5G LAN商用爆发前夜，工业互联网等领域迎行业利器

提到LAN（局域网），很多人的思绪可能会被一下子拉回到办公室的工位上，与同事之间资源共享、软件共享、高效沟通。实际上，自上世纪70年代发展至今，LAN的应用场景已经非常广泛，楼宇、工厂、医院、仓储等诸多场景都能够看到LAN的身影，更是互联网发展过程中一个重要且活跃的分支。 进入5G时代，在“4G改变生活，5G改变社会”的推动下，5G LAN 不仅拥有原本蜂窝网络LAN资源共享、快速布网、安全防护等优势，更进一步增加了二层通信、广播/多播等新的应用功能，提升了LAN在工业互联网和智能楼宇等场景下的渗透率。 综合而言，5G LAN是5G R16定义的关键特性之一，5G LAN具有二层转发能力，组建灵活、直接互通等优势，且在空间拓展性、移动性、安全性等方面表现优异，是工业互联网等领域创新发展的重要工具。在IMT-2020(5G)推进组的指导下，目前产业界已经完成了5G LAN功能技术试验，其中紫光展锐5G芯片对5G LAN技术支持的完备性和良好的互操作性也得到了充分验证。更为重要的是，基于紫光展锐5G芯片的行业利器——移远通信5G LAN模组已经准备就绪，未来安装5G将和设置Wi-Fi LAN一样简单，这也为产业进入爆发前夜奠定了相应的技术基础。

5G LAN的技术优势

    如上所述，在IMT-2020(5G)推进组指导的行业测试中，5G LAN相较于传统基于蜂窝网络构建的LAN展现出了几个突出的技术优势。 首先，5G LAN具备了二层互通信能力，使得企业专网和5G承载网不再是分离割裂的，整个网络架构都是单层式的。UPF（用户面功能）是5G核心网系统架构的重要组成部分，其主要负责用户平面数据包的路由和转发相关功能。在5G LAN网络架构中，UPF能够自学PLC的MAC地址列表，作为虚拟交换机完成二层互通信。通过下面两张图能够看到，因为5G LAN解决了组网拓扑重构、配置重构、应用重构等问题，使得支持二层通信的工业互联网架构大大简化，显著降低了组网成本。

基于传统AR方案实现二层通信，图源：中国联通研究院

基于5G LAN的工业互联网二层通信，图源：中国联通研究院 其次，5G LAN突破了传统点对点的通信模式，支持广播和多播。在传统工业互联网场景下，终端节点通信如果需要跨越UPF，那么就需要增加路由器。如果要实现系统内设备的互联互通，网络拓扑结构随之复杂化，这对设备搭建和维护提出了非常大的挑战。而在基于5G LAN的工业互联网应用中，跨UPF应用只需要通过动态构建N19接口就可以实现，灵活方便且结构简单，可以充分支持垂直行业应用场景对局域网的需求。 第三，5G LAN支持VN组管理，可实现VN组隔离和动态签约。3GPP为5G LAN定义了两种VN分组方式，分别是运营商直接分组以及企业自主分组。无论是何种分组方式，都具有5G VN组标识、5G VN组成员信息等特征，可以在组内进行5G LAN通信。 除了上述最明显的三点改变，5G LAN同样继承了传统基于蜂窝网络打造的LAN的性能优势，包括资源共享、数据共享、网络共享等。尤其需要特别指出的是，5G LAN相较于WLAN（基于Wi-Fi实现的LAN）而言，具有更好的安全性能，包括内置强大的安全性、计算机识别等。



通过上述领先的系统性能，5G LAN提升了工业互联网、智慧楼宇等典型应用场景的通信效率，降低了系统架构的复杂性，并大幅降低了系统构建和维护的成本。

5G LAN的应用优势

随着产业生态的完备，5G LAN无疑拥有着光明的应用前景，具体可以分为三大类——企业移动专线、工业互联网以及WLAN替代。 对于中大型企业而言，远距离、跨地域专线通信在办公场景中非常普遍。针对此种困境，传统的解决方案是采用固网专线，但高价格、维护和变动流程复杂等因素在某种程度上限制了企业的发展。而5G LAN凭借着兼具高速率、大带宽和低延迟的优势，且同时支持较大范围内的终端移动，成为了代替传统固网专线的重要选择项。 在工业互联网场景中，5G LAN的优势会体现的更加明显。通过下图能够看到，传统工业互联网不仅不支持二层通信，而且柔性特征非常差。在业务调整过程中会面临配置修改量大，需终端厂商开发适配，以及终端、应用、企业多方协同等问题，导致企业轻易不敢进行业务调整。

传统工业互联网（未使用5G LAN） 现在，工业互联网架构在引入5G LAN之后，实现了IT（信息技术）和OT（操作技术）的深度融合，通过即插即用、跨域组网等方案优势，赋能工业场景柔性生产。对于工业用户而言，5G LAN带来的两大方面体验提升：其一是不必再为了网络性能而被迫使用有线网络，解除了场景的限制，终端灵活性大大提高；其二是5G LAN可以实现原生二层通信，对于交换机等设备的需求大大降低，显著降低了采购成本。



基于5G LAN构建的工业互联网 在WLAN替代性场景中，传统方案在进行园区覆盖时，一般只能关注到办公室、走廊等重要节点，对于园区内的移动办公，内网则无法进行很好地支持。引入5G LAN之后，园区可以得到更大范围的覆盖，实现了从办公室或者办公楼到广泛园区的连接拓展，这样的场景已经覆盖了智慧楼宇、智慧物流、智慧港口等多个行业领域。

5G LAN模组的优势

古人云：工欲善其事，必先利其器。对于5G LAN应用而言同样如此。 在5G LAN落地过程中，紫光展锐V516芯片发挥着重要的作用。移远通信在基于紫光展锐首款支持5G R16的芯片组，也是业界首个支持5G R16 Ready的平台，已开发了多款5G R16模组，包括RG500U、RG200U、RM500U等LGA、M.2、Mini PCIe封装模组，并都已成功实现商用。 移远通信上述5G模组在V516多项5G R16关键技术的加持下，除了5G LAN外，还支持CAG、网络切片、uRLLC等特性，可靠性达99.99%，并支持毫秒级空口时延以及精度达1us的5G网络高精度授时，能够适配包括工业互联网在内的广泛5G LAN商用场景，为5G LAN在工业生产和智能制造等领域的落地应用按下了加速键。



在产品性能方面，支持5G LAN的移远通信模组在完美继承V516芯片组的领先性能之外，并且在R16 2B特性上做了增强，适配更广泛的2B场景，更便捷地应用于5G行业。此外，这些模组还支持QuecOpen CPU开发，以及Wi-Fi 6方案、WebUI方案、语音方案、FOTA方案、SLA方案、功耗控制方案等创新方案。通过丰富的API接口以及 Pin2Pin兼容特性，提升客户方案的开发速度。 目前，5G LAN应用已经在国内实现示范性落地。比如在重庆某汽车项目中，5G LAN深度融入汽车生产内网，为冲压车间和焊接车间的工业相机场景“剪辫子”。通过引入5G LAN技术，该项目在建网成本、改造难度、端到端时延和联网维护等方面得到显著增强，让产线上的设备真正摆脱线缆束缚，更加灵活，极大地提升了产线的柔性生产能力。 根据《5G行业专项调研及投资前景调查研究分析报告》，5G真正的应用场景80%在于工业互联网领域，未来5G专网市场空间潜力巨大。因此，随着支持5G LAN的移远通信模组量产并商用落地，5G专网将陆续进入政企客户的高价值应用区间，带动更多产业畅通互联。