شبكة ذكية

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الشبكة الذكية ( IN ) هي بنية الشبكة القياسية المحددة في توصيات سلسلة ITU-T Q.1200. [ 1 ] وهي مصممة لشبكات الاتصالات الثابتة والمتنقلة على حد سواء . وتتيح لمشغلي الشبكات تمييز أنفسهم من خلال تقديم خدمات ذات قيمة مضافة إلى جانب خدمات الاتصالات القياسية مثل شبكة الهاتف العامة (PSTN ) وشبكة الخدمات الرقمية المتكاملة (ISDN) على الشبكات الثابتة، وخدمات GSM على الهواتف المحمولة أو الأجهزة المحمولة الأخرى.

تُوفّر عقد الشبكة في طبقة الخدمة ، وهي طبقة منفصلة عن طبقة التبديل في الشبكة الأساسية ، المعلومات اللازمة، وذلك على عكس الحلول القائمة على المعلومات في محولات أو معدات الشبكة الأساسية. وعادةً ما تكون عقد الشبكة الذكية مملوكة لمزودي خدمات الاتصالات، مثل شركات الهاتف الثابت أو مشغلي شبكات الهاتف المحمول .

يتم دعم IN بواسطة بروتوكول نظام الإشارة رقم 7 (SS7) بين مراكز تبديل الشبكة وعقد الشبكة الأخرى المملوكة لمشغلي الشبكة.

أمثلة على خدمات الشبكة الذكية

التاريخ والمفاهيم الأساسية

طُوِّرت مفاهيم وبنية وبروتوكولات شبكة الاتصالات المتكاملة (IN) في الأصل كمعايير من قِبَل لجنة التقييس التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) ؛ وقبل ذلك، كان لدى عدد من مزودي خدمات الاتصالات تطبيقات خاصة بهم. [ 2 ] كان الهدف الرئيسي من شبكة الاتصالات المتكاملة هو تحسين خدمات الهاتف الأساسية التي تقدمها شبكات الاتصالات التقليدية، والتي كانت تقتصر عادةً على إجراء واستقبال المكالمات الصوتية، وأحيانًا مع تحويل المكالمات. ومن شأن هذه الخدمات الأساسية أن توفر قاعدةً يمكن للمشغلين من خلالها بناء خدمات إضافية إلى جانب تلك الموجودة بالفعل في مقسم الهاتف القياسي .

ظهر وصفٌ كاملٌ لشبكة الإنترنت (IN) في مجموعة من معايير الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) المسماة Q.1210 إلى Q.1219 ، أو مجموعة القدرات الأولى (CS-1) كما عُرفت لاحقًا. حددت هذه المعايير بنيةً كاملةً تشمل الرؤية المعمارية، وآلات الحالة، والتنفيذ المادي، والبروتوكولات. وقد لاقت هذه المعايير قبولًا عالميًا من قِبل موردي ومشغلي الاتصالات، على الرغم من وجود العديد من الصيغ المُشتقة لاستخدامها في مناطق مختلفة من العالم (انظر الصيغ أدناه).

بعد نجاح معيار CS-1، تم إدخال تحسينات إضافية في شكل معيار CS-2. وعلى الرغم من اكتمال المعايير، إلا أنها لم تُطبق على نطاق واسع مثل معيار CS-1، ويعود ذلك جزئيًا إلى زيادة قوة المتغيرات، ولكن أيضًا جزئيًا لأنها عالجت مشكلات دفعت مقاسم الهاتف التقليدية إلى حدودها القصوى.

كان الدافع الرئيسي وراء تطوير شبكة البنية التحتية للشبكات (IN) هو الحاجة إلى طريقة أكثر مرونة لإضافة خدمات متطورة إلى الشبكة الحالية. قبل تطوير شبكة البنية التحتية للشبكات، كان لا بد من تنفيذ جميع الميزات والخدمات الجديدة مباشرةً في أنظمة التبديل الأساسية. وقد أدى ذلك إلى دورات إصدار طويلة، حيث كان اختبار البرمجيات يتطلب نطاقًا واسعًا ودقة متناهية لمنع تعطل الشبكة. مع ظهور شبكة البنية التحتية للشبكات، نُقلت معظم هذه الخدمات (مثل الأرقام المجانية وإمكانية نقل الأرقام جغرافيًا) من أنظمة التبديل الأساسية إلى عُقد مستقلة، مما أدى إلى إنشاء شبكة معيارية وأكثر أمانًا، سمحت لمزودي الخدمة بتطوير نسخ مُعدّلة وخدمات ذات قيمة مضافة لشبكاتهم دون الحاجة إلى تقديم طلب إلى مُصنِّع نظام التبديل الأساسي وانتظار عملية التطوير الطويلة. كان الاستخدام الأولي لتقنية شبكة البنية التحتية للشبكات هو خدمات ترجمة الأرقام، على سبيل المثال عند ترجمة الأرقام المجانية إلى أرقام شبكة الهاتف العامة (PSTN )؛ ومنذ ذلك الحين، بُنيت خدمات أكثر تعقيدًا على شبكة البنية التحتية للشبكات، مثل خدمات الإشارات المحلية المخصصة (CLASS) ومكالمات الهاتف المدفوعة مسبقًا.

بنية SS7

ترتبط المفاهيم الرئيسية (الرؤية الوظيفية) المحيطة بخدمات أو بنية IN ببنية SS7 :

  • تقع وظيفة تحويل الخدمة (SSF) أو نقطة تحويل الخدمة (SSP) بجوار مقسم الهاتف، وتعمل كنقطة انطلاق لتفعيل خدمات إضافية أثناء المكالمة. تُنفذ نقطة تحويل الخدمة (SSP) آلة حالة المكالمة الأساسية (BCSM)، وهي آلة ذات حالات محدودة تُمثل عرضًا مجردًا للمكالمة من بدايتها إلى نهايتها (رفع السماعة، طلب الرقم، الرد، عدم الرد، انشغال الخط، إنهاء المكالمة، إلخ). عند كل حالة، يواجه المقسم نقاط الكشف (DPs) التي قد تُرسل عندها نقطة تحويل الخدمة (SSP) استعلامًا إلى نقطة التحكم في الخدمة (SCP) لانتظار تعليمات إضافية حول كيفية المتابعة. يُسمى هذا الاستعلام عادةً "نقطة التفعيل". يُحدد المشغل معايير التفعيل، وقد تشمل رقم المتصل أو الرقم المطلوب. تتولى وظيفة تحويل الخدمة (SSF) مسؤولية التحكم في المكالمات التي تتطلب خدمات ذات قيمة مضافة.
  • وظيفة التحكم بالخدمة (SCF) أو نقطة التحكم بالخدمة (SCP) عبارة عن مجموعة منفصلة من المنصات التي تستقبل الاستعلامات من نقطة خدمة الخدمة (SSP). تحتوي نقطة التحكم بالخدمة على منطق الخدمة الذي يُنفذ السلوك المطلوب من قِبل المشغل، أي الخدمات. أثناء معالجة منطق الخدمة، قد يتم الحصول على بيانات إضافية مطلوبة لمعالجة المكالمة من وظيفة التحكم بالخدمة (SDF). يتم إنشاء المنطق على نقطة التحكم بالخدمة باستخدام وحدة التحكم بالخدمة (SCE).
  • وظيفة بيانات الخدمة (SDF) أو نقطة بيانات الخدمة (SDP) هي قاعدة بيانات تحتوي على بيانات إضافية للمشترك، أو بيانات أخرى مطلوبة لمعالجة المكالمة. على سبيل المثال، قد يتم تخزين رصيد المشترك المدفوع مسبقًا المتبقي في وظيفة بيانات الخدمة (SDF) ليتم الاستعلام عنه في الوقت الفعلي أثناء المكالمة. قد تكون وظيفة بيانات الخدمة (SDF) منصة منفصلة أو موجودة في نفس موقع نقطة خدمة الاتصالات (SCP).
  • وظيفة إدارة الخدمة (SMF) أو نقطة إدارة الخدمة (SMP) هي منصة أو مجموعة منصات يستخدمها المشغلون لمراقبة وإدارة خدمات الشبكة الداخلية. تحتوي على قاعدة بيانات الإدارة التي تخزن تكوين الخدمات، وتجمع الإحصائيات والإنذارات، وتخزن تقارير بيانات المكالمات وتقارير بيانات الأحداث.
  • بيئة إنشاء الخدمات (SCE) هي بيئة التطوير المستخدمة لإنشاء الخدمات الموجودة على منصة إنشاء الخدمات (SCP). على الرغم من أن المعايير تسمح باستخدام أي نوع من البيئات، إلا أنه من النادر رؤية لغات برمجة منخفضة المستوى مثل لغة C. بدلاً من ذلك، تُستخدم لغات رسومية خاصة لتمكين مهندسي الاتصالات من إنشاء الخدمات مباشرةً. عادةً ما تكون هذه اللغات من الجيل الرابع ، ويمكن للمهندس استخدام واجهة رسومية لإنشاء خدمة أو تعديلها.
  • وظيفة الموارد المتخصصة (SRF) أو الجهاز الطرفي الذكي (IP) هي عقدة يمكنها الاتصال بكل من SSP و SCP وتقديم موارد خاصة إلى المكالمة، تتعلق في الغالب بالاتصال الصوتي، على سبيل المثال تشغيل الإعلانات الصوتية أو جمع نغمات DTMF من المستخدم.

البروتوكولات

تستخدم العناصر الأساسية المذكورة أعلاه بروتوكولات قياسية للتواصل فيما بينها. ويتيح استخدام هذه البروتوكولات القياسية لمختلف المصنّعين التركيز على أجزاء مختلفة من البنية، مع ضمان عملها معًا بسلاسة في أي تركيبة.

تعتمد واجهات الربط بين بروتوكول SSP وبروتوكول SCP على معيار SS7 ، وتتشابه مع بروتوكولات TCP/IP . تُطبّق بروتوكولات SS7 جزءًا كبيرًا من نموذج OSI ذي الطبقات السبع . هذا يعني أن معايير الشبكات الذكية (IN) اقتصرت على تحديد طبقة التطبيق ، والتي تُسمى جزء تطبيق الشبكات الذكية ( INAP ). تُشفّر رسائل INAP باستخدام معيار ASN.1 .

تُعرّف المعايير واجهة الربط بين بروتوكول التحكم في الخدمة (SCP) وبروتوكول وصف الخدمة (SDP) بأنها بروتوكول الوصول إلى الدليل X.500 أو DAP. وقد ظهرت واجهة أخف وزنًا تُسمى LDAP من قِبل فريق هندسة الإنترنت (IETF) ، وهي أسهل بكثير في التنفيذ، لذا اعتمدتها العديد من بروتوكولات التحكم في الخدمة (SCPs) بدلاً من ذلك.

المتغيرات

تم اعتماد مواصفات CS-1 الأساسية وتوسيعها من قبل هيئات معايير أخرى. طوّر المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) نسخًا أوروبية ، بينما طوّر المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) نسخًا أمريكية ، وتوجد أيضًا نسخ يابانية. كان السبب الرئيسي لإنتاج نسخ مختلفة في كل منطقة هو ضمان التوافق التشغيلي بين المعدات المصنعة والمستخدمة محليًا (على سبيل المثال، توجد إصدارات مختلفة من بروتوكولات SS7 الأساسية بين المناطق).

أُضيفت وظائف جديدة، ما أدى إلى اختلاف بعض المتغيرات عن بعضها البعض وعن معيار الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) الرئيسي. وكان أبرز هذه المتغيرات ما يُعرف باسم " التطبيقات المُخصصة لشبكات الهاتف المحمول - منطق مُحسّن" (CAMEL اختصارًا). وقد أتاح هذا إمكانية توسيع نطاق التطبيق ليشمل بيئة الهاتف المحمول ، كما مكّن مُشغّلي شبكات الهاتف المحمول من تقديم خدمات الشبكة الداخلية (IN) نفسها للمشتركين أثناء تجوالهم كما يتلقونها على شبكتهم المحلية.

أصبح معيار CAMEL معيارًا رئيسيًا بحد ذاته، وتتولى منظمة 3GPP صيانته حاليًا . وكان آخر إصدار رئيسي لهذا المعيار هو المرحلة الرابعة من CAMEL. وهو المعيار الوحيد لشبكات الجيل الخامس الذي يجري العمل عليه حاليًا بشكل فعّال.

طوّرت شركة بيلكور (التي أصبحت لاحقًا تيلكورديا تكنولوجيز ) الشبكة الذكية المتقدمة (AIN) كنسخة معدلة من الشبكة الذكية لأمريكا الشمالية، وقامت بتوحيد معاييرها نيابةً عن كبرى شركات الاتصالات الأمريكية. كان الهدف الأصلي من AIN هو الإصدار 1.0، الذي تم تحديده في أوائل التسعينيات ( الإصدار 1 من AIN ، بيلكور SR-NWT-002247، 1993). [ 3 ] إلا أن تطبيق AIN 1.0 أثبت عدم جدواه التقنية، مما أدى إلى وضع مواصفات مبسطة للإصدارين 0.1 و0.2. في أمريكا الشمالية، تُستخدم بروتوكولات تيلكورديا SR-3511 (المعروفة سابقًا باسم TA-1129+) [ 4 ] وGR-1129-CORE لربط المحولات بأنظمة الشبكة الذكية، مثل نقاط التحكم بالخدمة (SCPs) أو عقد الخدمة. [ 5 ] يوضح SR-3511 بروتوكولًا قائمًا على TCP/IP يربط مباشرةً بين نقطة التحكم في الخدمة (SCP) وعقدة الخدمة. [ 4 ] يوفر GR-1129-CORE متطلبات عامة لبروتوكول قائم على ISDN يربط بين نقطة التحكم في الخدمة (SCP) وعقدة الخدمة عبر نقطة الخدمة الفرعية (SSP). [ 5 ]

مستقبل

رغم تراجع النشاط في تطوير معايير شبكات المعلومات في السنوات الأخيرة، إلا أن هناك العديد من الأنظمة المنتشرة حول العالم التي تستخدم هذه التقنية. وقد أثبتت هذه البنية أنها ليست مستقرة فحسب، بل مصدر دخل مستمر مع إضافة خدمات جديدة باستمرار. ويواصل المصنّعون دعم المعدات، ولا يمثل التقادم مشكلة.

مع ذلك، ظهرت تقنيات وهياكل جديدة، لا سيما في مجال بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت (VoIP) وبروتوكول بدء الجلسة (SIP) . ويتزايد الاهتمام باستخدام واجهات برمجة التطبيقات (APIs) بدلاً من بروتوكولات مثل INAP، كما ظهرت معايير جديدة مثل JAIN و Parlay . من الناحية التقنية، بدأ نظام SCE بالابتعاد عن أصوله الرسومية الاحتكارية نحو بيئة خادم تطبيقات جافا .

يتطور مفهوم "الشبكة الذكية" بمرور الوقت، مدفوعًا بشكل كبير بالتطورات الهائلة في مجال الحوسبة والخوارزميات. من الشبكات المحسّنة بخوارزميات أكثر مرونة وبروتوكولات أكثر تطورًا، إلى الشبكات المصممة باستخدام نماذج تعتمد على البيانات [ 6 ] وصولًا إلى الشبكات المدعومة بالذكاء الاصطناعي. [ 7 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ "Q.1200  : هيكل التوصية العامة للشبكة الذكية" . الاتحاد الدولي للاتصالات . 2007-05-14.
  2. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 4191860 ، "طريقة معالجة مكالمات الاتصال بقاعدة البيانات" 
  3. ↑ "SR-NWT-002247" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-10-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-03-16 .
  4. 1 2 "SR-3511" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-10-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-03-16 .
  5. 1 2 GR-1129-CORE
  6. ^ كولين، ميريما. فورتونا، كارولينا؛ دي بورتر، إيلي. ديشريجفر، ديرك. مورمان ، إنغريد (2016/06/01). "التصميم المبني على البيانات للشبكات اللاسلكية الذكية: نظرة عامة وبرامج تعليمية" . أجهزة الاستشعار . 16 (6). MDPI AG: 790. بيب كود : 2016Senso..16..790K . دوى : 10.3390/s16060790 . ردمك 1424-8220 . بمك 4934216 . بميد 27258286 .   
  7. ↑ كيبريا، ميرزا ​​غلام؛ نجوين، كين؛ فيلاردي، غابرييل بورتو؛ تشاو، أوي؛ إيشيزو، كينتارو؛ كوجيما ، فوميهيد (2018). "تحليلات البيانات الضخمة والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي في الشبكات اللاسلكية من الجيل التالي" . الوصول إلى IEEE . 6 . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE): 32328-32338 . أرخايف : 1711.10089 . دوى : 10.1109/access.2018.2837692 . ردمك 2169-3536 . S2CID 3563572 .  

مراجع

  • أمبروش، وولف د.؛ ماهر، أنتوني؛ ساسر، باري، محرران. (1989). الشبكة الذكية . برلين هايدلبرغ: سبرينغر. ISBN 3-540-50897-X.يُعرف أيضاً باسم الكتاب الأخضر نسبةً إلى غلافه.
  • فاينبرغ، إيغور (1997). معايير الشبكات الذكية . نيويورك: ماكجرو هيل للنشر الاحترافي. ISBN 0-07-021422-0.
  • ماجيدانز، توماس (1996). الشبكات الذكية . لندن بون: شركة فان نوستراند رينهولد. رقم ISBN 1-85032-293-7.
  • أندرسون، جون ر. (30 أكتوبر 2002). الشبكات الذكية . لندن: معهد الهندسة والتكنولوجيا. رقم ISBN 0-85296-977-5.
  • درس تعليمي حول الشبكات الذكية (تمت أرشفته في 24 يوليو 2011)