أسباب ظهور شبكات الجيل الخامس 5G

الهدف من (5G) هو أن تكون أكثر من مجرد تقنية أخرى للوصول إلى الهاتف المحمول مع معدلات بيانات أعلى وزمن انتقال أقل وتوافر أعلى وأمان أفضل وكفاءة طاقة أعلى من (4G (LTE))، وتهدف (5G) إلى أن تصبح الحل الوحيد الذي يجمع بين التقنيات المختلفة كتقنيات الوصول إلى الأجهزة المحمولة المختلفة، والاتصالات من جهاز إلى جهاز وحتى الاتصالات خلال الأقمار الصناعية وأنّ تكون منفتحة على الامتدادات المستقبلية.

ما هي شبكات الجيل الخامس 5G

تعمل سرعات الاتصال الأسرع وزمن الانتقال المنخفض للغاية والنطاق الترددي الأكبر على تقدم المجتمعات وتحويل الصناعات وتحسين التجارب اليومية بشكل كبير، حيث عملت الخدمات التي تم اعتبارها مستقبلية مثل الصحة الإلكترونية والمركبات المتصلة وأنظمة المرور والألعاب السحابية المتنقلة المتقدمة، باستخدام تقنية (5G) يمكن المساعدة في خلق مستقبل أكثر ذكاءً وأمانًا واستدامة.

يمكن تحسين شبكات الجيل التالي مثل: شبكات (5G) الأساسية والكيانات المتصلة بهذه الشبكات للسماح بعمليات البث المتعدد والبث عبر كل من مستوى التحكم ومستوى المستخدم، كما يمكن إجراء تحسينات مماثلة على نواة الحزمة المتطورة لدعم البث والبث المتعدد للبيانات عبر مستوي التحكم.

ملاحظة:“LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

أساسيات الخدمات التي تقدمها شبكات 5G

يتمثل أحد الشواغل الرئيسية في تكامل ما يسمى بالقطاعات كونها شركات تقدم أجزاء بيانات أو خدمات على طول السلسلة لتطبيقات الشبكة المتكاملة، ولذلك يركز تطوير (5G) على حالات الاستخدام والدعم الأمثل لها من خلال التكنولوجيا التي سيتم نشرها، وتثير حالات الاستخدام هذه مطالب مختلفة للغاية والتي يصعب تحقيقها بواسطة تقنية واحدة.

كما أنّ زمن انتقال (5G) مضمون أقل من (1 مللي ثانية) ومعدلات بيانات تصل إلى (10 جيجابت / ثانية) و(500 كم) وعمر بطارية (10 سنوات) وتوافر مضمون وأحدث مستويات الأمان، لذلك تحتاج (5G) إلى دمج تقطيع الشبكة ممّا يعني أن التطبيق يدرك توفير الموارد.

وكما تعتمد الشبكات (SDN) والمحاكاة (NFV) مفاهيم أساسية مركزية لشبكات الجيل الخامس، حيث من الممكن أن تكون أكثر مركزية من التقنيات الراديوية الجديدة القادمة، ويقدم الجمع بين تقنية (5G) وحلول الحوسبة السحابية قفزة هائلة، من حيث اشتقاق القيمة من البيانات في الوقت الحقيقي في كل مكان والتوزيع وقدرات الحوسبة والتخزين المتنوعة، وإدراكًا للإمكانات التحويلية للاتصالات الرقمية.

ملاحظة:“SDN” هي اختصار لـ “Software-Defined Networking”.

ملاحظة: “NFV” هي اختصار لـ “Network functions virtualization”.

ما هي العمليات الخاصة بخدمات شبكات الجيل الخامس

لم يتم توفير تعريفات للعمليات القائمة على الخدمة والإخطارات الخاصة بإدارة الأداء (PM) لشبكات الجيل الخامس (5G) وتقسيم الشبكات، حيث يجب تقديم تعريفات للعمليات أو الإخطارات كجزء من نوع مكون خدمة الإدارة بناءً على (3GPP) لـ (PM) لشبكات (5G) وتقسيم الشبكة، كما يجب أيضاً تقديم تعريفات لإجراءات قياس خدمات الإدارة المتعلقة بالتحكم في المهام لشبكات الجيل الخامس وتقطيع الشبكات.

بالنسبة لشبكات الجيل الخامس (5G) وتقسيم الشبكات تتطور إدارة الشبكة نحو بنية قائمة على الخدمة كما يتم تعريف المفاهيم العامة لخدمة الإدارة في المواصفات الفنية (TS) لـ (3GPP) على تقديم خدمة الإدارة قدرات إدارية، كما يتم الوصول إلى إمكانات الإدارة هذه من قبل مستهلكي خدمة الإدارة عبر واجهة خدمة موحدة تتكون من مكونات خدمة إدارة محددة بشكل فردي.

هناك العديد من العناصر الأساسية للواجهة القائمة على خدمة وظيفة الإدارة ونوع مكون خدمة الإدارة وهي معلومات الإدارة التي يمثلها نموذج المعلومات للكيانات المدارة، كما تتبع التفاعلات بين منتج الخدمة الإدارية ومستهلك خدمة الإدارة، ويطلب منتج خدمة الإدارة من قبل مستهلك خدمة الإدارة لاستدعاء عملية والتي إمّا تؤدي إجراءً ما أو توفر معلومات أو كليهما، وكما يوفر منتج خدمة الإدارة استجابة بناءً على طلب مستهلك خدمة الإدارة.

ملاحظة:“3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.

خدمات البث المتعدد والبث في شبكات 5G

قد يطلب كيان شبكة مثل معدات المستخدم (UE) أن تقدم الشبكة خدمات البث المتعدد والبث وعلى سبيل المثال عندما يتضمن الطلب تفضيلات الكيان مثل معلومات اختيار شريحة الشبكة، كما قد توفر الشبكة معلومات حول توفير هذه الخدمات، حيث قد تتضمن المعلومات وما إذا كان سيتم توفير الخدمة عبر اتصال مستوى المستخدم أو اتصال مستوى السيطرة، ومعلومات شريحة الشبكة والتوصيلات الإضافية التي سيتم تشكيلها، والتشفير المنفصل لمثل هذه الاتصالات وما شابه.

كما يمكن إنشاء مثل هذه الاتصالات ويمكن إدارة جلسات البث والبث المتعدد باستخدام وظائف شبكة البث المتعدد أو البث (MBNF)، حيث يجوز لـ (MBNF) كإدارة مجموعة من الكيانات والتحقق من امتيازات الوصول للكيانات للخدمات والتواصل مع نظام الإدارة وتزامن الشبكة (MANO) لحجز الموارد، وإرسال البيانات إلى الكيانات عبر اتصال مستوى تحكم مشترك.

قد يطلب كيان الشبكة مثل جهاز المستخدم (UE) أن تقدم الشبكة خدمات البث المتعدد والبث، حيث قد يتضمن هذا الطلب تفضيلات الكيانات مثل معلومات المساعدة في اختيار شريحة الشبكة (S-NSSAI)، وعناصر المعلومات التي تدعم بث (UE) والبث المتعدد عبر شبكة بيانات المنطقة المحلية (LADN)، والتخزين المؤقت للشبكة لبيانات البث أو البث المتعدد، وعلى سبيل المثال لدعم وضع سكون (UE) ومعلمات البث المتعدد والبث الدوري.

ملاحظة:“LADN” هي اختصار لـ “local area data network”.

ملاحظة:“S-NSSAI” هي اختصار لـ “Single – Network Slice Selection Assistance Information”.

ملاحظة:“MBNF” هي اختصار لـ “Multicast or broadcast network functions”.

ملاحظة: “MANO” هي اختصار لـ “Management and orchestration”.

إمكانيات خدمات البث المتعدد والبث في شبكات 5G

قد توفر الشبكة معلومات حول تقديم مثل هذه الخدمات، حيث قد تتضمن المعلومات ما إذا كانت الخدمة مقدمة عبر اتصال مستوى مستعمل أو اتصال مستوى تحكم، ومعلومات شريحة الشبكة ووصلات إضافية يتعين إجراؤها وتشفير منفصل لمثل هذه الاتصالات، ويمكن استخدام وظيفة شبكة البث المتعدد (MBNF) لإنشاء مثل هذه الاتصالات وإدارة جلسات البث والبث المتعدد.

إنّ (MBNF) تتضمن مجموعة من الكيانات الإدارية والتواصل مع كيان فيما يتعلق بإنشاء اتصال التحقق من امتيازات الوصول إلى الخدمة للكيان، والتواصل مع نظام إدارة وتنسيق الشبكة (MANO) لحجز الموارد (الاحتياطية) إرسال البيانات إلى الكيان عبر اتصال مستوى التحكم المشترك، وكذلك إدارة البث المتعدد والبث الدوري.

أثناء عملية التسجيل قد تشير (UE) إلى أنّها مهتمة بنوع واحد أو أكثر من عمليات بث التطبيقات وتريد تلقي بيانات التطبيق، والتي يتم تسليمها من خلال اتصالات المجموعة أو البث أو البث المتعدد عبر الشبكة الأساسية، حيث إذا كان هناك العديد من خوادم التطبيقات التي توفر نوع البيانات المطلوب فقد تختار الشبكة الأساسية واحدة لتجهيزات المستخدم.

ملاحظة: “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.

ملاحظة:“IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things”.

في النهاية، يتم تصميم شبكات (5G) لدعم وتقارب التقارب الثابت والمتنقل و(IoT) والاتصالات فائقة الموثوقية (M2M)، وكما يتم تقديم ضمان الخدمة بكفاءة وحماية شبكات (5G) وتقديم خدمات متميزة والقدرة على تسييلها باستخدام معايير مرنة.