Share via

نشر شبكات 5G الخاصة على Azure

  • مقالة

الثورة الصناعية الرابعة، التي يشار إليها غالبا باسم الصناعة 4.0، هي هنا. الصناعة 4.0 يجلب معها التطبيقات الصناعية الحديثة التي من شأنها أن تغير الطريقة التي تعمل بها الشركات. وقد حسنت هذه التطبيقات طاقة المعالجة والاتصال. إنهم يجمعون البيانات ويعالجونها من جميع أنحاء المؤسسة لمساعدة الشركات على العمل بشكل أكثر استراتيجية وكفاءة. ومع توسع المؤسسات، فإنها تحتاج إلى حلول يمكنها التعامل مع أحمال العمل هذه.

لتلبية هذه المتطلبات، تحتاج الشركات الحديثة إلى كل من شبكات 5G الخاصة وحلول الحوسبة الطرفية متعددة الحلول (MEC). تمنح شبكات LTE/5G الخاصة الشركات السرعة والأمان والتنقل وجودة الخدمة التي تحتاجها لمعالجة البيانات بكفاءة. تدعم حوسبة Edge التطبيقات الصناعية الحساسة لزمن الانتقال وترجمة البيانات وتمكن من معالجة البيانات الحساسة للوقت بسرعة على الحافة.

يجب معالجة بعض التحديات قبل أن تتمكن المؤسسات من تحقيق فوائد شبكات LTE/5G الخاصة. وتشمل هذه التحديات الحد من التعقيد التشغيلي والهندسي، وضمان الرؤية الشاملة للمؤسسات متعددة المواقع، وتوفير أمن الوصول، وتحسين تقديم الحلول الآلية القائمة على البرامج.

لمواجهة هذه التحديات، قدمت Microsoft نهجا يجمع بين الخدمات المدارة من Azure، بما في ذلك النظام الأساسي وخدمات الشبكات جنبا إلى جنب مع النظام البنائي لراديو وتطبيق ISV. الحل هو خدمة شبكة 5G خاصة متكاملة بالكامل تم إنشاؤها للمؤسسات. قائمة متزايدة من شركات الاتصالات ومقدمي الخدمات المدارة يقدمون هذه الخدمات ويديرونها. يجمع الحل بين Azure وAzure Network Function Manager وAzure Arc وAzure Stack Edge وAzure Kubernetes Service وAzure Private 5G Core. تتم إدارة جميع هذه الخدمات وتنسيقها من سحابة Azure.

ويعالج هذا النهج تحديات التعقيد والتكلفة التي يواجهها تكامل الأنظمة والمؤسسات. وهو يمكن الشركات من نشر شبكات الجيل الخامس الخاصة عالية الأداء والمحسنة الأمنية التي يمكن أن تدفع اعتماد التطبيقات الصناعية الحديثة.

هذا هو الجزء الأول من مقالتين توضحان كيف يمكن لمدمجي النظام والمشغلين إنشاء شبكات خاصة للمؤسسات باستخدام خدمات Azure. تستفيد هذه الشبكات من فوائد السحابة الفائقة الحجم وبنية MEC المتكاملة لخفض CapEx وOpEx، ودفع الابتكار، وفتح فرص إيرادات جديدة.

الشبكات الخاصة المحسنة بواسطة 5G

تعمل الشبكات الخاصة التي تعززها 5G على تحويل خدمات الاتصالات السلكية واللاسلكية. تتيح الميزات اللاسلكية والنووية الرئيسية في 5G النطاق الكثيف وتسليم شبكات الجوال المستخدمة للوصول إلى الإنترنت (eMBB) المحسنة والاتصالات ذات زمن الانتقال المنخفض (URLLC) والاتصالات الضخمة من نوع الجهاز (mMTC). وهذا يسمح للمشغلين بتقديم خدمات جديدة موجهة إلى مطوري التطبيقات الصناعية عالية الأداء وتمكين إدخال نماذج تجارية جديدة.

ستظل العروض المستندة إلى المستهلك مثل الصوت والنص والبيانات والفيديو جزءا لا يتجزأ من محفظة خدمة مشغل telco. ومع ذلك، فإن العروض الجديدة المستندة إلى المؤسسات مثل شبكات LTE/5G الخاصة للروبوتات، الذكاء الاصطناعي الفيديو، وIoT واسعة النطاق لتطبيقات التوأم الرقمي، وتجارب الواقع المعزز مع أجهزة مثل HoloLens ستخلق فرصا جديدة للإيرادات للمشغلين. لتقديم هذه الخدمات، يحتاج مشغلو الاتصالات إلى تجاوز بنية شبكة telco التقليدية واستخدام سحابة hyperscale و MEC بشكل مباشر.

هناك عدة عوامل تحفز تنفيذ الشبكات المتنقلة للمؤسسات الخاصة:

  • قيود النطاق والوصول للأنظمة اللاسلكية الحالية في البناء
  • الكمية المتزايدة من البيانات والفيديو التي تم إنشاؤها
  • الحاجة المتزايدة إلى مستويات أعلى من التنقل والأمن والطلب على معالجة البيانات في الوقت الحقيقي

إن الجمع بين 5G و MEC والسحابة يجعل من الممكن إنشاء شبكات لاسلكية خاصة سريعة وآمنة للغاية وقابلة للتطوير، ويمكنها الاستفادة من تطبيقات التحليلات التي تعمل على الحافة البعيدة أو في السحابة أو عبر المواقع المختلطة.

فيما يلي بعض حالات استخدام الصناعة التي يمكن أن تساعد شبكات 5G الخاصة في تقديمها:

Diagram showing industry use cases that are powered by private 5G networks.

تمثل شبكات 5G الخاصة حالة استخدام قوية لخدمات 5G للمؤسسات لأن هذه القدرات ستدعم الخدمات الأكثر تطورا، مثل المساحات الذكية وتطبيقات الصناعة 4.0. ومع ذلك، وعلى الرغم من مزايا شبكة 5G الخاصة، لا تزال هناك تحديات للمشغلين والمؤسسات. يتمثل التحدي الأكبر في تعقيد نشر شبكة 5G وإدارتها في بيئة المؤسسة. تتضمن شبكات 5G اعتبارات تقع خارج مجموعة مهارات المؤسسة التقليدية، من تصميم التردد اللاسلكي (RF) إلى البنى الأساسية المتنقلة 5G. أيضا، قد يفتقر مشغلو الاتصالات إلى محفظة التكنولوجيا أو الحد الأدنى من البصمة اللازمة لنشر شبكات 5G بفعالية من حيث التكلفة وحوسبة الحافة المدارة بواسطة السحابة في بيئة المؤسسة.

تقترح Microsoft نهجا مبسطا ل MEC كخدمة يجمع بين نظام أساسي سحابي عالمي فائق المقياس ومكونات الشبكات مثل نواة سحابية أصلية و5G مستقلة تعمل على تشغيل مجموعة من التطبيقات السحابية. يمكن هذا النهج المؤسسات من جمع البيانات من عبر شبكاتها ومعالجة البيانات الحساسة للتأخير بكفاءة على الحافة والاستفادة من القدرة على معالجة كميات كبيرة من البيانات على Azure.

فوائد شبكات 5G الخاصة

غير وصول 4G والوصول إلى أطياف مشتركة مثل CBRS في مناطق جغرافية محدودة اقتصاديات شبكة 5G الخاصة. حدث هذا التغيير لأنه مكن المؤسسات من النشر والتجربة باستخدام شبكات شبكة الجوال الخاصة المخصصة التي تستخدم تقنية الخلايا الصغيرة ووظائف الشبكة الظاهرية. توفر تحسينات 5G RAN والتحسينات الأساسية مجموعة أكثر ثراء من القدرات، بما في ذلك سرعات أسرع وزمن انتقال منخفض للغاية وأساليب أمان وكفاءة التكلفة. تعتبر خصائص 5G هذه بالغة الأهمية في صناعات مثل التصنيع والنقل، حيث تتطلب تحديات التغطية الجغرافية والتوسع في استخدام تطبيقات إنترنت الأشياء خصائص شبكة محسنة.

يمكن أن تستفيد صناعات عمودية متعددة من هذه الخصائص نفسها، كما هو موضح في الأقسام التالية.

تغطية موثوقة

تتطلب العديد من التطبيقات الصناعية والمؤسسات الاتصالية التي تتجاوز قيود التغطية لتقنيات الأسلاك وWi-Fi الشائعة في بيئات التكنولوجيا التشغيلية. استخدام أجهزة راديو 4G و5G للطيف المخصص للحد من التداخل الديناميكي وزيادة طاقة الإرسال، وقدرات التنقل المتأصلة، وتوفير أداء عال، وسعة عالية، والاتصال اللاسلكي الفعال من حيث التكلفة عبر المواقع الكبيرة. وتشمل هذه المواقع المطارات والموانئ والمناجم المفتوحة ومراكز التوزيع والحرم الجامعي ومواقع البناء. تعمل المرونة في استخدام خيارات الطيف المختلفة على تحسين معدلات التغطية والبيانات لكل من حالات الاستخدام الداخلية والخارجية.

معدل نقل أعلى

يمكن أن توفر تقنية 4G معدل النقل المطلوب من قبل العديد من تطبيقات الشبكة الخاصة. ولكن يمكن ل 5G تقديم معدل نقل 10 إلى 20 مرة من 4G، ما يوسع نطاق التطبيقات التي يمكن دعمها لاسلكيا. يمكن نشر خيارات الطيف القادمة مثل موجة الملليمتر للاستخدام الداخلي لتحسين كثافة أكبر من الأجهزة حتى عندما يتم توزيعها في بيئات RF صاخبة. يؤدي هذا إلى شبكة قابلة للتطوير.

زمن انتقال منخفض

توفر شبكات 5G زمن انتقال أقل من ترتيب شبكات 4G. زمن الانتقال المنخفض مهم للتطبيقات الحساسة للوقت مثل أنظمة التحكم الروبوتية، والتي عادة ما يكون لها ميزانيات زمن انتقال ذهابا وإيابا تبلغ 10 مللي ثانية أو أقل. يمكن أن تدعم شبكات 5G التي لديها تطبيقات موزعة في مرافق الحوسبة المحلية المتطورة بشكل مريح متطلبات زمن الانتقال هذه.

دعم الوصول المحدد

يدعم راديو 5G، حسب التصميم، الوصول المحدد. يضع هذا التصميم حدا أعلى مضمونا لزمن الانتقال والتشويه، وهو أمر مهم للعديد من أنواع التطبيقات. في هذه الفئة، 5G أقرب بكثير إلى أداء Ethernet السلكية. بسبب 5G، يمكن الآن إلغاء تقييد التطبيقات التي كانت تتطلب اتصالات سلكية.

ترجمة البيانات والخصوصية

وباستخدام شبكات الشركات التقليدية، يمكن للمؤسسات أن تحد بفعالية من تعرض البيانات لمناطق محددة مسورة جغرافيا. ومع ذلك، ومع اعتماد التكنولوجيات اللاسلكية على نطاق واسع، جاءت القدرة على الحد من تعرض البيانات بسعر تقييد الوصول. يمكن أن توفر شبكات 5G الخاصة، جنبا إلى جنب مع حوسبة الحافة، رؤية أفضل والتحكم في مكان الوصول إلى البيانات ومعالجتها. تمنح هذه الرؤية والتحكم المؤسسة مستوى أعلى بكثير من سيادة البيانات. تتيح شبكات 5G الخاصة وحوسبة الحافة الاحتفاظ بالمعلومات الحساسة للغاية مع زيادة الأمان محليا وعدم كشفها، حتى للمشغل، عبر اتصالات الشبكة الخارجية.

البساطة التشغيلية

يواجه المشغلون تنفيذ إصدارات متعددة من تقنية الشبكة، جنبا إلى جنب مع التحكم في الوصول ووظائف الأمان الأخرى بناء على الحاجة إلى الوصول السلكي، وشبكة Wi-Fi، وبشكل متزايد، الوصول إلى موارد الشركات عبر شبكات الجوال المستخدمة للوصول إلى الإنترنت. تمنح الشبكات اللاسلكية الخاصة فرق تكنولوجيا المعلومات للمؤسسات الفرصة لبناء بنية وصول مبسطة تعمل للموظفين داخل المكتب وخارجه.

مدخرات Backhaul

بعض أنواع التطبيقات الصناعية والمؤسساتية، مثل كاميرات الفيديو عالية الدقة للمراقبة أو التفتيش، تولد كميات كبيرة من البيانات. تتضمن هذه التطبيقات عادة مزيجا من التخزين والتحليل. عادة ما لا تكون حساسة للغاية لزمن الانتقال. ومع ذلك، من المنطقي نشر هذه التطبيقات في مرافق الحوسبة المحلية لتجنب التكلفة العالية لنسخ كميات كبيرة من البيانات إلى سحابة مركزية. تجعل شبكات 5G الخاصة هذا النشر ممكنا. الاتصال إلى المرافق السحابية المركزية يجب أن تتعامل مع البيانات الملخصة فقط، على سبيل المثال، معلومات حول الأحداث القابلة للتنفيذ التي تم اكتشافها بواسطة التحليل المحلي.

لا تسمح شبكات الجوال الخاصة 5G بالاحتفاظ بالبيانات محليا فقط. كما أنها تساعد المؤسسات على حماية نفسها من التهديدات التي تتعرض لها أمن المعلومات والاتصالات. تمتلك 5G آليات أمان مدمجة أكثر من أي جيل سابق من تكنولوجيا شبكة الجوال وتتضمن حماية محسنة من الهجمات المتطورة، مثل IMSI-catcher وStingray. باستخدام طبقات متعددة من أمان Azure المضمن وأدوات مثل Defender for Cloud، يمكن للمشغل نشر ومراقبة وتشغيل أحمال العمل والتطبيقات الهامة مع أمان محسن، حتى عند التشغيل على حافة العميل.

شبكة 5G الخاصة: دراسة حالة التصنيع

تقود الأجهزة الذكية والأتمتة والسحابة وتكنولوجيا شبكات الجوال المستخدمة للوصول إلى الإنترنت ثورة الصناعة 4.0. هذه الثورة، بدورها، تخلق الطلب على شبكات 5G الخاصة في صناعة التصنيع، وهي المستهلك الرئيسي لشبكات 5G الخاصة. يمكن أن توفر شبكات 5G الخاصة أساسا للمصنعين الذين يرغبون في توصيل الأجهزة الذكية واستخدام بيانات تتبع الاستخدام لدعم القرارات في الوقت الحقيقي وتحسين الكفاءة التشغيلية. تساعد القدرة على معالجة بيانات الشبكة بكفاءة في السحابة الشركات المصنعة بطرق متنوعة:

توقع الصيانة

  • جودة المراقبة والتعقب
  • الحد من ارتداء الجهاز، وتعطله، واختناقاته
  • تحسين كفاءة التشغيل

المصانع الذكية

  • تطبيقات المصنع الاتصال
  • تطبيقات سلامة الموظفين وإدارة جودة الهواء
  • التحكم في الوصول (الأمان) والتحليلات الذكية

عمليات التصنيع

  • إدارة الأصول والتصنيع الذكي والمخزون
  • تحسين الأداء ومراقبته
  • الرؤية التشغيلية الشاملة

يعد نهج Microsoft لشبكات 5G الخاصة مناسبا بشكل مثالي لتطبيقات IoT و Industry 4.0. تتيح القدرة على معالجة البيانات في نظام أساسي محلي واحد والبيانات الانتقائية الخلفية بذكاء للمعالجة في Azure اتخاذ القرارات والأتمتة في الوقت الفعلي مع زمن انتقال منخفض. كما يقلل الانخفاض في حركة المرور المهضة احتياطيا من التكاليف بالنسبة للمؤسسة والمشغل.

يساعد نموذج Azure ثقة معدومة على ضمان بقاء بيانات التصنيع آمنة أثناء انتقالها بين وظائف شبكة الجوال والمؤسسة والسحابة. كما أن تحسينات الأمان هذه تحرر المشغلين من مهمة تأمين بيانات العملاء أثناء النقل أو في التخزين.

مسار Telco إلى شبكات 5G الخاصة

توجد شبكات 5G الخاصة عند تقاطع الشبكة المحلية للمؤسسات التقليدية والشبكات الصناعية المتخصصة والشبكة المتنقلة العامة. إنها تمنح المشغلين فرصة لتوسيع نطاق خدمات 5G في أسواق جديدة.

عند النظر في كيفية نشر شبكات 5G الخاصة، ستبدو العديد من المؤسسات بشكل إيجابي على مشغلي شبكات الجوال كموردين محتملين. تنظر المؤسسات إلى المشغلين كشركاء موثوق بهم في الاتصالات، وقد تم بالفعل إنشاء العلاقات التجارية. يتمتع المشغلون بخبرة في نشر وتشغيل شبكات الجوال الآمنة والموثوقة. اعتمادا على ترخيص الطيف المحلي، قد يكون هناك شرط تنظيمي أو شرط الطيف ينص على أنه يجب على المؤسسة أن تشترك مع شركة اتصالات لنشر الجيل الخامس الخاص.

قد ينظر بعض مشغلي الشبكات إلى شبكات 5G الخاصة على أنها امتداد طبيعي لشبكات الجوال العامة الخاصة بهم. يمكنهم الاستفادة من أصول الشبكة الموجودة لديهم واستخدام تقطيع الشبكة لتقسيم حركة مرور الأجهزة المحمولة للمؤسسات بشكل آمن من الشبكات العامة. ومع ذلك، تريد المؤسسات شبكة مخصصة مع اتصال مترجم وتحكم أكثر مما يمكن أن تحصل عليه مع هذا النهج. والشبكات العامة مبنية في المقام الأول لخدمة سوق شبكات الجوال المستخدمة للوصول إلى الإنترنت. تم تحسينها بشكل كبير لهذا الغرض. ستضع تطبيقات المؤسسة طلبات جديدة ومختلفة على الشبكة، والتي لن توفر المرونة المطلوبة. تعتمد الصناعة شبكة لاسلكية خاصة قائمة على الحافة تسمح أيضا بالتكامل العميق مع شبكة المشغل. وينبغي للمؤسسات الاستفادة من مرونة 5G.

Diagram that shows how telcos provide Azure managed-edge networks and applications to global enterprises.

يتطلب حل شبكة 5G الخاص الذي يمكن أن يشعر المشغلون والمؤسسات بالثقة فيه ثلاث سمات رئيسية:

  • الاتصال المدار. تتمتع العديد من المؤسسات بخبرة في إدارة شبكة Wi-Fi ونقاط الوصول إلى الجوال. قليلون لديهم خبرة في تصميم الشبكة اللاسلكية 4G/5G وتنشيط SIM ونشر الحل من طرف إلى طرف. ويمثل هذا الوضع فرصة للمشغلين لإيجاد حل مدار للإذاعة والطيف لتلبية احتياجات المؤسسات.

  • الخدمات المدارة. يضيف الشريك الذي يمكنه توفير نشر وإدارة شبكات 5G الخاصة الشاملة وتطوير التطبيقات وتقديمها قيمة كبيرة للمؤسسة. يسمح نقل إدارة الحلول الإجمالية إلى بيئة مركزية مستندة إلى السحابة للمشغلين وموفري الخدمات المدارة بتقديم خدمات مدارة من طرف إلى طرف من موقع واحد. يعد الاستفادة من أتمتة البنيات المستندة إلى السحابة وأمانها ونطاقها أمرا ضروريا لتوفير نموذج واضح ل ROI للشركات لاعتماد شبكات 5G الخاصة.

  • التطبيقات المدارة. حالات الاستخدام لشبكات 5G الخاصة فريدة من نوعها مثل الشركات التي تخدمها. على سبيل المثال، لن يكون لمنصة حفر النفط عن بعد نفس مخاوف الشركة المصنعة للسيارة. لمعالجة حالات الاستخدام المتنوعة هذه، يجب أن تكون هناك مرونة وبساطة في كيفية تكوين الأنظمة الأساسية والشبكات المتطورة ونشرها وإدارتها.

يتم تبسيط تثبيت الشبكات اللاسلكية الخاصة وإدارتها باستخدام تطبيقات MEC المطلوبة لكل من المشغل والمؤسسة.

انتقل إلى الجزء الثاني: إنشاء شبكة 5G خاصة

المساهمون

تحتفظ Microsoft بهذه المقالة. وهي مكتوبة في الأصل من قبل المساهمين التاليين.

الكاتب الرئيسي:

المساهم الآخر:

لمشاهدة ملفات تعريف LinkedIn غير العامة، سجل الدخول إلى LinkedIn.

الخطوات التالية