今天這篇文章，我們來聊聊5G LAN。
大家如果對通信技術稍有了解的話，就會發現，5G LAN其實是一個很有意思的概念。
對於5G，大家應該都很熟悉，它是4G 的演進，也是目前我們最新的移動通信技術。
而對於LAN，大家應該更熟悉。它的全稱是local area network，也就是區域網。我們家裡的網路，還有在公司辦公室的網路，基本都是LAN。帶有無線Wi-Fi的，就是Wireless LAN（WLAN）。
那麼，我為什麼會說5G LAN很有意思呢？
因為，5G是一個廣覆蓋的蜂窩通信網路，而LAN是一個小範圍的區域數據通信網路。兩種技術，看上去並無關係。
換句話說，5G和LAN這兩個詞，分開大家都認識。但合在一起後，就讓人有點懵逼。不是嗎？
█ 5G LAN，到底是個啥東東？
其實，5G LAN，簡單來說，就是利用5G技術，將終端進行「分組」、「建群」，組成一個LAN網路。
大家都有5G手機。在使用5G手機的時候，你們有沒有發現，即便你和朋友離得再近（哪怕面對面），你的手機都是無法搜索到對方的。你之所以可以對方進行通信，是因為數據流到了運營商或者互聯網服務商的伺服器，繞了一圈。
對於基站來說，所有的手機終端之間，都是「隔離」的。這是基於安全的考慮，手機各自使用各自的信道，互不干擾。
而LAN呢，是將區域內的終端（手機、電腦等）連接在一起，變成「群組」。這既方便了相互之間的數據傳輸，也節省了外網出口。
在LAN中，終端相互之間通過MAC地址可以選址，就找到對方（層二通信）。出入外網的話，架設一個路由器，通過IP選址，也可以實現路由出入（層三通信）。
我們都知道，「4G改變生活，5G改變社會」。作為目前最主流的移動通信技術，5G肩負了「萬物互聯，助力百行千業數字化轉型」的使命，需要幫助垂直行業的用戶打通連接。
那麼，5G就不能只打通每個終端到雲的連接，還要實現終端與終端之間的「就近連接」。
所以，在3GPP R16標準中，就推出了5G LAN這個新特性功能。
█ 5G LAN的原理與特點
在5G網路里，管理者可以修改用戶資料庫（UDM網元）中的數據，對指定的終端（UE）號碼進行業務簽約，從而把它們分入相同或不同的VN Group（Virtual Network Group，虛擬網路群組）。
用戶資料庫會向5G核心網（5GC）的管理網元（SMF、AMF、PCF等）提供終端號碼的VN群組信息，以及訪問策略。管理網元基於這些信息和策略規則，將它們組成了不同的LAN。這就是5G LAN。
5G LAN網路架構示意圖
5G LAN支持層二通信（相同網段，互相直接訪問），也支持層三通信（跨網段，藉助路由）。5G LAN支持單播，也支持組播和廣播。簡單來說，就是相互訪問方式非常靈活，組網也非常簡單。
從範圍來看，5G LAN既支持同一個UPF（5G核心網的媒體面網元）下的相互通信，也支持不同UPF下的相互通信。這等於打破了終端之間的物理距離限制（甚至北京和上海都能通信）。
特別重要的一點，5G LAN建立的網路，可以與用戶現有的數據網路進行連接，從而實現即插即用、相互訪問。
█ 5G LAN的應用場景和優勢
5G LAN實現了指定5G終端之間的分組和連接，大大方便了企業構建更具移動性的LAN網路。很多讀者肯定會問，現有的Wi-Fi技術，不是已經可以實現移動性了嗎？為什麼還需要5G LAN？
別急，讓我們繼續往下看。
5G LAN實現的本地組網，可以幫助企業、學校、政府、家庭等用戶更好地進行區域範圍內的終端互聯互通。它可以用於辦公網路，但是，它更大的價值，在於對園區生產環境的改造，對工業製造、港口碼頭、能源礦山等生產型企業基層網路的改造。
我們現在都在推動工業互聯網，認為5G能夠賦能行業場景的數字化，就是因為5G擁有大帶寬、低時延等特點，是出色的無線通信技術，可以實現工業場景各個生產要素的無線連接。
以工業製造為例。以前，為了更好地進行自動化，實現設備控制，採用的是「工業匯流排」技術。這種技術有很多類型，可謂「五花八門」。
後來，隨著乙太網和IP技術的出現，工業界形成了共識，一起向乙太網演進，就有了「工業乙太網」。現在，不管誰家的工業互聯協議，基本都是基於乙太網的。
再後來，工業企業發現，有線連接對移動性有太多的限制——設備後面總要留一個「辮子」，妨礙了自由移動。
而且，有線連接部署方式比較麻煩，工期長，成本高。一旦設備或線纜出現問題，更換也很耽誤事。所以，工業界開始考慮，引入無線通信技術。
於是，Wi-Fi、藍牙等技術，就進入了工業領域。
那麼，回到前面的問題，既然有Wi-Fi，為什麼要5G LAN？
原因如下：
一、Wi-Fi網路（尤其是Wi-Fi 4、Wi-Fi 5）的性能不如5G。
傳輸速率、時延等方面，5G能更好地滿足工業機器人（機械臂控制）、智能質檢（高速圖像識別）、AGV（無人物流小車）等場景的需求。
覆蓋範圍方面，5G的覆蓋範圍比Wi-Fi更大，可以更好地覆蓋園區。5G的小區間切換能力，也比Wi-Fi更強，可以給用戶帶來更好的網路體驗。
二、Wi-Fi網路維護成本高。
企業建設園區Wi-Fi網路，需要自己布線，自己買設備。設備有折舊、有損壞、有更新換代，還要專人維護。海量的Wi-Fi設備，配置也很麻煩。
5G不一樣。它是由運營商負責建設和維護的，企業屬於租用（Wi-Fi對比5G，有點像自建機房對比雲計算）。
綜合來看，5G會更加划算。
三、5G LAN的功能更加強大。
前面提到5G LAN的VN分組。分組除了隔離通信之外，更重要的一個作用，是實現不同網路的QoS（服務等級）差異化。
舉例來說，企業內部有辦公網路、IT系統網路、OT網路等。
OT就是Operational Technology，運營技術（操作技術）。其實就是連接工業環境和設備的網路，例如車床、機械臂、感測器、儀器儀錶、AGV、監控系統、MES、PLC等。
不同的網路，對性能要求不一樣，有的需要時延低，有的需要帶寬大，有的則沒有那麼多要求。
5G LAN在分組的基礎上，可以針對不同的VN分組，定義不同的網路性能。有的企業，將其稱為「微切片」。
四、5G LAN容易管理，且安全性更強。
前面我們提到可以在運營商的5G UDM網元中修改用戶簽約數據，對用戶進行VN分組。那麼，難道我們每次需要變更一個終端的分組信息（加入、刪除、更改），都要找運營商客服嗎？
當然不用。
運營商5G網路可以通過開發介面的方式，將修改許可權開放給企業網路管理者，實現自助修改。
當然，企業還可以根據自己的需要，設置自己的專網策略。
在建立數據連接時，企業還可以設置授權和認證機制，對VN分組進行嚴格管理。這個安全性，比Wi-Fi強大了很多，也方便了很多。
█ 5G LAN的案例分析
接下來，我們通過一個具體的組網案例，來看看5G LAN到底有什麼好處。
首先，一家製造型企業，有自己的車間、生產線（或車床），需要通過網路，將PLC和PLC控制端連接起來。
每條流水線有很多的設備，也是獨立的。將流水線的每個設備都安裝5G模組，這是比較理想的狀態。但是，現階段費用好像會有點貴。
那麼，我們引入5G工業網關，或者5G CPE，可以提升性價比。適合用有線的，連接有線埠（乙太網口、或PLC埠）。適合用無線的，連接5G或Wi-Fi。
如果5G不支持5G LAN（R16之前），實現PLC和PLC控制器之間的連接，也是可以的。但是，整個5G網路是依靠IP定址的三層協議，終端地址也是IP地址，不支持二層數據轉發。為了實現端到端通信，就必須在兩邊各加一個AR（Access Router，接入路由器），建立一個隧道，把工業二層協議封裝在隧道里，帶到對端。
這種方式，不僅增加複雜度，也增加了成本（AR路由器購買成本、AR路由器配置的人力和時間成本）。試想一下，如果車間有幾千條流水線，那麼這個成本將會非常驚人。
引入5G LAN之後，5G網路支持直接傳輸二層協議，就不再需要AR路由器了。同時，5G網路可以為沒有IP地址的終端提供路由，UPF可以識別終端的MAC地址，整個網路變成了極簡的單層網路，相互之間進行層二通信。
5G LAN的即插即用能力，可以完美地將自己與客戶現有網路進行融合，減少了對客戶現有網路的影響，不需要費勁改造升級，可以節約大量成本。
從宏觀上來看，5G LAN是5G與乙太網技術的協作。將來，基於乙太網技術發展的TSN（時間敏感網路）技術，也離不開5G LAN的助力。
值得一提的是，5G LAN除了有利於建設園區內部網路之外，還可以作為企業傳統專線網路的補充，連接異地的分支機構。
█ 5G LAN的模組
正如大家所見，5G LAN是5G在垂直行業落地的一個重要創新技術。它可以建設更強大的5G專網通信，幫助客戶加速數字化轉型升級。
想要更好地部署5G LAN，除了網路側升級之外，還需要5G模組的支持。
在5G LAN技術商用落地的進程中，紫光展銳推出的業界首款5G R16 Ready基帶晶元平台——V516。
基於這個平台，國內領先的模組廠商——移遠通信（Quectel），已成功開發出多款支持5G LAN技術的5G模組，且已實現商用，包括RG500U、RG200U、RM500U等LGA、M.2、Mini PCIe封裝模組。
這些模組具有高可靠性特點，可實現ms級的空口時延和精度達1us的5G網路授時，可以更好地滿足工業製造高精度機器協作、倉儲物流多車協同、智能電網差動保護等工業互聯網行業應用需求。
在浙江寧波，某知名企業採用移遠通信5G LAN模組，建立了5G全連接工廠，完成了全國首個5G LAN商用試點。
作為一家汽車鋁合金精密壓鑄件製造企業，該企業聚焦汽車零部件製造領域，是典型的離散製造型企業。
它下面的6家工廠，分散在寧波市某工業園的不同位置。5G LAN技術，幫助這些工廠實現了更靈活的連接，使工廠產線調整效率提升了70%（7天→2天），MES組網交付效率翻了一倍（6個月→3個月），年均可節約隧道配置維護工作約750人天。
某知名企業廠區內安裝的5G設備
在這裡，「5G+工業互聯網」真正實現了「柔性生產」的賦能。
在某汽車品牌、某大學智慧樓宇、某工業企業柔性工廠等項目，5G LAN也都實現了成功落地。未來，5G LAN會更多地出現在我們的視野中，賦能國內數十萬個園區的數字化改造。
█ 結語
工業互聯網是第四次工業革命的基石，像5G LAN這樣的5G專網技術創新，對工業領域全面走向數字化、網路化、智能化，具有重要的意義。
隨著5G R17版本的凍結，我們逐漸迎來了5G-Advanced時代。新的精彩還在繼續，新的技術創新，也在不斷出現。
日積月累的創新，終究會引領人類走向「萬物智聯」。讓我們拭目以待！
