الشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض BISDN

ظهر موضوع “B-ISDN” في أواخر الثمانينيات جنباً إلى جنب مع مفهوم وضع النقل غير المتزامن “ATM” حيث ترتبط تقنية “ATM” ارتباطاً وثيقاً بتبديل الحزمة عالي السرعة، وعن طريق مفاتيح متخصصة مطبقة في الأجهزة، ونظراً لسرعتها العالية وبنيتها الحزمة فقد اعتبرت تقنية “ATM” جذابة لتوحيد خدمات الصوت والبيانات والفيديو.

ما هي تقنية B-ISDN

تقنية “B-ISDN”: هي وضع النقل غير المتزامن “ATM”، والذي كان يهدف إلى نقل الصوت المتزامن وخدمات البيانات غير المتزامنة على نفس النقل.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous Transfer Mode”.

• “B-ISDN” هي اختصار لـ “Broadband Integrated Services Digital Network”.

أساسيات الشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض BISDN

تمت محاولة توحيد هذه الخدمات عبر البنية التحتية للهاتف في وقت سابق من خلال عرض معايير يُعرف باسم الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة “ISDN“، وبالتالي تم تسمية توحيد الخدمة الجديد هذا بالنطاق العريض “B-ISDN”، وعلى الرغم من أنّ “B-ISDN” يرتبط أحياناً ارتباطاً وثيقاً بتقنية “ATM” نظراً لأصوله، إلّا أنّ المصطلح يمثل بشكل مستقل رؤية التكامل عالي السرعة المستند إلى الحزمة لخدمات الصوت والبيانات والفيديو.

ومن المهم في هذه العملية توفير ضمانات لتلبية احتياجات جودة الخدمة “QoS” المختلفة من حيث التأخير والخسارة وما إلى ذلك والتي تتطلبها خدمات الصوت والبيانات والفيديو، والمهم في هذه الرؤية هو توحيد أو تكامل الخدمات والتكنولوجيا الأساسية ذات أهمية ثانوية، واعتباراً من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين يبدو أنّ التكنولوجيا المستخدمة في تحقيق هذه الرؤية قد تحولت من أصولها في تقنية “ATM”.

كما يتم التركيز على “B-ISDN” كرؤية لتكامل الخدمة، ومع ذلك تُعد بأنّها خدمة “ATM” وكذلك المسار الذي يبدو أنّ الصناعة تسلكه في تنفيذ هذه الرؤية، كما تم وصف معمارية الشبكة الرقمية ذات النطاق العريض للخدمات المتكاملة “BISDN” لمناطق الخدمة العامة المحلية، حيث إنّه مصمم لتزويد المستخدمين النهائيين بالوصول إلى عرض نطاق ترددي يصل إلى “155 ميجابت / ثانية”.

تدعم بروتوكولات “BISDN” الموصوفة التسليم المتزامن لخدمات الصوت والبيانات والصورة والفيديو لعملاء الأعمال والسكن، والهدف من معمارية النطاق العريض الموصوفة هو اقتراح تصميمات يمكن أن تتطور من القاعدة الحالية للمعدات ضيقة النطاق إلى “BISDN”، وهو يدعم استخدام الألياف في خدمات النطاق الضيق من أجل ضمان وجود بنية تحتية عريضة النطاق لتكون بمثابة منصة يمكن من خلالها تقديم خدمات النطاق العريض.

كما أنّها تستخدم وحدات اختيارية للنطاق العريض في أنظمة النطاق الضيق القائمة لتسهيل النمو التطوري لخدمات النطاق العريض، وتعترف ببروتوكول شبكة منطقة العاصمة “MAN” المحدد بواسطة “IEEE 802.6” باعتباره تنفيذاً مبكراً محتملاً لـ “BISDN”.

• “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.

• “MAN” هي اختصار لـ “metropolitan area network”.

• “QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.

تطور الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض

في الثمانينيات توقعت صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية أنّ تتبع الخدمات الرقمية إلى حد كبير نفس النمط الذي اتبعته الخدمات الصوتية على شبكة الهاتف العامة المحولة، وصنعت رؤية عظيمة لخدمات تبديل الدوائر من طرف إلى طرف والمعروفة باسم الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض”B-ISDN”، كما تم تصميم هذا في التسعينيات باعتباره امتداداً منطقياً لخدمة بيانات تبديل الدائرة من طرف إلى طرف “ISDN”.

لقد تجاوزت التكنولوجيا التجريبية للإنترنت رؤية “B-ISDN” وبقيت تقنية “ATM” كطبقة منخفضة المستوى في معظم تقنيات “DSL” وكنوع من أنواع الحمولة في بعض التقنيات اللاسلكية مثل “WiMAX“، كما ستوفر الشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض “B-ISDN” القدرة على دعم مجموعة واسعة من الخدمات باستخدام وضع النقل غير المتزامن “ATM” كتقنية نقل.

بينما توفر “ATM” المرونة لدمج عدد كبير من الخدمات اقتصادياً، فإنّ التحدي الذي يواجه مهندسي المرور عن بعد هو ضمان توفير درجة مقبولة من الخدمة لكل نوع من أنواع حركة المرور، كما أنّه مطلوب البحث في أداء الشبكة ونمذجة حركة المرور لتطوير استراتيجيات تشغيل الشبكة التي ستلبي هذه الأهداف.

وتظهر نماذج تحليل الأداء لـ “B-ISDN” لخلط حركة المرور الحساسة للخسارة مع حركة المرور الحساسة للتأخير في كل من بيئات “TDM” و”ATM”، كما يتم تحليل أداء هذه الاستراتيجيات بطرق مختلفة وبعد ذلك يتم النظر في مشكلة التعدد الإحصائي للبيانات التفاعلية والصور التفاعلية وحركة مرور الفيديو بمعدل بت متغير “VBR” في عقدة وصول “ATM”.

وفي هذه الحالة يتم دراسة تأثير معدل الارتباط إلى نسبة معدل المصدر وأيضاً تأثير ترميز الأولوية لفيديو “VBR” على أداء عقدة الوصول إلى “ATM”، وبعد ذلك يتم اقتراح إستراتيجية لتعدد إرسال نطاق من خدمات معدل البت الثابت مع مجموعة خدمات ذات معدل بتات متغير في عقدة وصول “ATM” ويتم تقييم معلمات الأداء لكلا نوعي الخدمة عن طريق التحليل وأيضًا عن طريق المحاكاة.

• “VBR” هي اختصار لـ “Variable bitrate”.

• “TDM” هي اختصار لـ “Time-division multiplexing”.

• “DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.

مجالات استخدام B-ISDN

تُعد نماذج المصدر الدقيقة مكوناً أساسياً لأي مشكلة في عقدة الوصول، حيث ستؤثر الحركة المتولدة من خدمات الفيديو بشكل كبير على الأداء العام ومتطلبات البيانات في “B-ISDN”، والمنطقة التالية التي تم تناولها في هذه الأطروحة هي نمذجة حركة مرور الفيديو، كما تتم مراجعة العديد من نماذج الفيديو في الأدبيات ويتم فحص بعض النماذج المستندة إلى مفهوم نماذج ماركوف المخفية لنمذجة حركة مرور الفيديو بمعدل بت متغير ويتم التحقيق في أداء الشبكة على أساس هذه النماذج.

وهناك مجال آخر وهو نمذجة الأداء لتلك الأجزاء من الشبكة التي تخضع لحركة مرور بمعدلات متغيرة بشكل دوري، كما تم تقديم تحليل احتمالية حسابية لقوائم الانتظار ذات معدلات وصول ثابتة دائرية أو معدلات خدمة ثابتة دائرية، حيث قد تنشأ أنماط الحركة هذه في مجموعة متنوعة من شبكات الاتصالات والحاسوب بما في ذلك “B-ISDN”.

نظراً لأنّ المعايير العالمية للشبكات العالمية والشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة عريضة النطاق “B-ISDN” يتم تطويرها وزيادة تفاصيلها ووضوحها، فإنّ الهدف مهيأ للتقدم نحو الشبكات العالمية الموحدة عالية السرعة، ومع عرض النطاق الترددي الهائل للإرسال المتاح من خلال استخدام تكنولوجيا الاتصالات الضوئية، من المهم بنفس القدر أن يتم تطوير تطبيقات جديدة لجعل هذا مفيداً ولتلبية الطلب والعرض لاحتياجات الاتصالات والتي تتطلب زيادة الحجم والتعقيد.

استجابة للنشر الوشيك لـ “B-ISDN” في المستقبل يتم تطوير محطة “B-ISDN” تجريبية بهدف توفير تكامل خدمات اتصالات الفيديو والصوت والبيانات في نهاية المطاف، وقد أصبح ذلك ممكناً مع اعتماد “CCITT” لأسلوب النقل غير المتزامن “ATM” كأساس لـ “B-ISDN”، والذي يوفر المرونة لاستيعاب مجموعة متنوعة من الخدمات بمعدلات بتات مختلفة، والعمل الذي تمت معالجته هو استمرار لمشروع محطة “B-ISDN”.

وهو موجه بشكل خاص لاستكمال تصميم جهاز تقسيم تيار خلية أجهزة “ATM” لفرز خلايا أجهزة الصراف الآلي، بحيث يمكن توجيه أنواع الخلايا المختلفة بشكل مناسب إلى مكانها ولتتم معالجتها تم إكمال واجهة جهاز تقسيم الأجهزة إلى ناقل النظام لمحطة عمل الكمبيوتر المستخدمة كمحطة تجريبية، كما تم إيلاء قدر كبير من الاهتمام لاستخدام تقنية “FPGA” وكان استخدام “FPGAs” سمة رئيسية للعمل على مقسم الأجهزة.

• “FPGAs” هي اختصار لـ “Field Programmable Gate Array”.

• “CCITT” هي اختصار لـ “Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy”.