تستعد شبكة الجيل الخامس (5G) لإحداث نقلة نوعية جذرية في صناعة الاتصالات. إنه يعطل المعيار الحالي لاستراتيجية "شبكة واحدة تناسب الجميع" ، بسبب قطاعات الصناعة مثل التصنيع والتجزئة والسيارات وما إلى ذلك ، لم تسخر بعد الإمكانات الكاملة لخدمات الهاتف المحمول. على سبيل المثال ، قد تتطلب إحدى المؤسسات خدمات فائقة الموثوقية ، بينما قد تحتاج المؤسسات الأخرى إلى زمن انتقال منخفض للغاية ، بغض النظر عن النطاق الترددي. بدلا من تكيف المستهلك مع الشبكة ، ستتكيف شبكة 5G مع المتطلبات الخارجية.
ويمكن أن يتمثل أحد النهج في بناء شبكات محددة لتلبية احتياجات محددة، غير أن ذلك قد يعني ارتفاع تكاليف الشبكة (النفقات الرأسمالية والنفقات التشغيلية على حد سواء) ويتطلب حدا أدنى معينا من العملاء لتبرير نموذج الأعمال. مع "تشريح الشبكة" ، تم توجيه 5G لحل هذه المشكلة من خلال تمكين مشغلي شبكات الهاتف المحمول (MNOs) من تصميم وتشغيل شبكات منطقية مخصصة متعددة عبر منصة مشتركة.
حالة استخدام متطلبات الصناعة: السلامة العامة
تم تحقيق مفهوم وجود شبكة مخصصة لحالة استخدام محددة لأول مرة في السلامة العامة. في الولايات المتحدة ، تم إنشاء هيئة شبكة المستجيب الأول (FirstNet) كجزء من قانون الإعفاء الضريبي للطبقة الوسطى وخلق فرص العمل (القانون العام 112-96) ، والذي تم توقيعه ليصبح قانونا في 22 فبراير 2012. خصص القانون 20 ميغاهرتز من الطيف و 7 مليارات دولار لإنشاء شبكة النطاق العريض المخصصة لأول المستجيبين في البلاد ، وأعطى FirstNet تفويضا لبناء وتشغيل وصيانة تلك الشبكة.
كان الهدف الأولي ل FirstNet هو الحصول على شبكة مخصصة لأول المستجيبين للتواصل أثناء الأزمات ، خاصة عندما تكون الشبكات التجارية الحالية غارقة في حركة المرور ذات الحجم الكبير. منذ ذلك الحين ، زاد عدد المشتركين واحتياجات حركة البيانات وحالات الاستخدام وتطور ، مما أدى إلى الضغط باستمرار على FirstNet ليس فقط لزيادة السعة ، ولكن أيضا لتطوير عروض منتجاتها.
يجلب ظهور إنترنت الأشياء (IoT) ميزة كبيرة لأول المستجيبين. ستوفر البيانات من الأجهزة وأجهزة الاستشعار وعيا أفضل بالموقف وسيكون المستجيبون قادرين على التصرف بشكل أسرع وأكثر كفاءة.
لن توفر شبكة 5G عالية السعة والكمون المنخفض التقدم التدريجي لتطبيقات السلامة العامة مع الوعي الظرفي القائم على إنترنت الأشياء فحسب ، بل ستمكن أيضا النظام البيئي MNO من نشر "شرائح الطوارئ" المخصصة بسرعة داخل وخارج FirstNet ، حسب الحاجة. ستعمل قدرات 5G على تحسين قدرة المستجيبين الأوائل على تقديم المساعدة لكل من المواطنين وغيرهم من المستجيبين الأوائل في المنطقة المعرضة للخطر:
من أجل نشر "شريحة طوارئ" مخصصة بسرعة لتحقيق حالات الاستخدام هذه كما هو موضح في الشكل 1 ، ستحتاج مشغلي شبكات الجوال إلى تخصيص و / أو مشاركة الموارد ، على سبيل المثال ، من حيث قوة المعالجة والتخزين وعرض النطاق الترددي والتي لها عزلة عن شرائح الشبكة الأخرى.
اعتبارات التخطيط لمشغلي شبكات الجوال
من منظور التنفيذ ، يمكن لمشغلي شبكات الجوال نشر "شريحة" واحدة (على سبيل المثال ، شريحة إنترنت الأشياء فقط) لقطاعات صناعية متعددة (على سبيل المثال ، السلامة العامة ، والسيارات ، والتصنيع) ، وكذلك تجميع شرائح مختلفة (مثل إنترنت الأشياء ، النطاق العريض ، الكمون المنخفض) لتوفير وظيفة شاملة لقطاع واحد محدد.
كل شريحة من هذه الشرائح لها سمات محددة (زمن الوصول ، الإنتاجية ، إلخ) المرتبطة بأداء هذا الجزء المحدد والمنطقي من الشبكة. كترتيب أول للمهمة ، يمكن لمشغلي شبكات الجوال إنشاء قوالب شرائح يمكنها تحديد التوصيلات البينية للشبكة ، والتكوينات التي يمكن أن تقدم أداء معينا ، على النحو المحدد في مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP TS 28.531).
غالبا ما تكون قوالب الشرائح هذه عامة وتمكن مشغلي شبكات الجوال من إنشاء خدمة معينة بسرعة. وبالتالي ، يمكن أن يكون هناك ثلاث شرائح محددة فقط عبر كل MNO كما هو موضح في الشكل 2. ومع ذلك ، بالنسبة لمتطلبات الصناعة الرأسية ، على سبيل المثال ، السلامة العامة ، هناك مهام أخرى متضمنة. ستوجه حالة الاستخدام (كما هو موضح في الشكل 1) مشغلي شبكات الجوال لإنشاء مفهوم "شريحة خاصة" أو في هذه الحالة "شريحة السلامة العامة".
سيمكن قالب الشريحة (شريحة زمن انتقال منخفض ، أو شريحة النطاق العريض) مع أداء محدد مطلوب لحالة استخدام مقترنة بشريحة (شرائح) مختلفة أكثر من تحقيق "شريحة السلامة العامة".
إن اعتماد شريحة السلامة العامة بدلا من بناء شبكات مخصصة لا يوفر التكلفة فحسب ، بل يوفر أيضا المرونة والخيارات لعملاء السلامة العامة. على الرغم من أنه من المقرر توحيد تشريح الشبكة في الإصدار 16 من 3GPP (المقرر في يونيو 2020) ، إلا أنه يمكن لمشغلي شبكات الجوال البدء في التخطيط لحالات الاستخدام مثل السلامة العامة المحسنة على الفور.
سيتم تعطيل نموذج اليوم من MVNO (مشغل الشبكة الافتراضية المتنقلة) مع تشريح الشبكة ؛ يمكن تقديم شبكة لعملاء المؤسسات كشريحة مع بعض اتفاقيات مستوى الخدمة المضمونة. إن مفهوم "شريحة السلامة العامة كخدمة" المقدم للمقاطعات والمدن وما إلى ذلك ، والمصمم خصيصا لتلبية احتياجاتهم الخاصة ، هو في الأفق إلى حد كبير.
التحديات والخلاصة
شبكة 5G هي الجيل الأول من شبكة الهاتف المحمول على السحابة. مفهوم "شريحة السلامة العامة كخدمة" موجه نحو الأعمال بدلا من التوجه نحو التكنولوجيا ، مع الوعد بالتخطيط السلس لحالة استخدام السلامة العامة للوظائف والطوبولوجيا والسياسات الخاصة بالجزء المنطقي المحدد من الشبكة.
ستكون هناك تحديات حول تعيين بنية NFV لإعداد شريحة محددة (الشكل 3) لتنفيذ نماذج الخدمة المخصصة هذه.
من منظور تشغيلي ، ستحتوي شريحة السلامة العامة على شريحة (شرائح) واحدة أو أكثر من شرائح الشبكة التي ستحتاج إلى تكوينها ومراقبتها والتحكم فيها. قد تكون هناك حالات قد يحتاج فيها عميل السلامة العامة إلى واجهة برمجة التطبيقات (API) من MNO للتحكم في خدمة الشبكة.
ستلعب أنظمة دعم العمليات / أنظمة دعم الأعمال (OSS / BSS) دورا معززا نحو نجاح تشريح الشبكة. وستكون أتمتة الحلقة المغلقة للشريحة من التصميم إلى النشر إلى الضمان أمرا أساسيا من وجهة نظر برمجيات المصدر المفتوح. يجب إدارة الشحن والفواتير الديناميكية والوفاء الديناميكي عبر اتفاقيات مستوى الخدمة المتنوعة ونماذج التسعير بواسطة BSS.
في عصر 5G ، هناك دمج واضح لمجال العمليات ومجال الأعمال ، مما يسمح لمشغلي شبكات الجوال بالتطور إلى ما هو أبعد من مزودي الاتصال ، من خلال تقديم شرائح شبكة مخصصة للصناعات الرأسية ، مثل السلامة العامة.
