زمن انتقال موثوق به ومنخفض: السعي وراء الاتصال الفوري

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 2 كانون الأول، 2022

ملخص البصيرة

الكمون هو الوقت الذي يستغرقه نقل البيانات من مكان إلى آخر، ويتراوح من حوالي 15 مللي ثانية إلى 44 مللي ثانية اعتمادًا على الشبكة. ومع ذلك، يمكن للبروتوكولات المختلفة أن تخفض هذه السرعة بشكل ملحوظ إلى ميلي ثانية واحدة فقط. يمكن أن تشمل الآثار طويلة المدى لانخفاض زمن الوصول زيادة اعتماد التطبيقات المعززة والافتراضية (AR/VR) والمركبات ذاتية القيادة.

سياق موثوق به وزمن انتقال منخفض

يمثل الكمون مشكلة بالنسبة للتطبيقات ذات الاتصالات في الوقت الفعلي ، مثل الألعاب والواقع الافتراضي (VR) ومؤتمرات الفيديو. يمكن أن يؤدي عدد الأجهزة المتصلة بالشبكة وحجم نقل البيانات إلى زيادة زمن الوصول. بالإضافة إلى ذلك ، ساهم المزيد من الأحداث والأشخاص الذين يعتمدون على الاتصال شبه الفوري في حدوث مشكلات زمن الوصول. لن يؤدي تقليل وقت نقل البيانات إلى تبسيط الحياة اليومية فحسب ؛ سيسمح أيضًا بتطوير قدرات تكنولوجية مهمة ، مثل الحوسبة القائمة على الحافة والحوسبة السحابية. أدت الحاجة إلى الاستمرار في اكتشاف فترات انتقال منخفضة وموثوقة إلى قدر كبير من البحث والتحديثات في البنى التحتية للشبكة.

تتمثل إحدى هذه المبادرات في النشر الواسع النطاق للشبكات الخلوية اللاسلكية من الجيل الخامس (5G). الهدف الأساسي لشبكات 5G هو زيادة السعة وكثافة الاتصال وتوافر الشبكة مع تحسين الموثوقية وتقليل زمن الوصول. لإدارة طلبات وخدمات الأداء العديدة ، تنظر 5G في ثلاث فئات خدمة أساسية: 

• النطاق العريض المتنقل المحسن (eMBB) لمعدلات البيانات العالية ، 
• اتصالات ضخمة من نوع الجهاز (mMTC) للسماح بالوصول من عدد متزايد من الأجهزة ، و 
• اتصالات فائقة الموثوقية وذات زمن انتقال منخفض (URLLC) للاتصالات ذات المهام الحرجة. 

أصعب الخدمات الثلاث التي يتم تنفيذها هي URLLC ؛ ومع ذلك ، من المحتمل أن تكون هذه الميزة الأكثر أهمية في دعم الأتمتة الصناعية والرعاية الصحية عن بُعد والمدن والمنازل الذكية.

التأثير التخريبي

تحتاج الألعاب متعددة اللاعبين والمركبات المستقلة وروبوتات المصانع إلى زمن انتقال منخفض جدًا للعمل بأمان وبشكل مثالي. جعلت شبكات 5G و Wi-Fi عشرة ميلي ثانية إلى حد ما بمثابة "معيار" لوقت الاستجابة. ومع ذلك ، منذ عام 2020 ، يبحث باحثو جامعة نيويورك (NYU) في تقليل زمن الوصول إلى جزء من الثانية أو أقل. لتحقيق ذلك ، يجب إعادة تصميم عملية الاتصالات بأكملها ، من البداية إلى النهاية. في السابق ، كان بإمكان المهندسين التغاضي عن مصادر الحد الأدنى من التأخيرات لأنها لم تؤثر بشكل كبير على زمن الوصول الإجمالي. ومع ذلك ، للمضي قدمًا ، يجب على الباحثين إنشاء طرق فريدة لتشفير البيانات ونقلها وتوجيهها للتخلص من أدنى حالات التأخير.

معايير وإجراءات جديدة يجري وضعها ببطء لتمكين الكمون المنخفض. على سبيل المثال ، في عام 2021 ، استخدمت وزارة الدفاع الأمريكية معايير شبكة الوصول اللاسلكي المفتوح لبناء شبكة نموذجية مع زمن انتقال أقل من 15 مللي ثانية. أيضًا ، في عام 2021 ، أنشأت CableLabs معيار DOCSIS 3.1 (مواصفات واجهة خدمة البيانات عبر الكبل) وأعلنت أنها اعتمدت أول مودم كبل متوافق مع DOCSis 3.1. كان هذا التطور خطوة حاسمة في جلب اتصال منخفض زمن الوصول إلى السوق. 

بالإضافة إلى ذلك ، تتبنى مراكز البيانات المزيد من تقنيات المحاكاة الافتراضية والسحابة المختلطة لدعم التطبيقات التي تشمل دفق الفيديو والنسخ الاحتياطي والاسترداد والبنية التحتية الافتراضية لسطح المكتب (VDI) وإنترنت الأشياء (IoT). مع انتقال الشركات إلى الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (AI / ML) لتبسيط أنظمتها ، قد تظل الكمون الموثوق به والمنخفض في طليعة الاستثمارات التكنولوجية.

الآثار المترتبة على الكمون موثوقة ومنخفضة

قد تشمل الآثار الأوسع لزمن الوصول الموثوق والمنخفض ما يلي: 

• فحوصات وإجراءات وجراحات الرعاية الصحية عن بُعد باستخدام الروبوتات المساعدة والواقع المعزز.
• تتواصل المركبات المستقلة مع السيارات الأخرى بشأن العقبات والاختناقات المرورية القادمة في الوقت الفعلي ، وبالتالي تقلل من الاصطدامات. 
• ترجمة فورية أثناء مكالمات الفيديو الجماعية ، مما يجعل كل شخص يتحدث بلغات زملائه.
• المشاركة السلسة في الأسواق المالية العالمية ، بما في ذلك عمليات التنفيذ والاستثمارات التجارية السريعة ، لا سيما في العملات المشفرة.
• تتمتع مجتمعات metaverse و VR بمعاملات وأنشطة أسرع ، بما في ذلك المدفوعات وأماكن العمل الافتراضية وألعاب بناء العالم.
• تتبنى المؤسسات التعليمية فصولًا دراسية افتراضية غامرة، مما يسهل تجارب التعلم الديناميكية والتفاعلية عبر المناطق الجغرافية.
• توسيع البنى التحتية للمدن الذكية، مما يتيح إدارة الطاقة بكفاءة وتعزيز السلامة العامة من خلال تحليل البيانات في الوقت الحقيقي.

أسئلة للنظر فيها

• كيف ستساعدك أوقات الاستجابة المنخفضة للإنترنت في مهامك اليومية؟
• ما هي التقنيات الأخرى المحتملة التي ستتيحها زمن الانتقال المنخفض؟