نظام الاتصالات المحمولة على طول المسارات التي يمكن التنبؤ بها

تتوفر النماذج الموثوقة والاستجابة العالية من خلال تخصيص موارد (RAN) بالإضافة إلى الشبكة الأساسية لتوفير اتصالات عالية الإنتاجية وزمن انتقال منخفض لخدمات الاتصالات الهامة، بحيث يمكن تخصيص موارد الراديو للآلات في سيارة الإسعاف عند الحاجة لضمان جودة الخدمة المطلوبة.

أساسيات نظام الاتصالات المحمولة على طول المسارات التي يمكن التنبؤ بها

تستخدم بعض النماذج المعلومات لتقليل تأخيرات الاتصال بشكل أكبر عن طريق إنشاء ملفات (VNF) أقرب إلى الحافة وإذا لزم الأمر وفي ذلك الوقت، وعلاوة على ذلك قد يتم تكوين مسار شامل مسبقًا بين كل نقطة وصول، في بعض النماذج يمكن عزل وظائف الشبكة الأساسية عن الحركة الأخرى في الشبكة بحيث لا يتأثر أداء خدمات الاتصالات الحرجة بالخدمات الأخرى، كما يمكن تحسين زمن الوصول المنخفض بشكل أكبر من خلال معالجة مخصصة لحركة المرور.

قد يتم تنظيم شبكات الاتصال التي يتم تنفيذها من خلال التمثيل الافتراضي لوظيفة الشبكة والشبكات المعرفة بالبرمجيات، وغيرها من التقنيات بشكل مرن لخدمة مجموعة متنوعة من احتياجات المستخدم وفي بناء شبكات متقدمة، مثل تلك المستخدمة لدعم التطورات المستقبلية في الشبكات اللاسلكية بما في ذلك شبكات الجيل التالي أو ما يسمى بالشبكات اللاسلكية من الجيل الخامس (5G)، توفر شرائح الشبكة القدرة على إنشاء شبكات افتراضية معزولة، يمكن أن تنتشر عليها تدفقات حركة المرور المختلفة بمعزل عن بعضها البعض.

ومع ذلك بالنسبة لأحجام الشبكات الكبيرة المحتملة تُعتبر الإدارة مطلباً متقلباً ومتضارباً هو اقتراح معقد يتطلب بنية وإدارة فعالة، وفي البنية التحتية الحالية فإنّ الموارد التي يستخدمها مشغلو الشبكات لخدمة جميع احتياجات المستخدمين محدودة، وتُبنى الشبكات عادةً بالمعرفة التي قد لا يحتاج جميع المستخدمين إلى الخدمة في أي وقت، ولا يمكن للشبكة توفير الخدمة الكاملة لجميع المستخدمين في وقت واحد، ومع ذلك في بعض الأحيان تكون خدمات الاتصالات الحرجة للمهمة مطلوبة وعلى سبيل المثال في الحالات الطبية أو حالات الطوارئ الأخرى.

• “RAN” هي اختصار لـ “Radio Access Network”.

• “VNF” هي اختصار لـ “Virtual Network Functions”.

مبدأ عمل نظام الاتصالات المحمولة على طول المسارات التي يمكن التنبؤ بها

يستخدم التطبيب عن بعد المحمول تقنية الشبكة اللاسلكية لتقديم الخدمات الطبية في حالات الطوارئ وفي بعض الحالات قد تكون خدمة طبية مقدمة في سياق ما قبل الولادة إلى المستشفى، وفي حالات أخرى وحتى بدون التنقل قد تتطلب الخدمات الطبية في سياق إقليمي بعيد أو على الأقل أن يتم تعزيزها من خلال توفير الخدمات التي تعتمد على اتصال شبكة المحمول.

عندما يتم نقل المريض إلى المستشفى فمن المستحسن أحيانًا أن يقوم مقدم الرعاية بإرسال البيانات الطبية للمريض إلى الطاقم الطبي، بينما قد يتم إرسال البيانات الصحية الأساسية مثل معدل ضربات القلب وما إلى ذلك عبر اتصال نطاق ترددي منخفض، فقد تتطلب البيانات الأخرى نطاقًا تردديًا عاليًا وخدمات موثوقية عالية، كما قد تتضمن البيانات صورًا عالية الدقة وصوتًا وفيديوًا تشخيصيًا عالي الجودة وقد تكون هناك حاجة أيضًا لعقد مؤتمر فيديو ثنائي الاتجاه بين المنقذ والطاقم الطبي.

على الرغم من أن بعض خدمات التطبيب عن بعد المتنقلة قد تم نشرها باستخدام أنظمة الاتصالات المتنقلة من الجيلين الثالث والرابع، إلّا أنّ الوظائف المحسنة ضرورية لدعم التصوير التشخيصي عالي الجودة والتطبيقات الأخرى ذات النطاق الترددي المكثف خاصة في سيناريوهات التنقل العالي، ولا تدعم التكنولوجيا الحالية سوى خدمات التطبيب عن بعد المتنقلة جزئيًا بسبب نقص النطاق الترددي، ونقص الدعم لتوفير خدمات تنقلية عالية متسقة ومنخفضة المستوى.

وفقًا لذلك هناك حاجة إلى تحسين خدمات الشبكة التي يمكن أن توفر نطاقًا تردديًا وتغطية كافيين ودعمًا للتنقل العالي لتوفير خدمة للاتصالات الحرجة، لا سيما الاتصالات عالية الإنتاجية وزمن الانتقال المنخفض في حالات الطوارئ، وتوفر النماذج الموثوقة والاستجابة العالية من خلال تخصيص موارد لشبكة وصول لاسلكي (RAN)، وشبكة أساسية لتوفير اتصالات عالية الإنتاجية وزمن انتقال منخفض لخدمات الاتصالات الهامة لجهاز واحد أو أكثر من الأجهزة المحمولة، كما يمكن تخصيص موارد الراديو للآلات في سيارة الإسعاف عند الحاجة لضمان جودة الخدمة المطلوبة (QoS).

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

تطور نظام الاتصالات المحمولة على طول المسارات التي يمكن التنبؤ بها

يتم توفير طريقة لتوفير خدمات الشبكة على طول المسار المتوقع، بحيث تتضمن هذه الطريقة تلقي طلب خدمة شبكة لجهاز محمول له مسار متوقع، كما تتضمن الطريقة أيضاً تحديد نقاط الوصول على طول المسار المتوقع، وتتضمن هذه الطريقة أيضًا إنشاء وتكوين وظيفة شبكة افتراضية مرتبطة بنقطة الوصول على طول المسار المتوقع.

تتضمن الطريقة أيضاً تنشيط وظائف الشبكة الافتراضية المحققة المرتبطة بنقاط الوصول على طول المسار المتوقع؛ لتوفير خدمات الشبكة بشكل مستمر أثناء تحرك الجهاز المحمول قبل اتصال الجهاز المحمول بكل نقطة وصول، وفي بعض النماذج تشتمل الطريقة أيضًا على أداء تكوين المسار لخدمة الشبكة بين نقطة الوصول والعقدة الوجهة على طول المسار المتوقع، كما يشتمل تنشيط وظائف الشبكة الظاهرية المُنشأة المرتبطة بنقاط الوصول على طول المسار المتوقع قبل توصيل الجهاز المحمول بكل نقطة وصول على ما يلي:

• يتم تنشيط وظيفة الشبكة الافتراضية التي تم إنشاؤها عندما يقترب الجهاز المحمول من منطقة خدمة لنقطة الوصول.

• تتضمن هذه النماذج أيضًا إلغاء تنشيط وظائف الشبكة الظاهرية المُنشأة المرتبطة بنقاط الوصول على طول المسار المتوقع عندما يغادر الجهاز المحمول منطقة الخدمة لكل نقطة وصول.

• في بعض النماذج يتضمن إنشاء مثيل لوظيفة الشبكة الافتراضية إنشاء بوابة موزعة لخدمة الجهاز المحمول على طول المسار المتوقع، عن طريق إنشاء مثيل لمكون وظيفة الشبكة الافتراضية كبوابة محلية للبوابة الموزعة في البنية التحتية للشبكة على طول المسار المتوقع.

• تشتمل بعض التجسيدات أيضًا على تكوين وظيفة الشبكة الافتراضية مع سياق جهاز المستخدم.

• في بعض النماذج، يتضمن تحديد نقطة الوصول تلقي إشارة لنقطة الوصول التي لها منطقة خدمة على طول المسار المتوقع.

• تتضمن أيضًا تلقي إشارة إلى أن الجهاز المحمول قد انحرف عن المسار المتوقع وضبط حالة إحدى وظائف الشبكة لتعويض الانحراف.

في حين تم تحقيق خطوات كبيرة في تصميم ونشر الشبكات التجارية على مدى العقدين الماضيين، تم إحراز تقدم ضئيل نسبيًا نحو تحقيق شبكات عسكرية تكتيكية واسعة النطاق، وتشمل الأسباب الرئيسية لهذا التباين حقيقة أن شبكات الاتصالات التجارية هي في الغالب بنية تحتية سلكية ومستقرة نسبياً، كما تتكون الشبكات التكتيكية إلى حد كبير من عقد متنقلة لاسلكية ذات خصائص تشغيل فريدة في بيئات معادية.

يجب أن تتعامل الشبكات اللاسلكية مع ظروف الارتباط الديناميكي غير الموجودة في البنى التحتية السلكية ممّا يضع عبئًا ثقيلًا على جودة حلول إدارة الخدمة، وتتطلب إدارة جودة الخدمة في مواجهة ظروف التشغيل المتغيرة باستمرار مناهج إدارة ديناميكية تمتد عبر طبقات متعددة في حزمة البروتوكول وكما حظيت مناهج التصميم عبر الطبقات هذه بالاهتمام مؤخرًا في سياق الشبكات المخصصة الخلوية والمتنقلة.