ما هي شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

مزايا (Open RAN) متعددة الجوانب، وتعني البيئة المفتوحة نظامًا بيئيًا موسعًا مع قيام المزيد من البائعين بتوفير اللبنات الأساسية، حيث في (O-RAN) هناك المزيد من الابتكار والمزيد من الخيارات للمشغلين ويمكنهم أيضًا إضافة خدمات جديدة، وتشمل بعض المزايا الأخرى اختيار العملاء وانخفاض تكاليف المعدات وتحسين أداء الشبكة.

ما هي شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح (O-RAN): هي طريقة مفصلة تمامًا لنشر شبكات الجوال الأمامية والشبكات المتوسطة المبنية بالكامل على مبادئ السحابة الأصلية، و(O-RAN) هو تطور لبنية الجيل التالي من (NG-RAN)، وتم تقديمه لأول مرة بواسطة (3GPP) من (GSMA).

ملاحظة:“O-RAN” هي اختصار لـ “Open Radio Access Network”.

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

ملاحظة:“GSMA” هي اختصار لـ “Global System for Mobile Communications Association”.

أهمية شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

• تتألف (Open RAN) من هوائيات تنقل وتستقبل الإشارات من وإلى هواتفنا الذكية أو الأجهزة الأخرى المتوافقة.

• يتم بعد ذلك رقمنة الإشارة في محطة (RAN) الأساسية وتوصيلها بالشبكة.

• في الإعداد التقليدي يتم توفير شبكة الوصول اللاسلكي كمنصة متكاملة لكل من الأجهزة والبرامج ولذلك من الصعب الخلط بين البائعين لوحدة الراديو والنطاق الأساسي، وفي معظم الحالات يأتون من نفس المورد.

• تقوم (Open RAN) بتمكين المشغلين من خلط المكونات ومطابقتها.

أساسيات شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

• شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح (O-RAN) هي بنية واعدة لشبكة الوصول إلى الراديو (RAN) تهدف إلى إعادة تشكيل صناعة (RAN) نحو شبكة (RAN) مفتوحة وقابلة للتكيف وذكية.

• إنّها جزء أساسي من نظام شبكة الهاتف المحمول التي تستخدم اتصالات الراديو الخلوية لربط الأجهزة الفردية بأجزاء أخرى من الشبكة.

• تتيح بنية (Open RAN) بالفصل أو التفريق بين الأجهزة والبرامج ذات الواجهات المفتوحة.

• مع (Open RAN)، ستتمتع مشغلات الاتصالات بالمرونة لاستخدام الحلول أو الحلول الداخلية من بائعين متعددين لخدمات (RAN).

• مرونة الشبكة هي ميزة أخرى لبنية (Open RAN)، ونظرًا لكونها تتمحور حول البرامج فهي قابلة للتطوير وأفضل الشبكات مع أداء شبكة محسّن باستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.

• ستعمل (Open RAN) على تقليل مقدار نشر شبكة مشغل الاتصالات لأنّها قابلة للتشغيل البيني مع شبكات أخرى مثل (4G).

كيفية عمل شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

• يفتح (O-RAN) طرقًا جديدة للابتكار في الخدمة وخفة الحركة لشركات الاتصالات من خلال تقسيم شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) إلى الأجزاء المكونة لها والتي يمكن إعادة تكوين كل منها بشكل منفصل.

• يمكن الوصول إلى معايير (O-RAN) مجانًا لجميع مطوري برامج الجهات الخارجية الذين يمكنهم تطوير أنواع جديدة من الخدمات والابتكار في (RIC).

• إنّ أكبر مطالبة لشبكة (RAN) المفتوحة هي إمكانية تمكين شركات الاتصالات من تجنب قفل البائعين عن طريق استبدال واجهات الملكية الخاصة بالبائعين بشبكة (RAN)، مفصلة بالكامل استنادًا إلى المعايير المفتوحة.

• ستكون الأتمتة أساسية لإدارة دورة حياة وظائف (RAN) المفصلة والسحابة الأصلية.

• يمكن لـ (O-RAN) خفض تكلفة نشر الشبكة وتشغيلها عن طريق تطوير الشبكة بطريقة تكامل مستمر أو تسليم مستمر (CI / CD) بدلاً من دورات استثمار الأجيال.

ملاحظة:“RIC” هي اختصار لـ “RAN Intelligent Controller”.

خصائص شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح ORAN

• (Open RAN) هي بنية جديدة وليست شيئًا تم اختباره على نطاق واسع، لذلك هناك العديد من التحديات في طريق تنفيذ (Open RAN) مثل مشكلات زمن الوصول والعمليات والصيانة.

• نظرًا لأن قابلية التشغيل البيني هي جوهر (Open RAN)، فقد لا تظهر مشكلة زمن الوصول في اختبار البيئة الخاضعة للرقابة ولكن في مرحلة لاحقة عندما يتم دفع البنية إلى أقصى حدودها.

• إنّ خدمة وصيانة بنية متعددة البائعين (Open RAN) يمكن أن تشكل أيضًا تحديًا كبيرًا لمقدمي الخدمات.

• تتألف من هوائيات تنقل وتستقبل الإشارات من وإلى هواتفنا الذكية أو الأجهزة الأخرى المتوافقة.

• يتم بعد ذلك رقمنة الإشارة في محطة (RAN) الأساسية وتوصيلها بالشبكة.

• يستخدم (O-RAN) برنامجًا لجعل الأجهزة التي تصنعها شركات مختلفة تعمل معًا.

مزايا شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح Open-RAN

• تعمل البيئة المفتوحة على توسيع النظام البيئي وتوفر المزيد من الخيارات للمشغلين.

• سيعزز الفرص الجديدة للكيانات الدخول في سوق معدات الشبكة.

• تجعل شبكة (5G) أكثر مرونة وفعالية من حيث التكلفة.

• تسمح بنية (Open RAN) بالفصل أو التفريق بين الأجهزة والبرامج ذات الواجهات المفتوحة.

عناصر شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح O-RAN

إنّ (Open RAN) عبارة عن مجموعة من المعايير للتعاون في تصميم معدات شبكات الوصول اللاسلكي للاتصالات (RAN) التي تتيح إمكانية التشغيل البيني بين الأجهزة والواجهات، ويفتح هذا التوحيد القياسي قطاع (RAN) لشبكات الاتصالات المتنقلة لزيادة قابلية التوسع والمرونة؛ لأن مزودي خدمات الاتصالات (CSPs) يمكنهم بناء شبكاتهم بأي معدات مفتوحة متوافقة مع (RAN)، كما يسمح لمصممي ومصنعي معدات الاتصالات بالتجزئة أو التخصص ودون الحاجة إلى توفير مجموعة كاملة من عناصر الشبكة.

1- إطار عمل إدارة الخدمة وتنظيمها SMO

• يتضمن نسيج تكامل وخدمات بيانات للوظائف التي يديرها.

• يسمح للوظائف المدارة بالتفاعل والتواصل داخل (O-RAN).

• يتصل (SMO) بـ (RICs) و(O-Cloud) و(O-CU) و(O-DU) ويديرها.

2- وحدة التحكم الذكية RAN

• هناك نوعان من (RICs)، وهي: في الوقت غير الحقيقي وفي الوقت شبه الحقيقي.

• كلاهما وظائف منطقية للتحكم في عناصر وموارد (O-RAN) وتحسينها.

• يتحكم (RIC) في الوقت الفعلي تقريبًا ويحسن العناصر والموارد من خلال جمع البيانات الدقيقة والاتصال عبر واجهة (E2).

• تقوم واجهة (E2) بتوصيل (RIC) شبه الحقيقي مع (O-CU) و(O-DU).

3- منصة حوسبة سحابية O-Cloud

• هي عبارة عن منصة حوسبة سحابية تتكون من عقد البنية التحتية المادية باستخدام بنية (O-RAN).

• كما يقوم أيضًا بإنشاء واستضافة وظائف الشبكة الافتراضية المختلفة (VNFs) التي تستخدمها مراكز (RIC) وعناصر البنية التحتية الأخرى.

4- الوحدة المركزية O-RAN

إنّ (O-CU) هي العقدة المنطقية التي تستضيف عددًا قليلاً من البروتوكولات وهي:

• التحكم في الموارد الراديوية (RRC).

• بروتوكول تكييف بيانات الخدمة (SDAP).

• بروتوكول تقارب حزم البيانات (PDCP).

ملاحظة:“PDCP” هي اختصار لـ “Packet Data Convergence Protocol”.

ملاحظة:  “SDAP” هي اختصار لـ “Service Data Adaptation Protocol”.

ملاحظة:“RRC” هي اختصار لـ “Radio Resource Control”.

5- الوحدة الموزعة O-RAN

إنّ (O-DU) هي عقدة منطقية تستضيف مجموعة أخرى من البروتوكولات، وهي:

• بروتوكول التحكم في الارتباط الراديوي (RLC).

• بروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC).

• الواجهة المادية (PHY).

ملاحظة:“PHY” هي اختصار لـ “physical layer”.

ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

ملاحظة:“RLC” هي اختصار لـ “Radio link control”.

6- وحدة راديو O-RAN

• إنّ (O-RU) تعالج ترددات الراديو التي تتلقاها الطبقة المادية للشبكة.

• يتم إرسال ترددات الراديو التي تمت معالجتها إلى (O-DU) من خلال واجهة سحب أمامية.

في النهاية، تُعد شبكة الوصول إلى الراديو المفتوح (Open RAN)، جزءًا أساسيًا من نظام شبكة الهاتف المحمول الذي يستخدم اتصالات الراديو الخلوية لربط الأجهزة الفردية بأجزاء أخرى من الشبكة.