خدمات مشغّلي الاتصالات واحتياجات البنية التحتية لمراكز البيانات

التغيرات التشغيلية الجارية التي تحفِّز تحديث البنية التحتية لخدمات شركات الاتصالات

من خبرتي الميدانية في دعم مشغّلي الشبكات العالمية، لاحظتُ أن خدمات شركات الاتصالات تتوسّع باستمرارٍ ما وراء الخدمات التقليدية مثل الصوت والإنترنت عريض النطاق، لتضمّ مهام استنتاج الذكاء الاصطناعي، ومعالجة الحوسبة الحافة المحلية، وتقسيم الشبكة. وتتمتّع العديد من الشركات المشغِّلة لمخزونٍ كبيرٍ من غرف الخوادم القديمة التي بُنِيَت لأجهزة الشبكة من الأجيال السابقة. وغالبًا ما تفتقر هذه المساحات الموجودة إلى القدرة على تلبية المتطلبات الجديدة الناجمة عن أنماط حركة المرور الرقمي الحديثة. كما أن تجديد المواقع قد يستغرق شهورًا عديدة، وتؤدّي إجراءات الحصول على تراخيص البناء إلى تأخيراتٍ إضافيةٍ عندما تحاول الشركات المشغِّلة نشر خدمات الاتصالات المُحدَّثة عبر مناطق جغرافية واسعة.

يوضّح مشروعٌ عمليٌّ واحدٌ في الخارج هذه النقطة المؤلمة الشائعة في القطاع. فقد خطّط مشغّل شبكة إقليمي لتوسيع خدماته للاتصالات السلكية واللاسلكية لدعم الازدياد المتصاعد في حركة حركة الذكاء الاصطناعي على الحواف عبر عدة مناطق خدمية متباعدة. واعتمدت الخطط الأولية على تجديد غرف الحواسيب الموجودة مسبقًا في المواقع. لكن تعقيد إعادة بناء المواقع، وندرة العمالة الماهرة محليًّا، وجودة الإنشاءات غير المتسقة الناتجة عن مقاولين من باطن مختلفين، أدّى كلُّ ذلك إلى تجاوز الجدول الزمني للمشروع بكثيرٍ أهدافَ العمل. ولذلك، غيّر فريق المشروع استراتيجيته واختار كلاًّ من «حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (تبريد هوائي)» و«حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (تبريد سائل)» كوحدات حاسوبية جاهزة للتشغيل الفوري. وقد اكتمل تركيب الأنظمة الفرعية الرئيسية واختبار القبول في المصنع على مراحل متعددة قبل الشحن. وبمجرد وصول الحاويات إلى المواقع المستهدفة، اقتصر عمل الفرق الميدانية على ربط المرافق فقط. وهكذا، انخفض الوقت الكلي المطلوب لإكمال المشروع بشكل كبير، ما مكّن من إطلاق خدمات الاتصالات السلكية واللاسلكية الجديدة وفق الجداول الزمنية المقررة لأغراض العمل.

يتماشى هذا المشروع من أرض الواقع مع التوجيهات الصادرة عن دليل ASHRAE للتطبيقات الخاصة بتكييف الهواء والتبريد، الفصل ٢٠: مراكز البيانات والمرافق الاتصالية . ويقدّم هذا المرجع توجيهات تصميمية عملية للشبكات المختلطة والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات التي تُنصب في مرافق اتصالات غير تقليدية. فكثيرٌ من مواقع الاتصالات لا تمتلك بيئات قاعات بيانات خاضعة للتحكم الكامل، ولذلك تصبح مقاومة الظروف البيئية، وازدواجية التغذية الكهربائية، والاستقرار الحراري عوامل تقييم أساسية للأجهزة التي تدعم خدمات مشغّلي شبكات الاتصالات.

اختيار أجهزة مُختلفة لمواكبة أحمال العمل المتغيرة لخدمات مشغّلي شبكات الاتصالات

أنماط حركة المرور المختلفة داخل خدمات شركات الاتصالات تفرض متطلباتٍ مُختلفةً جدًّا على البنية التحتية الأساسية. فوظائف شبكة النواة العامة، ومعالجة بوابات الوسائط، ومهام تفريغ الحِمل السحابي القياسية تعمل بكفاءة في ظل ظروف كثافة طاقة معتدلة. أما المهام المرتبطة بالذكاء الاصطناعي، ومعالجة الحزم عالية السرعة، ووحدات التحليل الفوري، فتولِّد حرارةً أعلى بكثير، وتفرض متطلباتٍ أشد صرامةً على أنظمة التبريد وتوزيع الطاقة. ولذلك، يحتاج المشغلون إلى خيارات مرنة من الأجهزة، بدلًا من اعتماد مخطط بنية تحتية واحد موحَّد لجميع مواقع النشر.

يتناسب حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد بالهواء) بشكل جيد مع العديد من السيناريوهات الشائعة في خدمات شركات الاتصالات. وتدمج هذه الحاوية أرفف تكنولوجيا المعلومات، وأنظمة التبريد المُرتبة داخل الصف بمخطط N+1، ووحدات التغذية الكهربائية غير المنقطعة ذات التكرار، وأنظمة إخماد الحرائق داخل أغلفة حاويات مسبقة الصنع. وتتم فحوصات شاملة لجميع الوحدات الوظيفية داخل مرافقنا التصنيعية التي تبلغ مساحتها ٣٠٠٠٠ متر مربع. وللمواقع الهاتفية التي تعمل بأحمال شبكة النواة متوسطة الكثافة، تضمن هذه الحاوية المبردة بالهواء تشغيلاً مستمراً ومستقراً. وهي مناسبة لمواقع قريبة من أبراج الإرسال، وتوسيعات المكاتب المركزية الإقليمية، والنقاط الحواف الموزَّعة، حيث يبقى إجمالي الحمل الخاص بتكنولوجيا المعلومات ضمن النطاقات الملائمة.

عندما تدمج خدمات شركات الاتصالات السلكية واللاسلكية مهام استنتاج الذكاء الاصطناعي المكثفة أو معالجة الحزم عالية الأداء، يمكن للمشغلين اللجوء إلى حاويات مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد السائل). وتتبنى هذه الوحدة بنية هجينة للتبريد الهوائي والسائل، مقترنة بمبردات قادرة على التبريد المجاني ومجموعات أبراج التبريد. وهي تدعم كثافة طاقة أعلى في الرفوف، لا تستطيع حلول التبريد الجوي وحدها دعمها بصعوبة. وتُدمج معدات وحدة توزيع السوائل (CDU) وأجهزة استشعار كشف التسرب ووحدات إدارة أنظمة مراكز البيانات (DCIM) تكاملاً كاملاً أثناء الإنتاج بالمصنع. ويتم اختبار كل حلقة سائلية تحت ضغط هيدروستاتيكي واختبار تصحيح دوري قبل التسليم. ويمكن للمشغلين نشر الحاويات المبردة سائلياً كعقد بوابة إقليمية للذكاء الاصطناعي، حيث تعالج خدمات شركات الاتصالات السلكية واللاسلكية كميات كبيرة من البيانات المُولَّدة محلياً. كما يمكنهم دمج وحدات الحاويات المبردة هوائياً وسائلياً ضمن موقع واحد لتلبية ملفات الأحمال المختلطة دون إسراف في استثمار موارد البنية التحتية.

القيود المفروضة على الموقع والاعتبارات المتعلقة بالامتثال لتنفيذ خدمات شركات الاتصالات

معظم المواقع المستخدمة لاستضافة خدمات شركات الاتصالات بُنِيَت في الأصل لأجهزة الإرسال والاستقبال والنقل. وغالبًا ما تواجه هذه المواقع قيودًا ماديةً مثل محدودية مساحة الأرضية، وتباين درجة حرارة الجو المحيط، وقلة عدد موظفي الصيانة الموجودين في الموقع، وتشدد القواعد واللوائح المحلية الخاصة بالسلامة. ولا يمكن دائمًا توقع توفر ظروف مثالية في مراكز البيانات ذات الأرضيات المرتفعة عند مرافق الاتصالات.

قَيَّمَ فريق الهندسة عشرات المواقع التشغيلية للمُقدِّمين للخدمات الاتصالية في قارات مختلفة لتنفيذ خدمات الناقلين الاتصاليين. ونقوم بتقييم ثلاثة أبعاد رئيسية: أولها التكيُّف مع البيئة، وثانيها التوافق مع مساحة الموقع، وأخيراً إمكانية الإدارة عن بُعد. وقد صُمِمت كلٌّ من حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد بالهواء) وحاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد بالسوائل) للعمل ضمن القيود المفروضة في مكاتب الاتصالات المركزية والبيئات الحافة النموذجية. ويمكن لأنظمة التبريد الخاصة بها تعديل منحنيات تشغيلها ونطاقاتها لتتناسب مع التقلبات الموسمية في درجات الحرارة. وتضمن أنظمة تبريد حاويات مركز بيانات الذكاء الاصطناعي أن تبقى معدات تكنولوجيا المعلومات عند ظروف الدخول ضمن النطاقات التي أوصت بها الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE). كما أن شكل الحاويات يقلل الحاجة إلى أعمال الإنشاء في الموقع، ما يساعد مقدِّمي خدمات الاتصالات على تجنُّب إجراء تعديلات واسعة النطاق على المباني.

تُستخدَم وظيفة المراقبة عن بُعد لأنابيب مراكز البيانات لإدارة مئات الأنابيب عبر شبكة اتصالات سلكية ولاسلكية موزَّعة جغرافيًّا. ويتم تجهيز كل أنبوب بنظام إدارة البنية التحتية لمراكز البيانات (DCIM) لتسجيل بيانات استهلاك الطاقة، والحرارة، وإنذارات المعدات. ويمكن لمشغِّلي خدمات شركات الاتصالات الاستفادة من خفض عدد الزيارات الميدانية إلى المواقع والاستجابة السريعة للحالات غير الطبيعية في مرافق الاتصالات الموزَّعة. وتُرسَل أنابيب مراكز البيانات مع تقارير الاختبار الكاملة من المصنع، وسجلات معايرة أجهزة الاستشعار، والأدلة الإرشادية للمستخدم لمساعدة العملاء على الامتثال للوائح المحلية وضوابط مشغِّلي شركات الاتصالات.

توسيع السعة على مراحل بما يتناسب مع دورات نمو أعمال خدمات شركات الاتصالات

نادراً ما تصل خدمات شركات الاتصالات إلى الحجم الكامل للمرور الفوري بعد الإطلاق. وغالباً ما تتبع المشغلون أنماطاً تدريجية في طرح الخدمات. فهم يفعّلون أولاً سعة خدمة محدودة لاختبار استجابة السوق، ثم يوسعون الموارد تدريجياً مع نمو عدد المشتركين وكمية البيانات المنقولة. وتُجبر البنية التحتية الثابتة التقليدية للمباني المشغلين على التنبؤ بالطلب الأقصى قبل سنوات عديدة، ما يؤدي في كثير من الأحيان إلى استثمار رأسمالي غير مستغلٍ بالكامل خلال المراحل الأولى من التشغيل. أما العمارة القائمة على الحاويات فتخفف كثيراً من ضغط هذه التخطيطات.

يستطيع المشغلون البدء بحجم صغير لخدمات شركات الاتصالات من خلال تركيب كمية صغيرة من وحدات حاويات مراكز البيانات المدعومة بالذكاء الاصطناعي، إما المبرَّدة بالهواء أو المبرَّدة بالسوائل، وفقاً لخصائص الحمل التشغيلي الأولي. وعندما يزداد حجم حركة المرور التجارية، يمكن ربط حاويات إضافية عبر واجهات ميكانيكية وكهربائية قياسية. ولن يؤدي عمل التوسُّع إلى إيقاف تشغيل خدمات شركات الاتصالات القائمة بشكل كامل. ويتماشى هذا النهج القائم على الدفع عند الحاجة مع نموّ الإنفاق الرأسمالي ليكون أقرب ما يمكن إلى الإيرادات الفعلية المحقَّقة من الخدمات.

كذلك يقلل نموذج النشر التدريجي من المخاطر التقنية لمشاريع الاتصالات. ويمكن تشغيل ميزات الخدمة الجديدة ضمن خدمات مشغلي الاتصالات أولاً على مجموعة صغيرة من عُقد الحاويات للتحقق الميداني منها. ويجمع المشغلون ملاحظات تشغيلية فعلية قبل التوسع الإقليمي الواسع. وإذا كانت نسبة اعتماد المستخدمين لخطوط خدمة معينة بطيئة، فلن يتكبّد المشغلون تكاليف غارقة كبيرة ناتجة عن بنية تحتية مُفرطة في التجهيز. وعندما يزداد الطلب بسرعة، فإن سير عمل الإنتاج لدينا يدعم تصنيع وحدات إضافية وتوصيلها دون الحاجة لإعادة تصميم كاملة لتخطيط الموقع الميداني. وهذه المرونة تلفت انتباه مُدمِّجي الأنظمة الذين يعملون مع عملاء قطاع الاتصالات في مشاريع تقسيم الشبكات، والانفصال المحلي لحركة المرور، والحوسبة الحافة متعددة الوصول.

تشغيل البنية التحتية للحاويات الخاصة بخدمات مشغلي الاتصالات وإدارتها طوال دورة حياتها والتخفيف من المخاطر المرتبطة بها

يُعزى العديد من حالات خرق اتفاقيات مستوى الخدمة الخاصة بخدمات شركات الاتصالات إلى غياب ترتيبات تشغيلية طويلة الأجل كافية في المواقع الموزَّعة لشركات الاتصالات، وليس إلى عيوب أولية في الأجهزة. وغالبًا ما تحتفظ المرافق البعيدة للاتصالات بعددٍ ضئيل جدًّا من الكوادر الفنية الميدانية. ولذلك، فإن البنية التحتية الداعمة لخدمات شركات الاتصالات تتطلّب سير عمل صيانةٍ بسيطٍ وقابلٍ للتكرار، وآلياتٍ واضحةٍ لعزل الأعطال، وتعريفاتٍ متسقةٍ لقطع الغيار عبر جميع الأجهزة المُركَّبة. وقد بُنِيَت كلا خطَّي منتجات الحاويات حول هذه المتطلبات التشغيلية الواقعية.

تم توحيد جميع الأنظمة الفرعية الأساسية داخل حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد بالهواء) وحاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي (التبريد بالسوائل)، كما خضعت لاختبارات شاملة مسبقة في بيئة المصنع. وتظل قوائم قطع الغيار وإجراءات الخدمة موحدةً في جميع الوحدات المسلَّمة. وهذا يقلل عبء التدريب الملقى على كاهل فنيي الصيانة الميدانيين المسؤولين عن تشغيل خدمات شركات الاتصالات. وتسجِّل أنظمة إدارة مراكز البيانات (DCIM) سجلات كاملة للأحداث المتعلقة بالطاقة والحرارة. ويمكن لفرق الهندسة تتبع أي انحرافات أداء متقطعة عن بُعد، قبل أن تتفاقم المشكلات البسيطة لتؤدي إلى انقطاع الخدمة. أما في الطرازات المبرَّدة بالسوائل من الحاويات، فقد صُمِّمت نقاط الوصول للصيانة بشكلٍ متعمَّدٍ لتسهيل استبدال المكونات دون الحاجة إلى فكّ الوحدة الكاملة.

أثناء تسليم المشروع، نُوفِّر مجموعات كاملة من الوثائق التشغيلية لكل حاوية يتم تسليمها. وتشمل هذه الوثائق سجلات الاختبارات المصنَّعية، وسجلات تشغيل الأنظمة الفرعية، والتوجيهات التفصيلية خطوة بخطوة للصيانة. وتُسهم الوثائق الشفافة في مساعدة مشغلي شبكات الاتصالات على تلبية متطلبات التدقيق الداخلي، وتسهيل عمليات التسليم السلسة بين فرق الإنشاء ومجموعات التشغيل المستمرة. كما نقدِّم دعماً عن بُعد لتشخيص الأعطال عبر الحدود بعد التسليم. وهذا يساعد في الحفاظ على أداء الأجهزة التي تدعم خدمات مشغلي شبكات الاتصالات بشكلٍ ثابت طوال دورة حياتها الخدمية التي تمتد لعدة سنوات.

الأسئلة المتكررة

السؤال الأول: ما التحديات البنية التحتية المرتبطة بخدمات مشغلي شبكات الاتصالات الحديثة؟

الجواب: إن تطور أحمال العمل يؤدي إلى ارتفاع متطلبات الحرارة والطاقة. كما أن العديد من المواقع الاتصالية القديمة تفتقر إلى الظروف الملائمة لإنشاء قاعات البيانات التقليدية. وتساعد البنية التحتية الجاهزة المُصنَّعة في حاويات على حل مشكلتي تأخر الجدول الزمني للنشر وصعوبة التكيُّف مع الموقع.

السؤال ٢: كيف تختار بين حاوية مركز بيانات الذكاء الاصطناعي المبرَّدة بالهواء والمبرَّدة بالسوائل لخدمات شركات الاتصالات؟

الجواب: اختر الطرازات المبرَّدة بالهواء للأحمال التشغيلية متوسطة الكثافة في شبكات النواة. أما الحاويات المبرَّدة بالسوائل فهي مناسبة للمواقع التي تُجرِي استنتاجات الذكاء الاصطناعي أو مهام المعالجة عالية الكثافة. وينبغي تقييم ظروف المرافق المحلية في الموقع قبل الاختيار النهائي.

السؤال ٣: هل تتبع أجهزة الحاوية المعايير الصناعية الواسعة الانتشار في قطاعي الاتصالات ومراكز البيانات؟

الجواب: يستند التصميم إلى الفصل ٢٠ من دليل ASHRAE للتطبيقات الخاصة بأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) المتعلق بالبنية التحتية لمنشآت الاتصالات. ويتم إخضاع كل وحدة لاختبارات مصنع متعددة المراحل قبل الشحن. كما يعتمد الأداء النهائي أيضًا على صحة ربط المرافق في الموقع وإنجاز عملية التشغيل الأولي.

السؤال ٤: هل يمكن توسيع السعة بعد بدء تشغيل خدمات شركات الاتصالات على أجهزة الحاوية؟

الجواب: نعم. ويمكن للمشغلين إضافة وحدات حاوية إضافية مع نمو حركة مرور الخدمة. كما تدعم واجهات الربط الموحَّدة التوسُّع التدريجي دون مقاطعة الخدمات التشغيلية النشطة لشركات الاتصالات.

السؤال ٥: ما الدعم التشغيلي المتاح لمعدات الحاويات في مواقع الاتصالات السلكية واللاسلكية النائية؟

الإجابة: نظام إدارة مراكز البيانات المدمج يوفّر وظائف المراقبة عن بُعد والإشعارات. ومجموعات المكونات الموحَّدة والتوثيق الكامل من المصنع يبسّطان عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها في الموقع. كما يتوفر دعم تشخيصي عن بُعد عبر الحدود بعد التسليم.