شبكة المناطق الحضرية

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

شبكة المنطقة الحضرية ( MAN ) هي شبكة حاسوبية تربط المستخدمين بموارد الحاسوب في منطقة جغرافية بحجم منطقة حضرية . يُستخدم مصطلح MAN لوصف ربط الشبكات المحلية (LANs) في مدينة ما لتكوين شبكة واحدة أكبر، والتي بدورها قد توفر اتصالاً فعالاً بشبكة واسعة النطاق (WAN) . كما يُستخدم المصطلح لوصف ربط عدة شبكات محلية (LANs) في منطقة حضرية من خلال استخدام وصلات مباشرة بينها. [ 1 ] [ 2 ]

تاريخ

بحلول عام ١٩٩٩، كانت الشبكات المحلية (LANs) راسخة وتوفر اتصالات البيانات في المباني والمكاتب. [ ٣ ] ولربط الشبكات المحلية داخل المدينة، اعتمدت الشركات بشكل أساسي على شبكة الهاتف العامة . ولكن على الرغم من قدرة شبكة الهاتف على دعم تبادل البيانات القائم على الحزم الذي طبقته بروتوكولات الشبكات المحلية المختلفة، إلا أن عرض نطاق شبكة الهاتف كان يعاني بالفعل من ضغط كبير بسبب المكالمات الصوتية عبر الدوائر ، وكانت مقاسم الهاتف غير مصممة للتعامل مع الارتفاعات المفاجئة في حركة البيانات التي تميل الشبكات المحلية إلى إنتاجها. [ ٤ ] : ١١

لتحسين الربط بين الشبكات المحلية، اقتُرح ربط مباني المكاتب باستخدام خطوط الألياف الضوئية أحادية النمط ، والتي كانت شائعة الاستخدام آنذاك في خطوط الهاتف بعيدة المدى. في بعض الحالات، كانت هذه الوصلات غير المستخدمة مُثبّتة بالفعل في أماكن العملاء، وبدأت شركات الهاتف في تقديمها ضمن باقات المشتركين. كانت شركات الهاتف تُشغّل شبكات الألياف الضوئية في المناطق الحضرية كشبكات خاصة لعملائها، ولم تكن بالضرورة مُدمجة بالكامل مع الشبكة العامة واسعة النطاق (WAN) عبر البوابات. [ 4 ] : ​​12

إلى جانب الشركات الكبرى التي ربطت مكاتبها عبر المناطق الحضرية، اعتمدت الجامعات ومراكز الأبحاث أيضًا الألياف الضوئية غير المستخدمة كعمود فقري لشبكاتها الحضرية. في برلين الغربية، أنشأ مشروع بيركوم نظام اتصالات متعدد الوظائف واسع النطاق لربط أجهزة الحاسوب المركزية التي كانت تضمها الجامعات ومراكز الأبحاث الممولة من القطاع العام في المدينة. وقد تمكن مشروع بيركوم MAN من التقدم بسرعة نظرًا لأن البريد الألماني (Deutsche Bundespost) كان قد قام بالفعل بتركيب مئات الأميال من كابلات الألياف الضوئية في برلين الغربية. ومثل شبكات الألياف الضوئية غير المستخدمة الأخرى في المناطق الحضرية آنذاك، اتخذت شبكة الألياف الضوئية غير المستخدمة في برلين الغربية بنية نجمية مع مركز رئيسي في مكان ما في وسط المدينة. [ 4 ] : ​​56 وكان العمود الفقري لشبكة بيركوم MAN المخصصة للجامعات ومراكز الأبحاث عبارة عن حلقة مزدوجة من الألياف الضوئية تستخدم بروتوكول الحلقة المشقوقة عالي السرعة الذي طوره مركز أبحاث GMD لأنظمة الحاسوب والهاتف المبتكرة. وبالتالي، كان بإمكان العمود الفقري لشبكة بيركوم MAN دعم نقل البيانات بسرعة 280 ميجابت/ثانية مرتين . [ 4 ] : ​​57

مبدأ تشغيل تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي

شكّل الاستخدام الفعال لتقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) حافزًا إضافيًا لتطوير شبكات المناطق الحضرية في العقد الأول من الألفية الثانية.  وقد طُوّرت تقنية DWDM للمسافات الطويلة، التي تتراوح مداها من صفر إلى أكثر من 3000 كيلومتر، لتمكين الشركات التي تخزن كميات كبيرة من البيانات في مواقع مختلفة من تبادل البيانات أو إنشاء نسخ احتياطية من خوادم ملفاتها . ومع استخدام تقنية DWDM على شبكات المناطق الحضرية القائمة للألياف الضوئية التابعة لشركات الاتصالات، لم تعد الشركات بحاجة إلى ربط شبكاتها المحلية (LAN) بوصلة ألياف ضوئية مخصصة. [ 5 ] : 14 وبفضل تقنية DWDM، أصبح بإمكان الشركات إنشاء شبكات مناطق حضرية مخصصة باستخدام شبكة الألياف المظلمة القائمة لمزود الخدمة في المدينة. وبذلك، أصبحت شبكات المناطق الحضرية أقل تكلفة في الإنشاء والصيانة. [ 5 ] : 15 وتتيح منصات DWDM التي يوفرها مزودو الألياف المظلمة في المدن تقسيم زوج واحد من الألياف إلى 32 طولًا موجيًا. ويمكن لطول موجي واحد أن يدعم سرعات تتراوح بين 10 ميجابت/ثانية و 10 جيجابت/ثانية . وبالتالي، يمكن للشركات التي تدفع مقابل شبكة MAN لربط مواقع مكاتبها المختلفة داخل المدينة زيادة عرض النطاق الترددي لشبكة MAN الأساسية كجزء من اشتراكها. كما سهّلت منصات DWDM الحاجة إلى تحويل البروتوكولات لربط شبكات LAN في المدينة، إذ يمكن نقل أي بروتوكول وأي نوع من البيانات باستخدام DWDM. وبذلك، منحت الشركات الراغبة في إنشاء شبكة MAN خيارًا من البروتوكولات. [ 5 ] : 16

إطلالة غربية على شمال سان خوسيه وأجزاء أخرى من مركز وادي السيليكون التكنولوجي. بين عامي 2002 و2003، أنشأت شركة سبرينت خمس حلقات مترو إيثرنت لربط المناطق الحضرية.

تستخدم شبكة مترو إيثرنت حلقة من الألياف الضوئية كعمود فقري لشبكة جيجابت إيثرنت داخل المدن الكبرى. تُنفذ بنية الحلقة باستخدام بروتوكول الإنترنت (IP) بحيث يمكن إعادة توجيه البيانات في حال ازدحام أحد الروابط أو تعطلها. [ 6 ] في الولايات المتحدة، كانت شركة سبرينت من أوائل الشركات التي تبنت حلقات الألياف الضوئية لتوجيه حزم بروتوكول الإنترنت على العمود الفقري لشبكة المدينة. بين عامي 2002 و2003، أنشأت سبرينت ثلاث حلقات لشبكة المدينة لتغطية سان فرانسيسكو وأوكلاند وسان خوسيه ، وربطت بدورها هذه الحلقات الثلاث بحلقتين إضافيتين. قامت حلقات سبرينت بتوجيه الصوت والبيانات، وكانت متصلة بالعديد من نقاط تبادل الاتصالات المحلية، وبلغ إجمالي طول كابلات الألياف الضوئية فيها 189 ميلاً. كما ربطت حلقات المترو العديد من المدن التي أصبحت فيما بعد جزءًا من مركز وادي السيليكون التكنولوجي ، مثل فريمونت وميلبيتاس وماونتن فيو وبالو ألتو وريدوود سيتي وسان برونو وسان كارلوس وسانتا كلارا وسانيفيل . [ 7 ]

استخدمت حلقات إيثرنت المترو التي لم تُوجّه حركة مرور بروتوكول الإنترنت (IP) بدلاً من ذلك أحد تطبيقات بروتوكول الشجرة الممتدة (STP) الخاصة المختلفة ؛ وكان لكل حلقة شبكة محلية (MAN) جسر جذري . [ 8 ] ولأن تبديل الطبقة الثانية لا يمكن أن يعمل في حال وجود حلقة في الشبكة، فإن البروتوكولات التي تدعم حلقات شبكة MAN من الطبقة الثانية تحتاج جميعها إلى حظر الروابط الزائدة، وبالتالي حظر جزء من الحلقة. [ 5 ] : 41 كما تم نشر بروتوكولات التغليف، مثل تبديل الملصقات متعدد البروتوكولات (MPLS)، لمعالجة عيوب تشغيل حلقات إيثرنت المترو من الطبقة الثانية. [ 5 ] : 43

كانت تقنية مترو إيثرنت بمثابة امتداد لبروتوكولات الإيثرنت خارج نطاق الشبكة المحلية (LAN)، وأدى الاستثمار اللاحق في الإيثرنت إلى نشر تقنية كارير إيثرنت ، حيث تُستخدم بروتوكولات الإيثرنت في الشبكات واسعة النطاق (WAN). وبالتالي، ساهمت جهود منتدى مترو إيثرنت (MEF) في تحديد أفضل الممارسات والمعايير لشبكات المناطق الحضرية في تحديد تقنية كارير إيثرنت أيضًا. [ 9 ] وبينما سعى معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) إلى توحيد بروتوكولات الإيثرنت الاحتكارية الناشئة، سدّت منتديات الصناعة، مثل منتدى مترو إيثرنت، هذه الفجوة، وفي يناير 2013 أطلقت شهادة اعتماد لمعدات الشبكات التي يمكن تهيئتها لتلبية مواصفات كارير إيثرنت 2.0 . [ 10 ]

نقاط تبادل الإنترنت في المدن الكبرى

فريق Stealth Fiber يقوم بتركيب كابل ألياف ضوئية داكنة مكون من 432 خيطًا تحت شوارع مدينة نيويورك .
مفتاح ضوئي للألياف البصرية في AMS-IX

لطالما كانت نقاط تبادل الإنترنت (IXs) ذات أهمية بالغة لربط شبكات المدن (MANs) بالإنترنت الوطني أو العالمي . وقد مكّنت نقطة تبادل الإنترنت في بوسطن (Boston MXP) مزودي خدمة إيثرنت في المدن، مثل HarvardNet، من تبادل البيانات مع شركات الاتصالات الوطنية، مثل Sprint Corporation و AT&T . كما تعمل نقاط التبادل كوصلات منخفضة زمن الوصول بين شبكات المناطق الجامعية ، مما مكّن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة بوسطن من تبادل البيانات والصوت والفيديو باستخدام نقطة تبادل الإنترنت في بوسطن. ومن الأمثلة الأخرى على نقاط تبادل الإنترنت في المدن الأمريكية التي كانت تعمل حتى عام 2002تشمل هذه المراكز نقطة الوصول الحضرية في أنكوريج (AMAP)، ونقطة تبادل الإنترنت في سياتل (SIX)، ونقطة الوصول الحضرية في دالاس-فورت وورث (DFMAP)، ونقطة تبادل الإنترنت في دنفر (IX-Denver). [ 11 ] قامت شركة فيريزون بتشغيل ثلاثة مراكز تبادل حضرية إقليمية لربط شبكات المدن الكبرى (MANs ) ومنحها إمكانية الوصول إلى الإنترنت. يخدم مركز MAE-West شبكات المدن الكبرى في سان خوسيه ولوس أنجلوس وكاليفورنيا . ويربط مركز MAE-East شبكات المدن الكبرى في مدينة نيويورك وواشنطن العاصمة وميامي . بينما يربط مركز MAE-Central شبكات المدن الكبرى في دالاس وتكساس وإلينوي . [ 12 ]

في المدن الكبرى، قد يكون العديد من مزودي الخدمة المحليين قد أنشأوا بنية أساسية لشبكة MAN تعتمد على الألياف الضوئية المظلمة . في لندن، تُشكل حلقات إيثرنت المترو التابعة لعدة مزودي خدمة البنية التحتية لشبكة MAN في لندن. وكغيرها من شبكات MAN، تلبي شبكة MAN في لندن احتياجات عملائها في المناطق الحضرية بشكل أساسي، والذين يحتاجون عادةً إلى عدد كبير من الاتصالات ذات نطاق ترددي منخفض، وانتقال سريع إلى مزودي خدمة MAN آخرين، بالإضافة إلى الوصول إلى نطاق ترددي عالٍ لمزودي خدمات الاتصالات بعيدة المدى على الصعيدين الوطني والدولي. وتلعب نقاط التبادل الحضرية الآن دورًا حيويًا ضمن شبكة MAN في المدن الكبرى. وبحلول عام 2005، أنشأت بورصة لندن للإنترنت (LINX) العديد من نقاط التبادل في جميع أنحاء منطقة لندن الكبرى . [ 13 ]

أصبحت المدن التي تستضيف أحد مراكز تبادل الإنترنت الدولية وجهةً مفضلةً للشركات ومراكز البيانات . يُعد مركز تبادل الإنترنت في أمستردام (AMS-IX) ثاني أكبر مركز تبادل إنترنت في العالم، وقد اجتذب شركاتٍ إلى أمستردام تعتمد على الوصول إلى الإنترنت فائق السرعة. كما استفادت شبكة منطقة أمستردام الحضرية من الوصول إلى الإنترنت فائق السرعة. [ 14 ] : 105 وبالمثل، أصبحت فرانكفورت مركز جذب لمراكز بيانات الشركات الدولية لاستضافتها مركز تبادل الإنترنت غير الربحي DE-CIX ، وهو أكبر مركز تبادل إنترنت في العالم. [ 14 ] : 116 يتمثل نموذج عمل DE-CIX في تقليل تكلفة النقل لشركات الاتصالات المحلية من خلال الاحتفاظ بالبيانات في المنطقة الحضرية، مع إتاحة إمكانية الربط الشبكي لمسافات طويلة بزمن استجابة منخفض عالميًا مع شبكات MAN الرئيسية الأخرى. [ 15 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "معيار IEEE 802 للشبكات المحلية وشبكات المناطق الحضرية: نظرة عامة وبنية" ، P802-Rev/D1.6 (مراجعة لمعيار IEEE STD 802-2001، تتضمن معيار IEEE STD 802A-2003، ومعيار IEEE STD 802B-2004) ، جمعية IEEE للحاسبات، 2002، الصفحات 1-68 ، ISBN  9780738182193، تم تحسين شبكة MAN لمنطقة جغرافية أكبر من شبكة LAN، تتراوح من عدة كتل من المباني إلى مدن بأكملها.
  2. ↑ كينيث سي. لاودان؛ جين بي. لاودان (2001). نظم المعلومات الإدارية: إدارة الشركة الرقمية ( الطبعة العاشرة). 
  3. ↑ "اقتباسات من عام ١٩٩٩" . أخبار وموارد كافيه أو ليه جافا . مؤرشف من الأصل في ١٤ أبريل ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه في ٢٥ ديسمبر ٢٠٢٢. ثم في يوم من الأيام، أصبحت الأجهزة رخيصة بشكل لا يصدق، وتعرف البرامج على الأجهزة، وأصبح بإمكانك توصيل جهازين معًا والتواصل بينهما. لقد حدث عام الشبكة المحلية الحقيقي بهدوء.
  4. ١ ٢ ٣ ٤ فريق عمل IGIC، محرر (١٩٩٤). شبكات المناطق الحضرية بالألياف الضوئية (MANs) . Information Gatekeepers Inc. ISBN 9781568510552.
  5. 1 2 3 4 5 فيفيك ألوين (1994). تصميم وتنفيذ الشبكات الضوئية . دار نشر سيسكو. ISBN 9781587051050.
  6. ↑ ماثيو ليوتين (2003). تخطيط الشبكات ذات الأهمية البالغة . دار أرتيك هاوس. ص 105. ISBN  9781580535595.
  7. ↑ الألياف في الحلقة ، المجلد 15، شركة Information Gatekeepers Inc، نوفمبر 2003، ص 2  
  8. ↑ ماثيو ليوتين (2003). تخطيط الشبكات ذات الأهمية البالغة . دار أرتيك هاوس. ص 106. ISBN  9781580535595.
  9. ↑ جيفري إس. بيزلي وبياسات نيلكايو (2012). أساسيات التواصل: أساسيات التواصل . بيرسون للتعليم. الصفحات 10-14 . ISBN  9780133381702.
  10. ↑ تشارلز إي. سبورجون؛ جوان زيمرمان (1994). محولات الإيثرنت: مقدمة لتصميم الشبكات باستخدام المحولات . أورايلي. ص 49. ISBN  9781449367268.
  11. ↑ مارلين كيمبر ليتمان (2002). بناء شبكات النطاق العريض . مطبعة سي آر سي. ص 78. ISBN  978-1-4200-0001-6.
  12. ↑ غاري ب. شيلي؛ جينيفر كامبل (2011). اكتشاف الإنترنت: شامل . سينجايج ليرنينج. ص 345. ISBN  978-1-111-82072-5.
  13. ↑ ساخار باولوس؛ نوربرت بولمان؛ هيلموت رايمر، محرران. (2005). ISSE 2005 - تأمين عمليات الأعمال الإلكترونية: أبرز فعاليات مؤتمر حلول أمن المعلومات في أوروبا 2005. سبرينغر. ص 324. ISBN  978-3-8348-0011-4.
  14. 1 2 دراسة مقارنة للمدن الذكية في أوروبا والصين 2014. سبرينغر. 2015. ISBN 978-3-662-46867-8.
  15. ↑ «أُعلن عن شركة IX Reach كموزع رسمي لمنتجات DE-CIX في نيويورك» . www.ixreach.com . IX Reach. 28 مارس 2014. أُرشف من الأصل في 8 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 8 مارس 2019 .