الذكاء الاصطناعي يعزز أداء الشبكة وجودة الخدمة

سلّطت ورقة بحثية صادرة عن شركة Sofrecom عام 2021 الضوء على إمكانات الذكاء الاصطناعي في تحسين جودة الخدمة، وطرحت تساؤلات حول التنبؤ بمشاكل الشبكة. وبدأت أدوات التكوين والتحسين الذاتي، مثل NG SON لشبكات الجيل الخامس، في الظهور. إلا أن هذا التطور يترافق مع تحديات عدّة، منها الحاجة إلى بيانات ضخمة واستثمارات كبيرة  ومهارات جديدة. بالتالي، بات مهندسو الشبكات "علماء بيانات للشبكات". على هذا الخط، تساؤلات عدّة لا تزال تُطرح حول هذه الاستقلالية وحدودها ومستقبل الاتصالات. 

مع نمو الأتمتة والذكاء الاصطناعي، أصبحت البنية التحتية أكثر ذكاءً.

الشبكات الذكية والمستقلة المدعومة من الذكاء الاصطناعي

كانت شبكات الاتصالات تُدار بشكل يدوي، وكان يتطلب عملها تدخلاً بشرياً مستمراً لضبط السعة وإصلاح الأعطال في حال حدوثها. أما مع نمو الأتمتة والذكاء الاصطناعي، أصبحت البنية التحتية أكثر ذكاءً، وقادرة على تحسين الموارد ديناميكياً وتوقع الأعطال قبل حدوثها. تشهد اليوم الشبكات تطوراً ملحوظاً للتوجه نحو الاستقلالية، وسرعة الإصلاح ذاتياً، والتكيف الفوري مع احتياجات المستخدمين. هذا التحول المدعوم من الذكاء الاصطناعي، يُمهد الطريق لاتصال فائق الأداء، وأكثر موثوقية وكفاءة.

• تطبيقات الذكاء الاصطناعي في شركات الاتصالات

دعونا نسلط الضوء على المجالات الرئيسية التي يُحدث فيها الذكاء الاصطناعي ثورةً في الشبكات، بالإضافة إلى حالات الاستخدام التي تُعزز الأداء والأمن والكفاءة التشغيلية.

• المراقبة الاستباقية والصيانة التنبؤية باستخدام الذكاء الاصطناعي

تُعدّ المراقبة الاستباقية والصيانة التنبؤية أساسيتين لإدارة البنية التحتية المعقدة، مثل شبكات الجيل الخامس. وبفضل الذكاء الاصطناعي، تُقدّم هذه الاستراتيجيات فوائد كبيرة من ناحية الموثوقية، وخفض التكاليف، وكفاءة العمليات التشغيلية.

• المراقبة الاستباقية عبر الذكاء الاصطناعي

يُمكّن الذكاء الاصطناعي المراقبة المستمرة والآنية لمعدات الشبكة. من خلال تحليل كميات هائلة من البيانات من أجهزة الاستشعار وأنظمة المراقبة، يُمكن للذكاء الاصطناعي اكتشاف أي خلل أو علامات مبكرة عن المشكلة قبل حدوثها وتحولها إلى عطل كبير. هذا الأمر يُتيح اتخاذ إجراءات فورية، غالباً قبل أن يُلاحظ المستخدمون أي تدهور في الخدمة.

من أهم مزايا هذه التقنية، خفض وقت تعطل الشبكة. عادةً ما تُكتشف المشاكل بعد حدوث عطل كبير أو عند مواجهة المستخدمين لمشكلات. أما مع الذكاء الاصطناعي الأمر يختلف، فيمكن توقع الأعطال وإصلاحها مُسبقاً، مما يُحسّن أداء الشبكة ويرتقي بتجربة المستخدم.

• الصيانة التنبؤية: الحدّ من الأعطال وخفض التكاليف

تتكامل الصيانة التنبؤية مع المراقبة الاستباقية، حيث تستخدم نماذج التعلم الآلي والبيانات الضخمة للتنبؤ بالمشاكل مسبقاً وتحديد مخاطر الأعطال قبل حدوثها. يحلل الذكاء الاصطناعي اتجاهات البيانات، ويكتشف الأنماط الخفية، ويتنبأ بموعد تعطل المعدات في حال حدوثه.

هذا الأمر يتيح التدخل  للصيانة المُستهدفة بدلاً من الإصلاحات العامة القائمة على جداول زمنية ثابتة. كما يُقلل تكاليف الصيانة، ويساهم بتجنب  التدخلات غير الضرورية، ويُحسّن الموارد من خلال نشر الفنيين عند الحاجة فقط.

مثال واقعي: من خلال اعتماد خوارزميات الذكاء الاصطناعي لمراقبة شبكة الجيل الخامس، نجح مُشغّل في تقليل الأعطال الحرجة بنسبة 30% وتحسين استقرار الشبكة.

التأثير على الوظائف: ينتقل الفنيون والمهندسون من أدوار تفاعلية إلى أدوار استباقية، مع التركيز على تحليل البيانات وتحسين العمليات التشغيلية بشكل مستمر. تُساعد خوارزميات الذكاء الاصطناعي في الحدّ من الأعطال الحرجة، وتعزيز استقرار الشبكة، والحدّ من التكاليف وتجنّب انقطاع الخدمة.

نحو شبكة اتصالات ذكية، مستقلة، وذاتية التحكم عبر الذكاء الاصطناعي والتنسيق المتطور

يتسارع تطور الشبكات مع دمج إدارة الخدمات والتنسيق (SMO)، وهو مركز رئيسي يوحد إدارة الشبكة وأتمتتها وتحسين أدائها. ومن خلال تفاعله مع تقنيات رئيسية مثل وحدة التحكم الذكية لشبكة الوصول الراديوي (RIC)، والشبكة ذاتية التنظيم (SON)، وشبكة الوصول السحابي (C-RAN)، وشبكة الوصول المفتوحة (O-RAN)، وOSS 2.0، يُحدث تحولاً جذرياً نحو شبكات ذكية ومرنة وذاتية التحكم بالكامل.

تلعب وحدة التحكم الذكية (RIC)، المقسمة إلى وحدة تحكم آنية (RT-RIC) ووحدة تحكم غير آنية (Non-RT RIC)، دوراً محورياً في العملية المستمرة لتحسين أداء الشبكة عبر تطبيقات xApps وrApps. وتتيح تطبيقات xApps (التي تعمل آنياً على وحدة التحكم الذكية لشبكة الوصول الراديوي (RT-RIC) إجراء تعديلات فورية، مثل خفض احتمالية التداخل وإدارة التردد الديناميكية.

تُحلل تطبيقات rApps (على شبكات RIC غير RT) الاتجاهات طويلة المدى لتوقع زيادة حركة البيانات وتبني استراتيجيات إدارة الطيف. تتطور شبكة SON (الشبكة ذاتية التنظيم) نحو أتمتة أعمق مع SON 2.0، التي تستخدم الذكاء الاصطناعي لضبط التغطية والترددات ديناميكياً من دون تدخل بشري.

 يضمن تكاملها مع RIC وSMO تنسيقًا مرناً للبنية التحتية القديمة، وشبكات O-RAN، وC-RAN، مما يدعم الانتقال التدريجي إلى بنية افتراضية مفتوحة.

حالات دراسية حول الذكاء الاصطناعي والتنسيق

تحسين شبكات الجيل الخامس في الوقت الآني: نشر أحد المشغلين نظام RT-RIC مع تطبيقات xApps لتحسين تخصيص الموارد في منطقة حضرية فيها كثافة سكانية، مما أدى إلى خفض الازدحام بحركة البيانات بنسبة 35%، وخفض زمن الوصول بنسبة 20%، وتحسين جودة البث ومكالمات الفيديو.

• الصيانة التنبؤية: من خلال دمج SON 2.0 مع تطبيقات rApps، توقع مشغل آخر أعطال الأجهزة، مما أدى إلى خفض الأعطال الحرجة بنسبة 50% وكذلك الأمر بالنسبة لتكاليف عمليات التشغيل.
• إدارة التداخل في شبكات الوصول الراديوي المفتوحة: باستخدام تطبيقات xApps وrApps ضمن شبكات O-RAN وC-RAN، تمكنت إحدى الشركات من تقليل التداخل اللاسلكي بنسبة 30%، مما عزز استقرار الإشارة وتغطيتها.

شبكة الجيل القادم الجديدة والأكثر ذكاءً وكفاءة

يتيح هذا النهج المتكامل إدارةً استباقيةً وآليةً ومُحسّنةً للشبكات، حيث يتفاعل كل مكون مع الآخر بشكل مرن. بفضل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والأتمتة، يمكن للمشغلين توفير اتصال فائق الأداء مع خفض تكاليف التشغيل واستهلاك الطاقة. يكمن مستقبل الاتصالات في هذه الشبكات الذكية ذاتية التكيف مع الواقع.

التوأمة الرقمية: نحو إدارة شبكة ذكية وتنبؤية

تُنشئ التوأمة الرقمية نسخة افتراضية ديناميكية من البنية التحتية المادية، ليس مجرد نسخة ثابتة، بل هي نموذجًا تفاعليًا متطورًا يُغذّى ببيانات الشبكة بشكل آني. تتيح هذه التوأمة للمشغلين تصوّر حالات الشبكة وتحليلها والتنبؤ بها قبل حدوث أي أعطال.

من خلال استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والتحليلات التنبؤية، يمكن عبر التوأمة الرقمية التنبؤ بالأعطال، وكشف أي ثغرات، واقتراح تعديلات آنية لتحسين إدارة الموارد. على سبيل المثال، يمكن لهذه التقنية التنبؤ بزيادة حركة البيانات على شبكة الجيل الخامس، والتوصية بإعادة تخصيص الترددات الديناميكية قبل تدهور تجربة المستخدم.

يُقلل هذا النهج من المخاطر المرتبطة بتغييرات الشبكة، ويُسرّع اتخاذ القرارات التشغيلية، ويُحسّن جودة الخدمة. ينتقل المشغلون مع التوأمة الرقمية، من الإدارة التفاعلية إلى التشغيل الاستباقي الذكي، مما يُمهد الطريق لشبكات مستقلة فائقة بمميزاتها.

حالة دراسية حول منصة التوأمة الرقمية

تدمج منصة لإنشاء توائم رقمية متعددة المجالات (الصناعة، الزراعة، الرعاية الصحية، الاتصالات) بيانات غير متجانسة لتقديم تمثيل افتراضي دقيق. تجسد التفاعلات عبر رسوم بيانية منظمة ودلالية، وتُحدَّث باستمرار من خلال مزامنة دورية مع بيانات العالم الحقيقي. وهذا يدعم إدارة مترابطة وقابلة للتطوير، وتحسينًا تعاونياً للعمليات التشغيلية.

مثال واضح حول التوأمة الرقمية للشبكة الضوئية: تُحسّن التوأمة الرقمية للشبكة الضوئية التجسيد، وتكشف الأعطال آنياً، وتُُسهّل سير عمل المُشغّل بدقة عالية. تشمل التطورات المستقبلية التنبؤ بالأعطال ومعالجتها تلقائياً، مما يُمكّن من التعافي بشكل أسرع واستعادة الخدمة بشكل أفضل.

 الذكاء الاصطناعي ليس مجرد أداة لتحسين الخدمة؛ فهو يُعيد تشكيل مستقبل شبكات الاتصالات.

الخلاصة

الذكاء الاصطناعي ليس مجرد أداة لتحسين الخدمة؛ فهو يُعيد تشكيل مستقبل شبكات الاتصالات بشكل جذري. كما لهذه التقنية القدرة على إدارة الموارد الذكية، والصيانة التنبؤية، والأتمتة المتقدمة. ولكن ماذا عن المرحلة المستقبلية؟

تخيّل شبكات تتكيف ذاتياً في الوقت الفعلي، وتتنبأ بزيادة حركة البيانات قبل حدوثها، وتُخصص الترددات ديناميكيًا بناءً على احتياجات المستخدم، وتنشر هوائيات طائرة ذاتية التشغيل أثناء الأحمال الزائدة.

يُمكن لمساعدي الذكاء الاصطناعي فائقي القوة إدارة البنية التحتية كاملة، والتفاعل مع التوأمة الرقمية لاختبار السيناريوات قبل النشر - كل ذلك من دون تدخل بشري، مع تحسين استباقي.

أما بالنسبة إلى الجيل السادس، تظهر مفاهيم مثل الشبكات المعرفية ذاتية التعلم، حيث تتعاون تطبيقات rApps وxApps مع التوأمة الرقمية للتنبؤ بالهجمات الإلكترونية ومنعها. حتى أن الباحثين يستكشفون الذكاء الاصطناعي الكمي لتحقيق أداء وأمان لا مثيل لهما.

لن يقتصر تأثير الذكاء الاصطناعي على  شبكات الاتصالات فحسب؛ بل أصبح مهندسها بحد ذاته. هل نحن مستعدون لشبكات ذكية مستقلة تماماً، قادرة على الاستجابة الفورية لاحتياجات مليارات الأجهزة المتصلة؟ الأمر الوحيد والمؤكد: لا تزال الثورة التكنولوجية في بدايتها...