شبكات الوصول الهجينة

تشير شبكات الوصول الهجينة إلى بنية خاصة لشبكات الوصول ذات النطاق العريض، حيث يتم دمج تقنيتين شبكيتين مختلفتين لتحسين عرض النطاق الترددي. ومن الدوافع الشائعة لإنشاء هذه الشبكات دمج شبكة xDSL مع شبكة لاسلكية مثل LTE . هذه التقنية عامة ويمكن تطبيقها لدمج أنواع مختلفة من شبكات الوصول مثل DOCSIS و WiMAX و 5G أو الشبكات الفضائية. وقد حدد منتدى النطاق العريض بنية ^{[ 1 ]} كإطار عمل لنشر هذه الشبكات المتقاربة.

من أهم دوافع إنشاء شبكات الوصول الهجينة توفير خدمات إنترنت أسرع في المناطق الريفية، حيث لا يكون من المجدي اقتصاديًا دائمًا نشر تقنيات xDSL الأسرع، مثل G.Fast أو VDSL2، التي لا تغطي مسافات طويلة بين خزانة التوزيع والمنزل. وقد ألزمت عدة حكومات، لا سيما في أوروبا، مشغلي الشبكات بتوفير خدمات إنترنت سريعة لجميع السكان بسرعة لا تقل عن 30 ميجابت في الثانية بحلول عام 2020. ^{[ 2 ]}

تتمثل حالة الاستخدام الثانية في تحسين موثوقية وصلة الوصول نظرًا لأنه من غير المحتمل أن تفشل كل من شبكة xDSL والشبكة اللاسلكية في نفس الوقت.

أما الدافع الثالث فهو سرعة بدء الخدمة. إذ يمكن للعميل تثبيت نظام الوصول إلى الشبكة الهجينة واستخدام الجزء اللاسلكي فوراً بينما يقوم مشغل الشبكة بتثبيت الجزء السلكي.

يُحدد منتدى النطاق العريض عدة تقنيات لإنشاء شبكات وصول هجينة. ولتوضيحها، نفترض أن المستخدم النهائي لديه جهاز توجيه هجين ( معدات مقر العميل ) متصل بشبكة وصول سلكية مثل xDSL وأخرى لاسلكية مثل LTE . توجد احتمالات أخرى، كأن يمتلك المستخدم النهائي جهازَي توجيه مختلفين متصلين بكابل بدلاً من جهاز توجيه هجين واحد.

يتمثل سيناريو النشر الأول في قيام مشغل الشبكة بتوفير جهاز توجيه CPE هجين لكل مشترك، دون الحاجة إلى أي معدات متخصصة في شبكة المشغل. يوجد تكوينان محتملان لعناوين IP . يتمثل السيناريو الأول في تخصيص عناوين IP مختلفة للواجهات السلكية واللاسلكية. في هذه الحالة، يحتاج جهاز التوجيه الهجين CPE إلى موازنة أحمال الحزم بذكاء عبر الشبكتين. وعلى وجه الخصوص، يجب عليه ضمان إرسال جميع الحزم التابعة لاتصال TCP معين عبر نفس الواجهة. أما السيناريو الثاني، فيتمثل في تخصيص نفس عنوان IP لكل من الشبكتين السلكية واللاسلكية، وتكوين التوجيه في هاتين الشبكتين لضمان توجيه الحزم بشكل صحيح.

يتمثل سيناريو النشر الثاني في قيام مشغل الشبكة بتزويد كل مشترك بجهاز توجيه CPE هجين، وتثبيت بوابة تجميع هجينة (HAG) داخل شبكات الوصول الخاصة به. تلعب بوابة التجميع الهجينة دورًا هامًا في موازنة الحزم المرسلة من وإلى جهاز التوجيه الهجين عبر شبكتي الوصول. تم تعريف ونشر تقنيتين لتمكين أجهزة التوجيه الهجينة من التفاعل مع بوابات التجميع الهجينة. يتمثل الهدف الرئيسي لهاتين التقنيتين في الاستخدام الأمثل لوصلتي الوصول حتى في حال اختلاف زمن التأخير وعرض النطاق الترددي. تتمثل إحدى الصعوبات التقنية التي تظهر عند توزيع الحزم عبر هذه الوصلات غير المتجانسة في الكشف الدقيق عن الازدحام، لا سيما في الشبكة اللاسلكية التي قد يتغير عرض نطاقها الترددي بسرعة، والتعامل مع إعادة ترتيب الحزم الناتجة عن اختلاف زمن التأخير. يستخدم أحد الأساليب أنفاق GRE ^{[ 3 ]} لإخفاء الوصلتين عن بروتوكول الطبقة العليا. يحتاج كل من جهاز التوجيه الهجين وبوابة التجميع الهجينة إلى إعادة ترتيب الحزم المستلمة لضمان استلام بروتوكول TCP للحزم بالتسلسل الصحيح. يستخدم النهج الثاني بروتوكول TCP متعدد المسارات (MPTCP )، وهو امتداد حديث لبروتوكول TCP مصمم لتمكين نقل الحزم التابعة لجلسة واحدة عبر روابط مختلفة. يستفيد هذا النهج من قدرة MPTCP على التعامل بكفاءة مع الازدحام وإعادة ترتيب الحزم على روابط الوصول غير المتجانسة. يتطلب MPTCP دعمًا من كلٍّ من المضيف والخادم. ^{[ 4 ]} تم تحديد نهجين للتفاعلات بين موجه CPE الهجين وبوابة التجميع الهجينة. يُستخدم الوضع الشفاف ^{[ 5 ]} عندما توضع بوابة التجميع الهجينة على مسار جميع الحزم المرسلة من موجه CPE الهجين. بخلاف ذلك، تتضمن بوابة التجميع الهجينة محول TCP كما هو موضح في ^{[ 6 ]} . ترد تفاصيل إضافية حول شبكات الوصول الهجينة ونشرها في ^{[ 7 ].}

بدأت عمليات النشر التجارية الأولى في عام 2015. ^{[ 8 ]} تم توثيق العديد من عمليات نشر شبكات الوصول الهجينة بالفعل.

• قامت شركة دويتشه تيليكوم بنشر شبكات الوصول الهجينة باستخدام أنفاق GRE ^{[ 9 ]}
• كما قامت شركة Free الفرنسية لمزود خدمة الإنترنت بنشر شبكات الوصول الهجينة في فرنسا ^{[ 10 ].}
• قامت شركة بروكسيموس بنشر شبكات وصول هجينة في بلجيكا؛ ^{[ 11 ]} وقامت شركة تيليا بنشر شبكات وصول هجينة في ليتوانيا ^{[ 12 ]} وفنلندا؛ ^{[ 13 ]} وقامت شركة بي تي ^{[ 14 ] بنشر تقنية تعزيز سرعة الجيل الرابع الهجينة للشركات الصغيرة والمتوسطة في المملكة المتحدة؛ [ 15 ]} وقامت شركة جو مالطا ^{[ 16 ]} بنشر شبكة وصول هجينة في مالطا ؛ ^{[ 17 ]} وقامت شركة كي بي إن بنشر شبكات وصول هجينة باستخدام بروتوكول TCP متعدد المسارات . ^{[ 18 ]} يتوفر هذا الحل لـ 440,000 عنوان ^{[ 19 ]} باستخدام بروتوكول TCP متعدد المسارات ، الذي توفره شركة تيساريس. تم نقل تقنية الوصول الهجينة إلى شركة وافينت البلجيكية في عام 2024. ^{[ 20 ]}