화와 함께 "산업용 이더넷"이라는 공감대를 형성했습니다. 오늘날 누가 산업 상호 연결 프로토콜을 사용하든 기본적으로 이더넷 기반입니다.

나중에 산업체들은 유선 연결이 이동성을 너무 많이 제한한다는 사실을 발견했습니다. 장치 뒷면에는 항상 자유로운 움직임을 방해하는 "브레이드"가 있었습니다.

게다가 유선 연결 배치 방식은 더 번거롭고, 건설 기간도 길고, 비용도 높습니다. 장비나 케이블에 문제가 생기면 교체도 매우 느리다. 이에 업계에서는 무선통신 기술 도입을 고민하기 시작했다.

결과적으로 Wi-Fi, Bluetooth 및 기타 기술이 산업 분야에 진출했습니다.

그렇다면 이전 질문으로 돌아가서 Wi-Fi가 있는데 왜 5G LAN을 사용해야 할까요?

이유는 다음과 같습니다.

1. Wi-Fi 네트워크(특히 Wi-Fi 4 및 Wi-Fi 5)의 성능은 5G만큼 좋지 않습니다.

전송 속도 및 지연 측면에서 5G는 산업용 로봇(조종기 제어), 지능형 품질 검사(고속 이미지 인식), AGV(무인 물류 차량) 및 기타 시나리오의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있습니다.

커버리지 측면에서 5G는 Wi-Fi보다 커버리지 영역이 더 넓고 캠퍼스를 더 잘 커버할 수 있습니다. 5G의 셀 간 전환 능력은 Wi-Fi보다 강력해 사용자에게 더 나은 네트워크 경험을 선사할 것입니다.

2. Wi-Fi 네트워크 유지관리 비용이 높습니다.

공원에 Wi-Fi 네트워크를 구축하려면 기업이 자체 장비를 배선하고 구입해야 합니다. 장비는 감가 상각, 손상 및 교체되지만 전문 인력이 유지 관리하는 경우도 있습니다. 수많은 Wi-Fi 장치가 있고 구성이 번거롭습니다.

5G는 다르다. 이는 운영자가 구축하고 유지하며 기업이 임대합니다(Wi-Fi와 5G는 클라우드 컴퓨팅과 자신만의 방을 만드는 것과 비슷합니다).

종합하면, 5G는 더 비용 효율적일 것입니다.

3. 5G LAN은 더욱 강력한 기능을 제공합니다.

5G LAN의 VN 그룹화는 앞서 언급되었습니다. 통신 격리 외에도 그룹화의 더 중요한 기능은 서로 다른 네트워크의 QoS(서비스 수준) 차별화를 달성하는 것입니다.

예를 들어 기업에는 사무실 네트워크, IT 시스템 네트워크, OT 네트워크가 있습니다.

OT는 운영 기술을 의미합니다. 선반, 로봇팔, 센서, 계측기, AGV, 모니터링 시스템, MES, PLCS 등 산업 환경과 장비를 연결하는 네트워크입니다.

네트워크마다 성능 요구 사항이 다릅니다. 일부는 짧은 대기 시간이 필요하고, 일부는 높은 대역폭이 필요하며, 일부는 더 적은 요구 사항이 필요합니다.

5G LAN은 다양한 VN 그룹을 기반으로 다양한 네트워크 성능을 정의할 수 있습니다. 일부 기업에서는 이를 "마이크로 슬라이스"라고 합니다.

4. 5G LAN은 관리하기 쉽고 안전합니다.

위에서 언급했듯이 사용자 서명 데이터는 통신사의 5G UDM Nes에서 수정되어 사용자를 VN 그룹으로 그룹화할 수 있습니다. 그러면 단말기의 그룹정보를 변경(가입, 삭제, 변경)할 때마다 통신사 고객센터를 방문해야 하나요?

물론 그렇지 않습니다.

5G 네트워크에서 운영자는 인터페이스 개발을 통해 기업 네트워크 관리자에게 수정 권한을 공개하여 셀프 서비스 수정을 가능하게 합니다.

물론 기업은 필요에 따라 자체 사설 네트워크 정책을 설정할 수도 있습니다.

데이터 연결을 설정할 때 기업은 인증 및 인증 메커니즘을 설정하여 VN 그룹을 엄격하게 관리할 수 있습니다. 이 보안은 Wi-Fi보다 훨씬 강력하고 편리합니다.

5G LAN 사례 연구

구체적인 네트워킹 사례를 통해 5G LAN의 이점을 살펴보겠습니다.

우선, 제조 기업에는 자체 작업장, 생산 라인(또는 선반)이 있으므로 네트워크를 통해 PLC와 PLC 제어 엔드를 연결해야 합니다.

각 조립 라인에는 독립적인 많은 장비가 있습니다. 조립 라인의 모든 장치에 5G 모듈을 설치하는 것이 이상적입니다. 하지만 현 단계에서는 약간 비용이 많이 들 것으로 보입니다.

그런 다음 5G 산업용 게이트웨이, 즉 5G CPE를 도입하면 비용 대비 성능을 향상할 수 있습니다. 유선에 적합하며 유선 포트(이더넷 포트 또는 PLC 포트)에 연결됩니다. 5G 또는 Wi-Fi에 연결된 무선에 적합합니다.

5G가 5G LAN(R16 이전)을 지원하지 않는 경우 PLC와 PLC 컨트롤러 간의 연결을 구현하는 것도 가능합니다. 그러나 전체 5G 네트워크는 IP 주소 지정에 의존하는 레이어 3 프로토콜이며, 단말 주소도 레이어 2 데이터 전달을 지원하지 않는 IP 주소입니다. 엔드 투 엔드 통신을 실현하려면 AR(액세스 라우터)을 양쪽에 추가하여 터널을 설정하고 산업용 Layer 2 프로토콜을 터널에 캡슐화하여 피어 엔드로 가져와야 합니다.

이 방법은 복잡성을 증가시킬 뿐만 아니라 비용(AR 라우터 구입 비용, AR 라우터 구성 인력 및 시간 비용)도 증가합니다. 수천 줄의 작업장을 생각한다면 그 비용은 엄청날 것입니다.

5G LAN 도입 이후 5G 네트워크는 레이어 2 프로토콜의 직접 전송을 지원하므로 더 이상 AR 라우터가 필요하지 않습니다. 동시에 5G 네트워크는 IP 주소가 없는 단말에 경로를 제공할 수 있고, UPF는 단말의 MAC 주소를 인식할 수 있습니다. 전체 네트워크는 레이어 2에서 서로 통신할 수 있는 최소한의 단일 레이어 네트워크가 됩니다.

5G LAN의 플러그 앤 플레이 기능은 고객의 기존 네트워크와 완벽하게 통합되어 고객의 기존 네트워크에 미치는 영향을 줄이고, 격렬한 혁신 및 업그레이드 없이도 많은 비용을 절감할 수 있습니다.

거시적 관점에서 볼 때 5G LAN은 5G와 이더넷 기술의 협업입니다. 앞으로 이더넷 기술을 기반으로 한 TSN(Time Sensitive Network) 기술의 발전도 5G LAN의 도움을 빼놓을 수 없다.

5G LAN은 단지 내부 네트워크 구축에 도움이 될 뿐만 아니라 기업의 전통적인 전용선 네트워크를 보완하여 여러 장소의 지점을 연결할 수도 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다.

5G LAN용 모듈

보시다시피 5G LAN은 수직 산업에서 5G를 위한 중요한 혁신 기술입니다. 더욱 강력한 5G 사설 네트워크 통신을 구축하여 고객이 디지털 혁신과 업그레이드를 가속화할 수 있도록 지원합니다.

5G LAN을 더 효과적으로 구축하려면 네트워크 측면 업그레이드 외에도 5G 모듈 지원도 필요합니다.

5G LAN 기술 상용화 과정에서 Unigroup Zhangrui는 업계 최초의 5G R16 Ready 베이스밴드 칩 플랫폼인 V516을 출시했습니다.

이 플랫폼을 기반으로 중국 최고의 모듈 제조업체 Quectel은 5G LAN 기술을 지원하는 다수의 5G 모듈을 성공적으로 개발했으며 RG500U, RG200U, RM500U 및 기타 LGA, M.2, Mini PCIe 패키지 모듈을 포함하여 상용화되었습니다. .