تحسين شبكة الاتصال بين مراكز البيانات في المناطق الحضرية: تقليل زمن التأخير وزيادة السعة إلى أقصى حد

وهذا ينطبق بشكل خاص في عصر الذكاء الاصطناعي (AI) والخدمات السحابية الذي يشهد نمواً سريعاً اليوم، حيث تُعَد مراكز البيانات إحدى البنية التحتية الأسرع نمواً داخل الشبكات الحضرية. والتحدي الحالي الذي تواجهه شركات تشغيل الشبكات لا يقتصر على ربط مراكز البيانات ببعضها فحسب، بل يتعداه إلى القيام بذلك بسرعة وكفاءة. وقد أدى هذا إلى ظهور مفهوم الشبكة الحضرية DCI كَوْنُهَا النَّهْجَ المُفَضَّلَ لِمُشَغِّلِي الشَّبَكَاتِ لِلتَّعَامُلِ مَعَ التَّحَدِّيَاتِ النَّاجِمَةِ عَنْ تَقَيُّدِ السِّعَةِ الْمُتَاحَةِ بِالْحَجْمِ الْجَسَدِيِّ فِي الْبِيئَاتِ الْحَضَرِيَّةِ.

التَّحَدِّي الْحَضَرِيُّ: الأَلْيَافُ، وَالْمَسَافَةُ، وَالْكَثَافَةُ

تَمْتَلِكُ الْمَنَاطِقُ الْكَبِيرَةُ حَوَائِجَ جَسَدِيَّةً خَاصَّةً بِهَا، وَيُهْمَلُ هَذَا الْأَمْرُ فِي أَكْثَرِ الْأَحْيَانِ. فَكُلَّمَا زَادَ عَدَدُ السُّكَّانِ فِي الْمَدِينَةِ، زَادَتْ حَدَّةُ الازْدِحَامِ فِيهَا. وَحَيْثُ تَتَوَافَرُ مَسَارِبُ الأَلْيَافِ، فَإِنَّهَا نَادِرَةٌ جِدًّا، وَتَكُونُ تَرْخِيصَاتُ الْمَمَرَّاتِ غَالِيَةً جِدًّا — وَأَحْيَانًا بِسِعْرٍ عَالٍ جِدًّا. وَهَذِهِ الْعَوَاقِبُ تُشَكِّلُ قُيُودًا مَلْمُوسَةً جِدًّا عَلَى نَقْلِ الإِشَارَاتِ الضَّوئِيَّةِ. إير المَرَاكِزُ الْبَيَانِيَّةُ (الَّتِي تُنْشَأُ عَادَةً لِتَوْزِيعِ حَرَكَةِ الْبَيَانَاتِ وَتَأْمِينِ مَوْثُوقِيَّةٍ أَعْلَى).

تظهر مشكلة الكثافة هذه أولاً على شكل ازدحام في مسارات الألياف داخل المدن. ولدى مشغّلي الشبكات هامش ضئيل جداً لتوسيع سعتها نظراً إلى العبء الواقع على البنية التحتية القائمة. وثانياً، تشهد المناطق الحضرية أيضاً ازدياداً مستمراً في كثافة مراكز البيانات، لا سيما مع ظهور مراكز الحوسبة الطرفية ومراكز البيانات الموزَّعة الأخرى الخاصة بالذكاء الاصطناعي في جميع أنحاء البنية التحتية الحضرية. وهذه الظاهرة تفوق قدرة أساليب ربط مراكز البيانات (DCI) السابقة. وتؤكِّد الأبحاث الحاجة إلى شبكات الغد: وهي شرائح شبكة مخصصة وثابتة، ذات زمن انتقال منخفض للغاية، وتُدار آلياً، ما يمكِّن تلبية متطلبات الشبكات المستقبلية.

تخفيض زمن الانتقال عبر تحسين تصميم الشبكة

المدينة تدور كليًّا حول الميلي ثانية — وغالبًا ما تكون الميكروثانية في عالم مراكز البيانات. وقد تمثِّل الميكروثانية الفارق بين الفوز والخسارة في عمليات التداول عالي التردد، وتدريب الذكاء الاصطناعي الموزَّع، وغيرها من التطبيقات. وتتطلَّب مجموعات المرسل/المستقبِل القياسية الخاصة بالمحوِّلات (ترانسبوندرز) والوظائف الأخرى تنفيذ خطوات معالجة إضافية، ما يزيد من زمن الإرسال.

وهنا تدخل تقنية البصريات التماسكية القابلة للإدخال لتغيير طريقة إدارة زمن الكمون. فباستبعاد مراحل المحوِّل المنفصلة، تتيح هذه البصريات القابلة للإدخال التفاعل المباشر بين شبكة مركز البيانات ونقل بروتوكول الإنترنت (IP)، ما يزيل عدة خطوات معالجة من إرسال واستقبال الحزم. كما تقلِّل معالجة الإشارات المتقدِّمة — التي تعالج تشوهات الألياف الضوئية في الزمن الحقيقي — أزمنة الإرسال أكثر فأكثر. ويمكن لتكنولوجيا الشبكة النقلية الحضرية (MTN) أن تحقِّق زمن كمون فائق الانخفاض عبر تقسيم الشبكة بدقة شديدة، وهو ما تطلبه شبكات المدن.

استخلاص سعة أكبر من ألياف النقل الحضري الموجودة

بسبب ندرة ألياف المترو وباهظة الثمن، من المهم أن نستفيد إلى أقصى حدٍّ من الألياف التي لدينا بالفعل. والسر في ذلك يكمن في البصريات التماسكية. DCI فتقنيات التعديل الجديدة مثل 16 QAM قادرة على نقل كمية أكبر بكثير من البيانات على كل موجة في شبكات المترو الحضرية الحالية مقارنةً بما كان ممكنًا باستخدام التقنيات السابقة، وذلك باستخدام البصريات التماسكية.

وهذا ما يمنح نظام الألياف البصرية كفاءة طيفية عالية، إذ يُرسل عددًا هائلًا من التيرابيت في الثانية عبر زوج واحد فقط من الألياف البصرية.

فعلى سبيل المثال، توجد عدة حلول مدمجة وقابلة للتوسيع لشبكات النقل البيني لمراكز البيانات (OTN/DCI)، يمكنها ضمن وحدتين من الأجهزة معالجة معدل بيانات يصل إلى ١٢,٨ تيرابيت في الثانية؛ وكلما ازدادت كثافة الاتصالات، صغر حجم الجهاز، مما يجعله مناسبًا جدًّا للمناطق المُنشأة مسبقًا أو الصعبة. وهو مفيدٌ للغاية في الشبكات الحضرية التي تشهد ازديادًا مستمرًّا في حركة المرور، إذ يسمح بالتوسع بإضافة وحدات جديدة بدلًا من تنفيذ مشاريع أكثر تكلفةً واستهلاكًا للوقت تتطلب تمديد ألياف جديدة.

رصد أداء شبكة النقل البيني لمراكز البيانات في نطاق المترو وإدارته

ستواجه إرسال الألياف في الشبكات الحضرية العديد من الحالات غير الطبيعية التي قد تعطل الخدمة: تغيرات درجات الحرارة الديناميكية، والتدخل البدني العرضي في الكابل، وأنماط حركة المرور المتغيرة في الشبكة. ويمكن لإدارة الشبكة بكفاءة مع تصور جيد معالجة جميع هذه المشكلات. وتشمل بعض معدات OTN DCI للمدن حالياً تقنية ث OTDR التي تُنبِّه المشغلين وتساعدهم في تحديد مشكلات الشبكة في كلا الطبقتين: الطبقة الأولى (المادية/الألياف) والطبقة الثالثة (IP/البيانات).

وبالإضافة إلى ذلك، فإن محطة واحدة قادرة على رصد شبكة المدينة بأكملها تتيح لمشغلي الشبكة تشخيص المشكلات فور ظهورها وإدارة السعة في الوقت الفعلي.

وسيبسّط دعم بروتوكولات متنوعة مثل SNMP/NETCONF هذه الوظائف الشبكية ويُسرّع مهام الإدارة.

استراتيجيات عملية لتحسين شبكة المدن على المدى الطويل

تتضمّن حلول نظام التحكم المركزي لمترو الأنفاق على المدى الطويل اعتماد استراتيجية لنمو مستقبلي، واستخدام أفضل ممارسات المرونة في الشبكات الحضرية، والبساطة المعمارية، وكذلك الأتمتة داخل هذه الشبكات.

خطة لـ  ف السعة المستقبلية: البناء مع خيار التوسّع بسهولة ليتجاوز ٤٠٠ جيجابت/ثانية وليصل إلى ٨٠٠ جيجابت/ثانية وما فوق، وذلك بالبدء في نشر أجهزة البصريات التماسكية بسرعات ٢٠٠ جيجابت/ثانية‏/٤٠٠ جيجابت/ثانية الآن.

تعزيز المرونة: الاستفادة من حماية الطبقة البصرية القادرة على إعادة توجيه الدوائر البصرية خلال أقل من ٥٠ ملي ثانية حتى بعد قطع الكابلات البصرية في حالات كارثية للغاية. وتتعرّض المناطق الحضرية في كثير من الأحيان لانقطاعات في النقل البصري بسبب مقاطعات فيزيائية عرضية لكابلات الألياف؛ لذا فإن المرونة في المناطق metropolitan أمرٌ محوري.

تبسيط الشبكة: يقلّل وجود عدد أقل من طبقات المعدات ومعمارية أبسط بشكل كبير من التكاليف ويُسرّع تركيب الخدمات الجديدة.

اعتماد نموذج «ادفع حسب التوسّع»: وهذا يسمح بالتوسّع التدريجي في سعة الشبكة داخل البيئة الحضرية عند الحاجة إليها.

استخدام أ الأتمتة: نشر أنظمة الشبكات القائمة على النوايا لأتمتة عملية التجهيز وتحسين مسارات حركة المرور ديناميكيًّا.

الخاتمة

ستستمر احتياجات المدينة من شبكات الربط بين مراكز البيانات الحضرية عالية الأداء في التوسع مع استمرار نمو شبكتها. ولتلبية متطلبات السعة الضخمة للبيانات — وبسرعة أكبر، وموثوقية أعلى، وببنية تحتية مادية أقل بكثير — تُعدّ البصريات المتماسكة، والشبكات الوحدوية، والتحكم الذكي عناصر أساسية لربط مراكز البيانات الحضرية. وقد تجاوزت شركة سينو-تيلكوم هذه المرحلة وتقف في طليعة ثورة النقل البصري التي ستربط مراكز البيانات المختلفة وتُدخل أحدث التقنيات.

لقد شحنَّا ما يفوق بكثيرٍ ١٠٠٠٠٠ وحدة إلى العملاء في جميع أنحاء العالم، ونُوظِّف الخبرة والفهم اللذين اكتسبناهما على مدى العقود القليلة الماضية في مجال نقل الألياف البصرية ضمن حلولنا الخاصة بشبكات الربط بين مراكز البيانات الحضرية اليوم.

توفر شركة سينو-تيلكوم منصاتٍ مُحسَّنةٍ تمامًا لنقل البيانات: منصة أو تي إن المتماسكة STN6800-D16 مع بطاقات الترانسبوندر وبطاقات الموكسبوندر. وهي متوفرة بتكوينات ١ وحدة (١ يو) بسعة ٦,٤ تيرابت في الثانية أو ٢ وحدة (٢ يو) بسعة ١٢,٨ تيرابت في الثانية، وهي مناسبةٌ لأعلى كثافةٍ وقدرةٍ وموثوقيةٍ في شبكات المناطق الحضرية المزدحمة. وحاليًّا، نمتلك ٢٤١ براءة اختراع و١٥٦ حقًّا في حقوق الملكية الفكرية للبرمجيات، وسنواصل السعي دومًا نحو التفوق في حلول الشبكات. دع شركة سينو-تيلكوم تعتني باحتياجاتك في ربط مراكز البيانات الحضرية (Metro DCI). فريقنا جاهزٌ لمساعدتك في تصميم ونشر الحل الأمثل لربط مراكز البيانات الحضرية. اتصل بنا اليوم للحصول على استشارة مجانية و/أو عرض تصميم مخصّص.