متطلبات الجودة في شبكات الجيل الخامس 5G

تُعد تطبيقات الوسائط من بين الخدمات الأكثر تطلبًا التي تتطلب كميات كبيرة من سعة الشبكة بالإضافة إلى زمن انتقال منخفض للغاية للتدفق الصوتي البصري المتزامن في جودة الإنتاج، حيث إنّ التطورات التكنولوجية الحديثة في مجال (5G) تبشر بإطلاق الأهمية لإمكانات صناعة الوسائط من خلال تقديم خدمات وسائط عالية الجودة من خلال تخصيص الموارد بكفاءة ديناميكية.

أهمية الجودة في شبكات 5G

عمليات التنفيذ الفعلية مطلوبة للتحقق مما إذا كان يمكن تحقيق تطبيقات الوسائط المتقدمة بالاستفادة من زمن الوصول المنخفض للغاية، وعرض النطاق الترددي العالي للغاية والتكوين الديناميكي المرن الذي توفره شبكات الجيل الخامس الجديدة هذه، وهناك حاجة إلى نهج متكامل حقًا يركز على تطبيقات الوسائط ليس فقط على إدارة وظائف الشبكة العامة وتنسيق الموارد في مختلف قطاعات الشبكة الراديوية والحافة والشبكة الأساسية.

كما تعمل خدمات الوسائط الافتراضية القابلة للتطوير بدرجة كبيرة والتي يتم نشرها على الحافة أو بالقرب منها على تقليل التعقيد للمستخدم، وتضمن الموثوقية التشغيلية وتزيد من جودة التجربة (QoE) وتتمتع محركات الضغط الافتراضية بإمكانية استبدال أجهزة الترميز أو وحدة فك الترميز المخصصة، بينما يساعد تحسين الشبكة جنبًا إلى جنب مع مراقبة جودة الخدمة (QoS)، على التغلب على مبدأ بذل أقصى جهد للإنترنت ويضمن تلبية احتياجات الأداء المطلوبة ليتم استيفائها في جميع الأوقات.

كما تلعب الثقة في جودة شبكات الاتصالات الحديثة دورًا مهمًا كمحرك للنجاح التكنولوجي والسوق لأي تقنية أو خدمة اتصالات، حيث تركز معظم الأساليب التكنولوجية لهذه المشكلة فقط على أمان الشبكة ولا تتضمن جانبًا مثل جودة الخدمة (QOS)، والتي تلعب أيضًا دورًا مهمًا في تكوين الثقة وسواء من جانب المستهلكين أو من جانب منظم.

بينما تكمن الثقة في شبكات (5G) في مجالات تكوين متطلبات جودة الخدمة وإدارة وتحديد متطلباتها، حيث يتم تطبيق إحدى التقنيات المستخدمة لتحسين جودة الخدمة في شبكات (5G)، وهي (SDN) ويتم اختيار (MATLAB) كبيئة محاكاة لهذه التقنية لضمان حجم كبير من البيانات مع تأخير ضئيل وعرض نطاق ترددي كبير مع إنتاجية عالية.

ملاحظة:“QoS” هي اختصار لـ “Quality of service”.

ملاحظة:“SDN” هي اختصار لـ “Software Defined Networks”.

ملاحظة: “QoE” هي اختصار لـ “Quality of Experience”.

أساسيات الجودة في شبكات 5G

كل جهاز (5G) في الخلية متصل بالإنترنت أو شبكة الهاتف عبر هوائي مدمج في الخلية، ومع تسارع نشر شبكات (5G) المستقلة في عام (2021م)، ستحتاج السحابة إلى إعادة اختراع نفسها ويريد مقدمو التكنولوجيا طريقة لاختبار أجهزة (5G) بسهولة وفعالية عبر مجموعة من المعلمات، بما في ذلك السرعة وإخراج التطبيق والحجم وغير ذلك، حيث يحتضن العالم تقنيات (5G).

سينفق مقدمو الخدمات اللاسلكية ويوسعون عملهم على (5G) ممّا يجعل ضمان الجودة والاختبار مكونًا مهمًا للميزة التنافسية، كما فتحت شبكة (5G) فرصًا جديدة للشركات حيث ستكون هناك حاجة إلى أدوات جديدة لتحمل نفس إمكانات الشبكة، وسيؤثر هذا على الاختبار لأنّه ستكون هناك حاجة إلى جميع التطبيقات للاختبار على جهاز مؤهل للشبكة.

كما أنّه لتحليل حزم البيانات المتدفقة من الشبكة في الوقت الفعلي ستكون هناك حاجة إلى الذكاء الاصطناعي أو التعلم الآلي ويجب تنفيذها في كل مرحلة من مراحل مجموعة الضمان، ونتيجةً لذلك ستكون الخوارزميات أكثر تخصيصًا للتطبيق الفردي، وستكون قادرة على تقديم رؤى وتوقعات أكثر موثوقية حول جودة الخدمة.

تشكل هذه التقنيات نموذجًا متكاملًا يعتمد على بروتوكولات اتصال بروتوكول الإنترنت (IP) لتشغيلها، حيث يمكن للمستخدمين الاتصال ببعضهم البعض، عبر شبكة في عدد من السيناريوهات ومن المؤكد أن تقنية (5G) ستحل مشكلات مثل تقطيع التردد ومعدل البيانات التي نشرت، سيتم استيعاب القنوات الضخمة دون الحاجة إلى البث في (5G) بفضل أجهزة الراديو المحددة بالبرمجيات.

ما هي متطلبات الجودة في شبكات 5G

1- التحقق

• التحقق من وظائف الشبكة الافتراضية وخدمات الشبكة لضمان الجودة والاعتمادية الفورية بمجرد تنفيذ الشبكة.

• ستكون المحاكاة الافتراضية للشبكة وأداء الشبكة وخط الأساس والقياس المعياري وأتمتة الشبكة هي مجالات التركيز لضمان الجودة في هذه المرحلة.

2- النشر والتفعيل

• يلزم تنشيط أدوات أو منصات اختبار (5G) لمراقبة أداء الشبكة بعد نشر شبكة (5G) وبنية تحتية ناجحة.

• تُعد مراقبة الأداء واختبار الألياف المتقدمة واختبار الراديو (C-RAN) واختبار الامتثال هي المجالات الرئيسية للتركيز في هذه المرحلة.

ملاحظة:“C-RAN” هي اختصار لـ “cloud radio access network”.

3- الضمان والتحسين

• التحقق من وظائف الشبكة الافتراضية (5G Field Validation) وخدمات الشبكة لضمان الجودة والاعتمادية الفورية بمجرد تنفيذ الشبكة.

• خلال هذه المرحلة ينصب التركيز على تجربة المستخدم وضمان إنترنت الأشياء والأتمتة الآلية واختبار الجهاز واختبار قبول المستخدم.

خصائص متطلبات الجودة في شبكات 5G

• ارتفعت توقعات المستهلكين ومطالبهم لجودة الخدمة (QoS) من مزودي خدمات الشبكة نتيجة لانتشار الأجهزة والتطبيقات والخدمات، حيث يتم إجراء دراسة استثنائية من قبل خبراء تصميم الشبكات والتحسين، ولكن على الرغم من ذلك تستمر بيئة الشبكة المتغيرة باستمرار في تقديم مشكلات جديدة يجب التعامل معها بفعالية في شبكات اليوم.

• يتم تحقيق زيادة السعة والتغطية من خلال الانضمام إلى الشبكات القائمة، يتم التحقيق في إدارة التنقل من أجل جعل العمل بالشبكة أكثر مرونة وتركيزًا على المستخدم وتركيزًا على الخدمة، بالإضافة إلى ذلك توفر شبكات (5G) توفرًا أعلى وقدرة عالية للغاية واستقرارًا متزايدًا واتصالًا محسنًا بالإضافة إلى سرعات أسرع وزمن وصول أقل.

• بالإضافة إلى القدرة على تلبية متطلبات التطبيق الصارمة يجب أن تكون البنية التحتية للشبكة أكثر ديناميكية وتكيفًا من أي وقت مضى، قد يكون تقطيع الشبكة قادرًا على تلبية متطلبات التطبيق الصارمة الحالية لتصميم الشبكة وإذا تم بشكل صحيح.

• يتم استخدام المنطق الضبابي المعقد لإنشاء خوارزميات للتنقل وإدارة المرور تكون مرنة قدر الإمكان مع الحفاظ على الأداء العالي، كما أنّ الغرض هو تحسين جودة الخدمة التي تقدمها أنظمة إدارة التنقل الحالية مع تحسين استخدام موارد الشبكة المتاحة.

• يعد بناء تقنيات الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) والمحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة (NFV) أمرًا ضروريًا، إنّ تقطيع الشبكة هو إطار معماري لشبكات (5G) يهدف إلى استيعاب مجموعة متنوعة من الشبكات المختلفة.

• من أجل تلبية احتياجات حالات الاستخدام المختلفة على الشبكة بشكل كامل أصبح تشريح الشبكة أكثر أهمية، نظرًا للطلب المتزايد على معدلات البيانات وسعة النطاق الترددي وزمن الوصول المنخفض.

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

في النهاية، إنّ الشبكات عالية الجودة أصبحت اتجاهًا للمشغلين لبناء شبكات (5G) والأمر الذي يدفع أيضًا إلى التحسين المستمر لمعايير تقييم الطرف الثالث (5G)، كما أنّ معيار تقييم تجربة (5G) أعلى وأبعاد تقييم أداء شبكة (5G) أوسع.