أنماط IBM Cloud: شبكة لاسلكية خاصة على IBM Cloud Satellite - مدونة IBM

يتعاون مقدمو خدمات الاتصالات (CSPs) مع المتوسعين الفائقين لتقديم شبكات لاسلكية خاصة يملكها ويديرها بالكامل من يقوم بإنشائها. توفر الشبكة اللاسلكية الخاصة (PWN) نفس نوع الاتصال الذي توفره الشبكات اللاسلكية العامة، ويجب على المؤسسات الموازنة بين إيجابيات وسلبيات الشبكات اللاسلكية الخاصة التي تستخدم تقنية 5G. من المهم فهم بعض الأنماط الشائعة، بالإضافة إلى الجوانب الإدارية لهذه الشبكات، بما في ذلك المكونات اللازمة لإنشاء شبكات PWN وبنيتها.  

مكونات الشبكة اللاسلكية الخاصة 

هناك العديد من المكونات التي تشكل شبكة لاسلكية خاصة، ولكن هذه هي العناصر الأساسية المطلوبة: 

• يشير الطيف إلى ترددات الراديو المستخدمة للاتصالات (والتي يتم تخصيصها من قبل الدولة). يعتمد اختيار الطيف الراديوي المرخص أو غير المرخص على متطلبات التغطية وظروف التداخل والامتثال التنظيمي. 

• جوهر الشبكة هو مركز التحكم الذي يوفر تبديل الحزم والتحكم في السياسة والمصادقة وإدارة الجلسة ووظيفة الوصول والتنقل والتوجيه وإدارة الشبكة. 

• تشتمل شبكة الوصول الراديوي (RAN) على وحدة مركزية افتراضية مفتوحة (vCU) ووحدة توزيع افتراضية (vDU) ووحدة راديو (RU) وبوابة وغيرها من المعدات التي تتيح الاتصال اللاسلكي بين أجهزة المستخدم النهائي ونواة الشبكة. موثوقة وفعالة وسلسة. 

عند بناء شبكة لاسلكية خاصة، هناك حاجة إلى عناصر تكميلية مثل التنسيق وضمان الخدمة والإدارة والمراقبة والأمن. تلعب هذه المكونات دورًا محوريًا في ضمان التشغيل السلس والتحسين والأمن للشبكة اللاسلكية الخاصة، مما يساهم في مرونتها وقدراتها عالية الأداء. 

هناك ثلاثة أنواع أساسية من الشركات التي تشارك في بناء هذه الحلول: 

• بائعو خدمات الاتصالات مثل Nokia وEricsson وSamsung وMavenir 
• Hyperscalers مثل IBM وAWS وAzure وGCP 

• مقدمو خدمات الاتصالات مثل AT&T وVerizon وTELUS 

يتعاون موردو الاتصالات مع موفري الخدمات السحابية لتوفير شبكات لاسلكية خاصة للمؤسسات إما بشكل مباشر أو من خلال موفري خدمات الاتصالات أو شركاء تكامل الأنظمة (SI). 

الشكل 1. المكونات المتعلقة بالشبكة الخاصة بالشبكة اللاسلكية الخاصة 

يوضح الشكل 1 مكونات الشبكة التي قد يحتاجها مزود الخدمة السحابية حتى يتمكنوا من مساعدة العملاء في تكوين شبكة لاسلكية خاصة. هذه هي المكونات القياسية المتعلقة بالشبكة والتي يستخدمها مقدمو خدمات الاتصالات للنشر. تاريخيًا، تم إنشاء العديد من هذه العناصر باستخدام أجهزة مخصصة. ومع ذلك، فقد حدث تحول كبير، مع تزايد عدد هذه المكونات التي تنتقل إلى نموذج سحابي أصلي قائم على البرمجيات: شبكة الوصول الراديوي الافتراضية (في معظم الحالات في حاويات) التي تتضمن مكونات ذات صلة مثل وحدة vCU ووحدة vDU ووحدة التحكم الافتراضية. جوهر الشبكة الافتراضية. 

يتم عرض بنية vDU التمثيلية القائمة على الحاوية كمثال في الشكل 2 لإعطاء القارئ فكرة عن كيفية استبدال البرامج للأجهزة المخصصة المصممة لهذا الغرض في مكونات الشبكة. يوضح الشكل 2 أيضًا المكونات الموجودة في البنية القائمة على الخدمة الأساسية لشبكة الجيل الخامس. جميع المكونات إما افتراضية أو في حاويات. وهذا أمر مهم لأنه أتاح للمتوسعين الفائقين فرصة كبيرة في مساحة تهيمن عليها شركات الاتصالات. 

الشكل 2: بنية vDU و المكونات الأساسية 5G  

ويتعلق النصف الآخر من الحل بمكونات البرامج، التي يقدمها موفرو الخدمات السحابية لتعزيز الحل وإكماله. يمكن أن تتراوح من البرامج النصية للأتمتة إلى التنسيق إلى ضمان الخدمة وحتى المراقبة والتسجيل. الجانب الأكثر أهمية هو أن برنامج Hyperscaler يوفر النظام الأساسي السحابي لاستضافة الحل والخدمات السحابية المقابلة. وتظهر هذه في الشكل 3 كمربعات باللون البيج.  

الشكل 3. وظائف الدعم المتعلقة بالبرمجيات للشبكة اللاسلكية الخاصة 

فوائد الشبكات اللاسلكية الخاصة 

يمكن نشر هذه الشبكات المستقلة في البيئات الصناعية مثل أرضيات ورش التصنيع والمستودعات اللوجستية والمستشفيات الكبيرة والملاعب الرياضية وحرم المؤسسات. لا يتعين على الشركات تلبية قيود الشبكة العامة. وبدلاً من ذلك، يمكنهم النشر والتحكم في شبكة خاصة تلبي احتياجاتهم المحددة. 

يصور الشكل 4 بنية نموذجية حيث يتم نشر الشبكة اللاسلكية الخاصة التي تشتمل على 5G RAN و5G core، إلى جانب تطبيقات الحافة، على منصة فائقة التوسع. أحد المتطلبات الرئيسية هو أن يتم نشر PWN محليًا. هذه الطوبولوجيا تناسب آي بي إم كلاود ساتلايت® حيث يمكن أن يكون الموقع المحلي هو موقع IBM Cloud Satellite المتصل بـ آي بي إم كلاود® المنطقة عبر رابط IBM Cloud Satellite الآمن. يمكن أن يخدم هذا التصميم عملاء المؤسسات الذين يبحثون عن القرب من مكونات شبكة 5G المطلوبة، والتي توفر زمن وصول منخفض وقدرة إنتاجية عالية.  

الشكل 4. رسم تخطيطي لشبكة لاسلكية خاصة  

يلبي نمط البنية هذا متطلبات خدمة المستخدمين النهائيين والأجهزة والتطبيقات بشكل أقرب إلى مكان تواجدهم. لدعم حالات الاستخدام ذات المهام الحرجة في الوقت الحقيقي، يتم وضع تطبيقات مستوى المستخدم في موقع IBM Cloud Satellite. يمكن أن تكون مواقع الأقمار الصناعية هذه عبارة عن مركز بيانات محلي أو أي موقع سحابي عام.  

تصميم شبكة لاسلكية خاصة في IBM Cloud 

من خلال تنفيذ شبكة 5G خاصة، يمكن للمؤسسات الكبيرة جلب شبكة 5G مخصصة إلى منشآتها والحفاظ عليها آمنة أثناء استخدام ميزاتها عالية السرعة وعرض النطاق الترددي العالي وزمن الوصول المنخفض. مثل معظم حلول الشبكات، هناك جزأين لهذا الأمر: المكونات "المدارة من" والمكونات "المدارة من". تتم استضافة المكونات "المدارة من" في سحابة Hyperscalers الشريكة، وتكون المكونات "المدارة من" عادةً في مقر المؤسسة مع اتصال آمن عالي السرعة بين هذين الموقعين. في المثال الخاص بنا، يستضيف IBM Cloud المكونات "المدارة من" بينما يقوم موقع القمر الصناعي بتشغيل المكونات "المدارة من".  

يوضح الشكل 5 نمطًا يتم فيه نشر الشبكة اللاسلكية الخاصة محليًا على اليسار (في موقع IBM Cloud Satellite "البعيد"). يمكن لأحمال العمل التي يتم تشغيلها في موقع القمر الصناعي هذا الوصول إلى خدمات الدعم المستضافة في IBM Cloud على اليمين. تظهر مكونات الشبكة التي تقدمها شركة الاتصالات باللون الأزرق. يتم نشر معظمها في موقع القمر الصناعي، ولكن يمكن تشغيل بعض أنظمة إدارة شركات الاتصالات في السحابة ويمكن أن توفر إمكانية تعدد الإيجارات لدعم العديد من المؤسسات. 

الشكل 5. بنية الشبكة اللاسلكية الخاصة في موقع IBM Cloud Satellite المحلي 

تخيل مصنعًا يحتوي على أنواع مختلفة من الروبوتات المتحركة والثابتة وغيرها من الأجهزة القابلة للبرمجة العاملة داخل المصنع. يمكن للشركة اختيار استخدام شبكة لاسلكية خاصة لأن ذلك سيؤدي إلى تسريع الاتصالات البينية اللازمة لتشغيل الأجهزة مع الحفاظ على أمان الأشياء.  

في مثل هذا السيناريو، يمكن تكوين مصنع التصنيع كموقع IBM Cloud Satellite البعيد الذي يقوم بتشغيل أعباء العمل المطلوبة والمكونات المتعلقة بالسحابة محليا. والأهم من ذلك، سيتم توفير اتصال الشبكة المطلوب في الموقع بواسطة PWN. يمكن تكرار هذا الإعداد في وحدات التصنيع الأخرى للشركة أو الموردين الشركاء لها، في جميع أنحاء الولاية أو البلد. سيكون لكل وحدة PWN الخاصة بها وسيتم تكوينها كموقع IBM Cloud Satellite. ستتم إدارة جميع مواقع الأقمار الصناعية هذه من منطقة IBM Cloud. 

يوجد مستوى تحكم رئيسي يعمل في IBM Cloud والذي يراقب جميع مواقع الأقمار الصناعية ويوفر خدمات التسجيل والأمن المركزية كجزء من الخدمات المدارة. يعتني مهندسو موثوقية موقع IBM Cloud Site بجميع ترقيات النظام وتصحيحه. ذكرنا أن رابط القمر الصناعي بين موقع IBM Cloud Satellite وIBM Cloud هو نفق TLS 1.3 غني بالأمان. يمكن للمؤسسات أيضًا الاستفادة من خدمة Direct Link من IBM للاتصال. ستلاحظ أن جميع اتصالات الشبكة الموضحة في هذا الهيكل آمنة.   

إن Cloud Pak for Network Automation (CP4NA) من IBM، جنبًا إلى جنب مع نظام إدارة العناصر من شركة الاتصالات، سيوفر وظائف تنسيق الخدمة وضمان الخدمة. سيوفر IBM Cloud خدمات المراقبة والتسجيل إلى جانب إدارة الوصول إلى الهوية للوصول إلى البيئة السحابية. ويمكن توفير خدمات إضافية لمراقبة الشبكة بواسطة مقدم خدمة الاتصالات (CSP). وهذا يؤكد الحاجة إلى أن يعمل مزود الخدمة السحابية بشكل وثيق مع بائع الاتصالات. من منظور المؤسسة، تعمل واجهة المستخدم الخاصة بالمؤسسة على إخفاء التعقيد، حيث توفر واجهة موحدة للإدارة المبسطة وتوفير الخدمات والمراقبة والتسجيل الشاملين. تعمل واجهة المستخدم هذه كمركز تحكم فردي، مما يعمل على تبسيط العمليات وتعزيز الكفاءة العامة. 

يمكن للشركات التي ترغب في إنشاء شبكة لاسلكية خاصة أن تفعل ذلك بنفسها أو الاستعانة بمصادر خارجية لمتخصص فائق السرعة مثل IBM. ينتهي الأمر بـ Hyperscalers إلى الشراكة مع CSP لبناء هذه الشبكات وإدارتها. من المهم جدًا التأكد من أن الشبكة مبنية على منصة مرنة ويمكن توسيع نطاقها في المستقبل. على الرغم من أن الشركات يجب أن تكون على دراية بالتكاليف، إلا أن المزيد من الشركات تختار شبكات PWN لأنها توفر بديلاً آمنًا وموثوقًا للشبكة العامة. 

تعرف على المزيد عن IBM Cloud Pak for Network Automation