بالطبع، شخص أقصى استخداماته نقل فيديو بدقّة 4K لن تهمّه كثيرًا الضجّة التي أحدثها URLLC، لكن لنتخيّل أنّ طبيب جرّاح يجري عمليّة جراحة عن بعد باستخدام روبوتات طبيّة دقيقة، هل تحتمل هذه الخطورة تأخير بمقدار 1 ثانية !!!!!
يشير مصطلح URLLC Ultra-Reliable Low Latency Communications إلى تلك الاتصالات الفائقة الموثوقية ذات التأخير الزمني المنخفض للغاية ويعدّ مفيدًا جدًّا للاتصالات ذات المهام الحرجة الدقيقة لأنّه يوفّر تنفيذًا تصل موثوقيته إلى 99.9999 % وهذا أحد أسباب التوجّه إلى شبكات الجيل الخامس والاهتمام بها.
إذًا، ما هو URLLC بالضبط؟ ولماذا أصبحت هذه التقنية أساسية في عالم الجيل الخامس من الاتصالات؟
تابع مقالنا الغنيّ حتّى النهاية، لأنّي أضمن لك أن تحصل عند نهاية القراءة على المعرفة الصحيحة حول تطبيقات 5G .
URLLC هو اختصار لـــ Ultra-Reliable Low Latency Communications، وهو سرعة إرسال الإشارة أو البيانات حيث يُطلق على الاتصالات التي تستجيب بموثوقية عالية جدًّا ومن تأخير (زمن انتقال) منخفض للغاية أي سرعة كبيرة .
إنّ الأجيال السابقة من شبكات الهاتف المحمول استوفت متطلّبات معيّنة لزمن الاستجابة الذي كنّا بحاجته، لكن اليوم لا تعتبر أيّ من هذه الأجيال مُرشّحة لتلبية احتياجات الصناعات الكبيرة في ظلّ التطوّر الرّهيب الذي تشهده الاتصالات و الأتمتة الصناعيّة والجراحة عن بُعد وغيرها من العمليات التي تلزمها السرعة والموثوقية العاليتين.
أحد أهم تطبيقات URLLC في شبكة 5G هي القيادة الذاتية Automated Driving التي تعجز شبكات الجيل الرابع عن تأمينها بسبب الحاجة إلى الدقة والسرعة وإلى عدد كبير من الأجهزة التي يجب أن تكون متّصلة مع بعضها البعض ومع الشبكة لضمان عدم حدوث أي حوادث أو مشكلات، حيث أنّ نسبة التأخير في 4G أعلى بكثير من نسبة التأخير في 5G .
إنّ أتمتة آلات المصانع وتطبيقات الواقع الافتراضي VR هي أمثلة واضحة وقليلة على الخدمات الرقميّة التي يجب أن يكون بها زمن الاستجابة (زمن الوصول) منخفض قدر الإمكان.
عند إجراء مكالمة دوليّة نلاحظ أنّ التأخير Delay أكبر منه عند إجراء مكالمة محليّة، والسبب في ذلك يعود إلى أن الإشارة تنتقل عبر المزيد من المعدّات والاتصالات ممّا يضيف زمنًا إضافيًّا زمن الوصول الإجماليّ، وهنا جاءت أهميّة التوصّل إلى تقنيات حديثة تغطّي هذه الضرورات وتأمين الاتصال الحقيقيّ بين المستخدمين والأجهزة .
يضمن الـــ URLLC الاتصال السريع كما يمكن الاعتماد عليه في التطبيقات التي تتطلّب تنفيذًا حرجًا ومزامنة في الوقت الفعليّ وبالتالي الاستجابة للخدمات بمستوى عالٍ من الموثوقية والأمان والسرعة وهذا ما يساهم في تطوّر وتقدّم العالم .
لقد حسّن الـــ URLLC تجربة المستخدم عندما انخفض ومن وصول البيانات بمعدّل 90% مقارنةً بزمن الوصول لشبكة 4G LTE ، وبالتالي تُوّفر URLLC أداءً أفضل للتطبيقات الحالية، مثل الألعاب عبر الإنترنت والبث المباشر، من خلال تقليل زمن الانتظار وتحسين الموثوقية.
تُقدّم خدمة URLLC – Ultra-Reliable Low Latency Communications إمكانيات هائلة لتطبيقات الاتصالات التي تتطلّب اتصالًا فوريٍّا ودقيقًا كثيرًا، ولذلك لا بدّ أنّها تعتمد على خوارزميات معيّنة مدروسة في تنفيذ المهام المتطوّرة. وأهمّ المفاهيم التي يعمل عليها URLLC:
يقوم المفهوم الأساسي لــ URLLC على تقسيم الشبكة والمقصود بتقسيم الشبكة استخدام عدّة شبكات على نفس البنية التحتية الفعلية بحيث كلّ قسم منها مُخصّص لمجموعة محددة من المستخدمين أو التطبيقات.
كيف يُفيد هذا في URLLC؟
يتيح تقسيم الشبكة زيادة الأمان وحماية البيانات باعتبار كلّ جزء من الشبكة المُقسّمة تُطبّق عليها خوارزميات الأمان الخاصة بها، كما يُفيد هذا التقسيم في منح مرونة أكبر في شبكات الجيل الخامس 5G لسهولة لتلبية الاحتياجات المختلفة بوقت مثاليّ.
وهي نطاقات ترددية محددة في شبكات الجيل الخامس مخصصة لتطبيقات URLL، تُوفر هذه النطاقات خصائص فريدة تُلبي متطلبات URLLC من موثوقية عالية، وزمن انتظار منخفض، و سرعة بيانات كبيرة.
| النطاق | تعريفه / صفته | مجاله | أهميّته |
| NR FR1 (Sub-6) | هو نطاق تردديّ واسع النطاق. | من 410 ميغاهرتز إلى 7125 ميغاهرتز . | يُعدّ مناسبًا لتطبيقات URLLC التي تتطلب انتشارًا واسعًا مثل Smart cities. |
| FR2 | هو نطاق عالي التردد. | من 24.45 ميغاهرتز إلى 52.6 ميغاهرتز . | يعدّ الخيار الأفضل عند الحاجة إلى التطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من البيانات مثل .VR |
تعني الموثوقية قدرة الشبكة على توفير اتصالات موثوقة وثابتة بين الأجهزة المتصلة دون حدوث أي انقطاعات أو فقدان للبيانات أي أنّها احتمال وصول البيانات بشكل صحيح في وقت ما.
ويتمّ تقييم مستوى الموثوقية بناءً على نسبة الفشل في الاتصال أو فقدان البيانات أو زمن الانتظار أو حتىّى التوافر أي مدى توافر النظام في الشبكة خلال لحظات زمنيّة معيّنة
وقد حسّنت شبكات الجيل الخامس الموثوقية في URLLC من خلال تخصيص الموارد ممّا يضمن وصول البيانات ذات الأولويّة الأعلى بشكل دقيق وكذلك تقليل التداخل وحماية المعلومات المُرسلة من الفقدان والتشويش. الكمون المنخفض Latency في URLLC
لتوضيح هذا المفهوم قبل تعريفه سأعطيك مثالًا واضحًا. لنفترض أنّك تلعب لعبة فيديو على الإنترنت:
| دون Latency | مع Latency |
| قد تواجه تأخيرًا بين الضغط على زر على جهاز التحكم ورؤية النتيجة على الشاشة. | لن يكون هناك تأخير تقريبًا، سترى النتيجة على الشاشة في نفس الوقت الذي تضغط فيه على الزر. |
|
|
إذًا، يُعرف الكون المنخفض (Low Latency) بأنّه الفترة الزمنية القصيرة بين إرسال البيانات من جهاز إلى آخر واستقبالها عبر الشبكة.
بمعنى آخر، هو الوقت الذي تستغرقه الإشارة للانتقال من جهاز إلى آخر عبر شبكة الاتصالات. إليك مقارنة بين الأجيال من حيث زمن الوصول:
| الجيل | 3G | 4G | 5G |
| زمن الوصول | 100 ميلي ثانية | 20-30 ميللي ثانية | 4-5 ميللي ثانية |
بفضل قدرة URLLC على تحقيق اتصالات فعّالة وموثوقة بتأخير منخفض،تعتبر تطبيقات URLLC ركيزة أساسية للابتكار والتقدّم التّقني في عالم الاتصالات الحديث، من أهمّها:
تجلّت الحاجة إلى تقنية الجيل الخامس 5G في في رغبتنا بنقل كميّات هائلة من البيانات بيننا وبين مختلف الأجهزة، وكذلك الحاجة إلى عدد ضخم من الأجهزة المتّصلة بالشبكة من أجل تطبيق خدمات خطيرة كما ودقيقة من المركبات الذاتية القيادة أو الجراحة عن بُعد وغيرها من التطبيقات، والأهم هو الحاجة إلى أقلّ تأخير ممكن بين الجهاز والبرج.
كيف يحصل هذا؟ وما هي المفاهيم الأساسية التي يقوم عليها الجيل الخامس 5G؟
والسؤال الأكثر انتشارًا: هل يستطيع الجيل الخامس تأمين سرعة كذلك مرونة في عدد الأجهزة كما وموثوقية في آن واحدٍ معًا؟
يشير هذا المصطلح إلى تأمين سرعات عالية جدًّا وتحميل بيانات ضخمة جدًّا، أي تعزيز النطاق العريض المتنقّل، هذه التطبيقات تحتاج إلى كميّات كبيرة من الداتا (Very High Throuput) مثل بثّّ فيديو عالي الوضوح والواقع المعزز والواقع الافتراضي VR.
باختصار شديد يمكن تعريفه : مليون جهاز متّصل بالشبكة في كلّ كيلومتر مربع، والتي تتطلب معدلات بيانات منخفضة و استهلاك طاقة منخفض.
اتصالات فائقة الموثوقية ومنخفضة التأخير، والتي تدعم الاتصالات ذات الأهمية البالغة لخدمات مثل السيارات المتطورة ذاتيًا والجراحة عن بعد. لنُجري مقارنة سريعة بينهم :
| الميزة | eMBB | mMTC | URLLC |
| التعريف | نطاق ترددي عريض وسرعة عالية | اتصال موثوق به لعدد هائل من الأجهزة | اتصال فوري ودقيق للغاية |
| السعة | أجهزة محدودة | عدد هائل من الأجهزة | بعض الأجهزة |
| زمن الانتظار | متوسط | متوسط إلى مرتفع | منخفض جدًا |
| الموثوقية | مرتفعة | مثالية | عالية للغاية |
| أمثلة عن التطبيقات | البث الفيديو عالي الدقة، الألعاب عبر الإنترنت، التحميل والتنزيل السريع. VR / AR / MR | المدن الذكية، الزراعة الذكية. IOT / Smart City | القيادة الذاتية، كما والجراحة عن بعد والاتمتة الصناعيّة. Automated Driving / IOV / V2X |
الشبكة الوحيدة القادرة على أعطاء هكذا نتائج وخصائص هي شبكة الجيل الخامس لأنّها تؤمن:
Very Low Latency -1
Number of Connected devices -2
تقدّم شبكات الجيل الخامس خدمات eMBB & mMTC & URLLC، إلا أنه ليس كل تطبيق يتطلّب الحصول على الخدمات الثلاثة معًا.
ففي بعض التطبيقات قد تكون خدمة eMBB كافية، كما وهناك تطبيقات تحتاج إلى خدمة URLLC، توفر كل تقنية الحلول الملائمة لأغراض مختلفة، إذ يمكن للفرد المستخدم أن يختار الخدمة التي تلبّي احتياجاته المحددة.
على سبيل المثال، الشخص الذي يلعب لعبة على الإنترنت قد يحتاج إلى سرعة اتصال عالية دون الحاجة إلى الموثوقية الفائقة، بينما قد يكون لدى آخرين احتياجات مختلفة تتطلب تقنية URLLC.
في النهاية وفي ختام مقالنا وجدنا أنّ خدمة URLLC تمكّننا من تحقيق اتصالات فورية وموثوقة بشكل جيّد.
من خلال فهم أهمية هذه التقنية في شبكات الجيل الخامس يمكننا الاستفادة من إمكانياتها الكبيرة في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
للمزيد من المعرفة حول تقنية الجيل الخامس، ندعوكم للانضمام إلى دورة الجيل الخامس لاكتساب المزيد من الفهم والتفاصيل حول 5G وما يقدّمه لنا من تقنيات حديثة. وللتواصل مع اتصالاتي يمكنك ذلك من هنا
Optimized by Seraphinite Accelerator