ويُعد بدء تشغيل تكنولوجيا الـ 5G تحولا أساسيا في هندسة الاتصالات، ولا سيما في مجال اختبار النظام في الوقت الحقيقي. ولا تقتصر الشبكات العاملة على نسخ أسرع من أسلافها؛ بل تُدخل هيكلا جديدا تماما يقوم على قطع الشبكة، وحساب الحواف، وكبيرة الحجم، وتسمح هذه الابتكارات بالتطبيقات التي تتراوح بين القيادة الذاتية والجراحة عن بعد، ولكنها تفرض أيضا متطلبات صارمة على النُهج المتبعة في مجال الاختبار، وقابلية، وقابلية، وقابلية، وقابلية، وقابلية للاختبار، وقابلية للاختبار، وقابلية للاختبار.

تطور اختبارات الزمن الحقيقي في الشبكات الخمسية

وتخضع شبكات الأداء التي تم تحديدها في الأجيال السابقة - ٢ زاي و ٣ زاي و ٤ زاي - أنماط تحديدية متبعة بدقة، وتتمحور الاختبارات حول المعدات المادية، وتستمد حالات الاختبار من معايير معروفة تنطوي على نماذج مرورية يمكن التنبؤ بها، ويفترض أن الاختبارات الجارية تعني التحقق من أن محطة قاعدية يمكنها أن تعالج عدداً من المكالمات المتزامنة أو جلسات البيانات دون أن تسقط العبوات.

بالإضافة إلى أن معيار الـ 5 جي الجديد للراديو يُدخل الأرقام المرنة، و المُباعدة بين الناقلات المُتغيرة، و قدرات التضليل، كل مزيج يؤثر على سلوك الطبقات الفيزيائية، و الاختبارات في الوقت الحقيقي يجب أن تُثبت أن تجهيز الإشارات تتكيف بشكل صحيح، المهندسون يعتمدون الآن على اختبارات التكرار في الغرف المُختلِقة،

التحديات الحرجة التي تُحتمل بمتطلبات 5 جي

والتحول إلى اختبارات على أساس الزمن الحقيقي على أساس 5 زاي ليس مجرد معالجة المزيد من البيانات؛ بل يتطلب حل مشاكل جديدة أساسا، وتوضح الأقسام الفرعية التالية التحديات الرئيسية التي يواجهها مهندسو الاتصالات اليوم.

من خلال استخدام البيانات المتعددة الثغرات

نظام الاختبارات في الوقت الحقيقي يجب أن تولد وتحلل حركة المرور بسرعة 100 تداخل بينات مقياس الحرارة التقليدية غالبا ما تكافح لتواكب مع معدلات الحزمة المتضمنة

Sub-Millisecond Latency Validation

كما أن تطبيقات شركة " يوروليك " تتطلب تأخيرات في المرحلتين ذهاباً وإياباً تقل عن ثانية واحدة، ومن الصعب تقييم حالات التأخير المنخفضة في بيئة خاضعة للرقابة، كما أن معدات القياس تستحدث تأخيرات خاصة بها، ويمكن أن تؤثر طول الكابلات أو فقدان مسارات الإشارة على النتائج، ويجب أن تستخدم الاختبارات في الوقت الحقيقي تزامن زمني دقيق - وكثيراً ما تستخدم أنماطاً من تصميم الشبكة ذات الصلة بالأخطار.

كثافة الأجهزة وإمكانية التشغيل المتبادل

ومن المتوقع أن تدعم خلية من طراز 5G ما يصل إلى مليون جهاز لكل كيلومتر مربع في سيناريوهات الاتصال المكثفة من نوع الآلات، ويجب أن يحفز الاختبارات الجارية على مدى الزمن هذه الكثافة لتقييم أداء قنوات الدخول العشوائية، وكفاءة الجدول، وازدحام الإشارات، وأن يكون تبسيط مليون جهاز متزامنا مكثفا من الناحية الحسابية، وقد طور بائعو معدات الترددات سلوكا متداخلا مع أحدثت فيه نماذج مضافة

صناعة الشبكات وحسابات الادج

ولا يسمح قطع الشبكات للمشغلين بإنشاء شبكات افتراضية من نهاية إلى نهاية مصممة خصيصاً لحالات استخدام محددة، إذ أن شريحة المركبات المستقلة، مثلاً، لها متطلبات مختلفة من حيث الكفاءة والموثوقية مقارنة بمقطع من البث بالفيديو، ويجب أن تثبت الاختبارات الجارية أن القطع منعزلة - أن الاتجار في شريحة واحدة لا يؤثر على أداء آخر، وهذا يتطلب أدوات اختبار يمكن أن تولد أصنافاً متعددة من التفاعلات في آن واحد، وأن تقيس مؤشرات الأداء الرئيسية (ك).

الابتكارات التكنولوجية

ولتلبية مطالب اختبارات 5G في الوقت الحقيقي، وضعت صناعة الاتصالات مجموعة من الأدوات والمنهجيات المتقدمة، وتبرز الفروع التالية أهم الابتكارات.

أجهزة راديو محددة تعمل بالبرمجيات وأجهزة اختبار ذات طابع افتراضي

وقد أصبحت برامج التنمية المستدامة، مثل برنامج " Universal Software Radio Peripheral " ، أساسية لوضع واختبار خوارزميات الطبقات الفيزيائية 5G، وتسمح مرونتها للمهندسين بتعديل مخططات التعبئة، والوزن المزين، وبارامترات الترميز في الوقت الحقيقي.

تشغيل الشبكة (NFV) واختبارات السحابة

ويمكن أن تؤدي شبكة البرمجيات الوطنية الافتراضية وظائفها من الأجهزة الجاهزة، بما يتيح لها تشغيلها كبرمجيات في المعدات العامة الغرض، ويستلزم اختبار الأداء الفعلي لوظائف الشبكة الافتراضية رصد استخدام وحدة منع الحمل، وسلسلة الذاكرة، والتوقف عن المناولة، وتنتج عن النهج القائمة على التكتل استخدام أجهزة القياس المصغرة التي تبثها أجهزة الحفريات، وتُجرى اختبارات على مدى الزمن في هذه البيئات عمليات التلقائية.

AI-Enhanced Test Automation and Analytics

ويمكن أن تتنبأ نماذج التعلم في مجال الآلات بتصرفات الشبكات في ظل ظروف غير مرئية، وأن تحدد أنماطا غير مسموعة أثناء الاختبارات، وأن تقترح أشكالا اختبارية مثالية، وأن تُحدث الاختبارات في الوقت الحقيقي من الكشف عن الشذوذ الذي يُطلق على أساسه جهاز الاستخبارات المركزي، وأن تؤدي إلى حدوث زيادة في معدلات الخطأ في نماذج مراقبة حركة المرور، بصورة تلقائية،

تطوير القنوات المتطورة من أجل سيناريوهات العالم الحقيقي

ويعيد مصممو القنوات تهيئة بيئة التكاثر المادي في المختبر، بما في ذلك فقدان المسارات، والتأخير في نشر الدبلر، والصور المزيفة. وتتوفر لدى فرق التعقب ذات السرعة العالية التي تستخدمها أجهزة الدفع التي تعمل بالأشعة فوق البنفسجية (فوق 24 جيهرتز) خصائص مختلفة جداً في مجال النشر مقارنة بضوابط تشغيل الصواريخ دون السادسة.

منهجيات الاختبار لخمسة نظم للنظم الحالية

وبالإضافة إلى الأدوات، تطورت طريقة اختبار المهندسين، وأصبحت المنهجيات التالية الآن ممارسة معيارية في التحقق من صحة نظام العمل الحقيقي الذي يبلغ 5 زاي.

الدمج المستمر والأجهزة المعنية بالفيديو في تليكوم

وقد اعتمد مقدمو خدمات الاتصالات خطوط أنابيب للتطورات والدمج المستمر للتعجيل بإيصال السمات، وقد أدمجت الاختبارات الجارية في هذه الأنابيب من خلال إجراءات اختبار آلية تجري على كل برمجيات، ويتمثل التحدي في أن الاختبارات الجارية على أساس التفرغ يمكن أن تستغرق ساعات وتحتاج إلى موارد مختبرية باهظة التكلفة، ومن أجل التغلب على ذلك، يستخدم المهندسون استراتيجية اختبارات مترابطة: التحقق من فرادى المهام في بيئات افتراضية، بينما يجري اختبارات الارتية على الارتها.

اختبارات فوق الأير

اختبارات التأشيرات المغناطيسية ذات أهمية حاسمة بالنسبة لـ 5 جي لأن العديد من سماتها - التضليل، وجهاز التصوير المغنطيسي، والتعددية المكانية - تعتمد على بيئة التكاثر الكهرومغناطيسي - اختبارات التناسلي في الوقت الحقيقي - تستخدم غرفة توجيه ذات صفعة متعددة الاحتمالات - لإيجاد قناة متحكم فيها، والجهاز قيد الاختبار مطبق داخل الغرفة - 38 -

اختبارات الطب الطبيعي والبروتوكول

وتركز الاختبارات في الوقت الحقيقي على ضمان أن تستوفي سلاسل تجهيز الإشارات الرقمية، في المرحلة الأمامية، ومضخمات الطاقة الكهربائية، متطلبات حساسية الانبعاثات والمستقبل الصارمة، ويستخدم المهندسون أجهزة تحليل الطيف ومولدات الإشارات ذات القدرات الثابتة في 5G على الموجات غير الثابتة، لاختبار حركة المركبات الإلكترونية، ونسبة تسرب القنوات المتاخمة، وتشويهات بروتوكولات السلع الأساسية.

اختبار تطبيقات من نهاية إلى أخرى

وفي نهاية المطاف، يتمثل الهدف من اختبار النظام في الوقت الحقيقي في ضمان أداء الطلبات على النحو المتوقع، وهذا يتطلب إنشاء اختبارات نهائية تشمل خواديم التطبيقات الحيّة، والندوات السحابية، والأجهزة النقالة، مثل اختبار جهاز آلي موزع عن بعد على شريحة من طراز URLC موزعة على 5G، ويتضمن ذلك إعداد بيانات استشعارية على الحافة، يحيلها على وصلة أجهزة البث الإذاعي، والتحقق من عودة عناصر التحكم في المسارات المستهدفة.

معرض العالم الحقيقي: اختبار 5 جي من أجل التنقيب المستقل

ومن أكثر حالات الاستخدام الطلب بالنسبة للاختبارات الجارية التي تجرى على أساس الترددات المتوسطة والمتوسطة، الاتصال بين المركبات والكل )V2X( ويجب أن تتبادل سيارة مستقلة خرائط الاستشعار ذات التعريف العالي، وقوارير تخطيط المسارات، والإنذارات الطارئة بالهياكل الأساسية للحركة وغيرها من المركبات في غضون بضعة ثوان، ويجب أن تضمن شريحة الشبكة الجاهزة للمركبات V2X تدخلا أقل من ١٠ أمتار وموثوقية تبلغ ٩٩,٩ في المائة.

المستقبل المستقبل والطريق إلى 6G

ولا يتوقف التطور مع الرقم القياسي للتطورات، حيث أن الصناعة تتحرك نحو ٦ زاي - متوقعة للعمل في ترددات تاهرتز، وتقدم معدلات بيانات تصل إلى ١ اختبارات على نظام التحلل النهائي ستواجه عقبات أكبر، وتعاني إشارات الاختبارات على أساس الترميز من فقدان المسارات، وتحتاج إلى صفائف واسعة النطاق من المعارف ذاتية التأقلم، وتحتاج اختبارات التواؤم في هذه الترددات إلى اختبارات الجديدة.

To explore more about 3GPP 5G specifications, visit the official 3GPP 5G page. For details on state of-the-art test equipment, see Keysight’s ]5G test solutions and Rohde " Schwarz ' s

وفي الختام، فإن أثر ٥ زاي على اختبار النظام في الوقت الحقيقي هو تغيير، وهو يتطلب عقلية اختبار جديدة تشمل التعقيد، وتزيد من الاختبارات المتقدمة، وتدمج التشغيل الآلي من الطبقة المادية إلى التطبيق، وتواجه التحديات مشكلة كبيرة في المناولة، وتثبت وجود متأخرات في الاتصالات دون الثانية، وتكفل قابلية التشغيل المتبادل بين بلايين الأجهزة - ولكن الأدوات والمنهجيات المتاحة حاليا تجعلها قابلة للاستمرار.