اقرأ في هذا المقال
تم تصميم شبكات الهاتف المتنقل الحالية من (2G) إلى أنظمة (LTE) الحديثة ونشرها بعقلية تتمحور حول الاتصال، وعلاوةً على ذلك يتم تصميمها تقليديًا وتوفيرها بشكل زائد من حيث السعة من أجل التعامل مع حركة المرور في ساعات الذروة، ويتم تقييد مشغلي الهاتف المحمول بسبب عدم مرونة معدات شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) الخاصة بهم، ويمثل هذا الأخير قيدًا على كل من قدرات الاتصال والحساب نظرًا لعدم وجود إمكانية إعادة التكوين ومع تأثير سلبي على التكلفة.
أساسيات المرونة في شبكات 5G
كلما زاد عدد الأشخاص الذين تمكنوا من تحقيق ذلك أثناء التنقل أصبح المجتمع أكثر اعتمادًا على شبكات النطاق العريض المتنقلة، ومع تحسين التطبيقات مثل: المركبات ذاتية التحكم والآلات التي يتم تشغيلها عن بُعد وأصبحت أكثر ابتكارًا وانتشارًا، فإنّ مستوى الأداء الذي تحتاجه شبكات الجيل الخامس (5G) سيرتفع حتمًا.
يؤثر التقدم في التكنولوجيا والتحول في السلوك البشري على كيفية تشكيل شبكات الجيل الخامس، ومع الجيل الثالث أصبحت الأمور أسرع، وتجاوزت أحجام البيانات الصوت وتم تحسين خدمات جديدة، وبدأ الناس في استخدام النطاق العريض للأجهزة المحمولة، ومع (4G) ارتفع النطاق العريض للأجهزة المحمولة وتوفر شبكات اليوم دعمًا متقدمًا للبيانات.
تهدف (5G) إلى توفير وصول غير محدود إلى المعلومات والقدرة على مشاركة البيانات في أي مكان وفي أي وقت من قبل أي شخص وأي شيء، لذلك بينما نتعمق أكثر في المجتمع الشبكي فإنّ الاتصالات التي تربط الأشياء والأشخاص ستصبح لاسلكية بشكل حصري تقريبًا.
ستستمر خدمات مثل: النطاق العريض للأجهزة المحمولة وتوزيع الوسائط في التحسين بما يتماشى مع الاعتماد العالمي المتزايد على الاتصال، حيث ستشهد الشبكات زيادات هائلة في حركة المرور وستحتاج إلى خدمة عدد متزايد باستمرار من الأجهزة المتصلة، وسواء كانت (MTC (IoT)) الضخمة أو (MTC) ذات المهام الحرجة ويحدد الأخير متطلبات صارمة لخصائص الأداء مثل الموثوقية والكمون.
ملاحظة:“LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution” و”IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things”.
ملاحظة:“MTC” هي اختصار لـ “Machine-Type Communications” و”RAN” هي اختصار لـ “radio access networks”.
خصائص استخدام المرونة في شبكات 5G
تؤدي التحولات الرقمية والمتحركة التي تجتاح الصناعات في جميع أنحاء العالم حاليًا إلى ظهور تطبيقات مبتكرة عبر القطاعات تتطلب موارد الشبكة، وبالتالي لن تحتاج شبكات (5G) فقط إلى تلبية مجموعة واسعة من المتطلبات المستمدة من طلب المستخدم وتطوير الأجهزة، كما سيحتاجون أيضًا إلى دعم الخدمات المتقدمة بما في ذلك تلك التي لم يتم تطويرها بعد.
تتحول الابتكارات اللامحدودة في تطوير التطبيقات وتحسين الأجهزة وتقنية الشبكة من نموذج يتم توجيهه بواسطة المشغل إلى نموذج يحركه المستخدم، والمرونة وقابلية التوسع التشغيلي هي عوامل التمكين الرئيسية للابتكار السريع ووقت قصير للتسويق لنشر الخدمات، والتكيف السريع مع المتطلبات المتغيرة للصناعة الحديثة.
شهدت السنوات القليلة الماضية انفجارًا في الطلب على حركة المرور يهيمن عليه محتوى الفيديو وتحولًا نموذجيًا من حيث استخدام الخدمة، حيث أعادت مشاركة المحتوى والسلوك الاجتماعي تعريف طريقة استخدام الشبكة، كما ستشهد السنوات القادمة أيضًا زيادة أخرى أكثر دراماتيكية في الاتصالات من آلة إلى آلة، بسبب الإدخال التدريجي لحركة مرور إنترنت الأشياء (IoT) والخدمات وعلاوةً على ذلك ستحتاج العديد من الخدمات ذات التأخير الحرج إلى دعم من شبكات (5G).
سمات المرونة في شبكات 5G
السمة الرئيسية لخدمات الجيل الخامس المرتبطة بتسليم المحتوى وإنترنت الأشياء، هي تباين مطالبها في الزمان والمكان، لذلك يمكن للمرونة وإعادة التكوين تمكين شبكة الهاتف المحمول من التكيف مع هذه الاختلافات وتحقيق كفاءة التكلفة، والاستغناء عن الحاجة إلى التخطيط لسيناريوهات أسوأ الحالات.
ومع ذلك، لا تمتلك شبكات الهاتف المحمول التي تتمحور حول الاتصال حاليًا المرونة المطلوبة للتكيف مع احتياجات حركة المرور المتغيرة، ولتوفير خدمات المحتوى والاتصال أينما وعندما تكون هناك حاجة فعلية إليها ويمكن تحقيق المرونة وإعادة التكوين من خلال التحسينات التكنولوجية، والتي تم تمكينها بواسطة الأنظمة الأساسية للأجهزة (HW) والبرامج (SW).
يجب أن تنبع هذه الميزات من القدرة على إدارة معلومات السياق المكتسبة من خلال القياسات التي يتم إجراؤها بواسطة معدات الشبكة وأجهزة الاستشعار، ومن أجل اكتساب نظرة ثاقبة على حركة المرور والتنقل والمستخدمين والظروف، وبالتالي يجب أن يكون التحول النموذجي نحو الشبكات الواعية بالمحتوى والسياق.
ستستفيد الشبكات من تقنيات الوصول الراديوي غير المتجانسة (RATs) وعمليات النشر غير المتجانسة من حيث أحجام الخلايا المختلفة ونطاقات التردد، وعلاوةً على ذلك ستكون المسافات بين (RATs) التي توفر الوصول إلى المستخدمين والشبكة الأساسية غير متجانسة أيضًا، من بضعة أمتار إلى عدة مئات من الكيلومترات.
ملاحظة: “RAT” هي اختصار لـ “Radio access technology”.
تطور المرونة في شبكات 5G
نظراً للقدرة على وضع وظائف الشبكات في أي مكان في الشبكة واعتمادًا على الخدمة التي سيتم تقديمها ومؤشرات الأداء الرئيسية المطلوبة للوفاء بها، يمكن للشبكة إعادة ترتيب الوظائف بطرق مختلفة بحيث تأخذ البنية الوظيفية المقدمة في الاعتبار هذا التباين في التقنيات وعمليات النشر، وتدعم التحسين المدرك للسياق للطبولوجيا وتخصيصات الموارد.
ومع ذلك فإن تركيزه ينصب على تحديد الوظائف المطلوبة لتشغيل مثل هذه الأنواع من الشبكات والفوائد المحتملة وليس الواجهات والأولويات المحددة لدعم هذه العملية، ويصبح تصميم مكونات الشبكة المتنوعة ونشرها وتشغيلها شديد المرونة عند اعتماد خصائص برمجة البرامج، وتعمل (SW) على تسهيل التحكم والإدارة وإعادة التشكيل السريع للبنية التحتية والأجهزة الخاصة، مما يضمن تطوير الخدمة ونشرها بشكل فعال.
بالإضافة إلى التكيف السريع مع سياقات التشغيل المتغيرة والمتطلبة للغاية، ممّا يضمن جودة الخدمة (QoS) وجودة الخدمة، وفي كثير من الحالات يسمح بمهام تنسيق معقدة عن طريق إزالة التعقيدات واستغلال قدرات الحساب المتقدمة، حيث يمكن العثور على دراسة قيمة بشأن المبادئ الرئيسية والعوامل التمكينية والحلول الخاصة ببرمجيات الشبكات، وبالإضافة إلى ذلك يمكن العثور على تحليل لمقترحات بنية شبكات الهاتف المحمول القائمة جنبًا إلى جنب مع تحليل الفوائد.
ملاحظة:“QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.
مبدأ الوصول المرن في شبكات 5G
من خلال تقليل التبعيات بين الشبكة الأساسية وشبكات الوصول يمكن أن تتطور كل واحدة بطريقة مختلفة ويتم تمكين التقارب بين شبكات الوصول الثابت (3GPP) وغير (3GPP)، والدافع الرئيسي وراء تصميم شبكة أساسية محايدة لتقنيات الوصول هو تحقيق حل مستقبلي، وهناك طريقتان أساسيتان لتوفيرها في الوصول:
- استخدام طبقة التقارب بين الشبكتين.
- استخدام الواجهات القياسية عبر التقنيات.
ملاحظة:“3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.
في النهاية، تتطلب مواكبة الطلب المتزايد باستمرار مزيدًا من المرونة في جميع أجزاء الشبكة والأمر الذي يتطلب بدوره تكاملًا وثيقًا بين راديو (5G) وشبكات النقل والبنى التحتية السحابية.
