Självorganiserande nätverk
Ett självorganiserande nätverk ( SON ) är en automationsteknik designad för att göra planering, konfigurering, hantering, optimering och läkning av mobila radioaccessnätverk enklare och snabbare. SON-funktionalitet och beteende har definierats och specificerats i allmänt accepterade rekommendationer inom mobilbranschen som tagits fram av organisationer som 3GPP (3rd Generation Partnership Project) och NGMN (Next Generation Mobile Networks).
SON har kodifierats inom 3GPP Release 8 och efterföljande specifikationer i en serie standarder inklusive 36.902, såväl som offentliga vitböcker som beskriver användningsfall från NGMN. Den första tekniken som använder SON-funktioner kommer att vara Long Term Evolution (LTE), men tekniken har även eftermonterats till äldre radioaccessteknologier som Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). LTE-specifikationen stöder i sig SON-funktioner som Automatic Neighbor Relation (ANR)-detektion, vilket är 3GPP LTE Rel. 8 flaggskeppsfunktion.
Nytillkomna basstationer bör självkonfigureras i linje med ett "plug-and-play"-paradigm medan alla operativa basstationer regelbundet kommer att självoptimera parametrar och algoritmiskt beteende som svar på observerad nätverksprestanda och radioförhållanden. Dessutom kan självläkande mekanismer utlösas för att tillfälligt kompensera för ett upptäckt utrustningsavbrott, i väntan på en mer permanent lösning.
SON arkitektoniska typer
Självorganiserande nätverk delas vanligtvis in i tre stora arkitektoniska typer.
Utdelad SON
I denna typ av SON (D-SON) är funktioner fördelade mellan nätverkselementen i kanten av nätverket, vanligtvis ENodeB- elementen. Detta innebär en viss grad av lokalisering av funktionalitet och tillhandahålls normalt av nätverksutrustningsleverantören som tillverkar radiocellen.
Centraliserad SON
I centraliserad SON (C-SON) är funktionen mer typiskt koncentrerad närmare nätverksnoder av högre ordning eller nätverkets OSS , för att möjliggöra en bredare överblick över fler kantelement och koordinering av t.ex. last över ett brett geografiskt område. På grund av behovet av att samverka med celler som tillhandahålls av olika utrustningsleverantörer, levereras C-SON-system mer typiskt av tredje part.
Hybrid SON
Hybrid SON är en blandning av centraliserad och distribuerad SON, som kombinerar delar av var och en i en hybridlösning.
SON underfunktioner
Självorganiserande nätverksfunktioner delas vanligtvis in i tre stora subfunktionella grupper, som var och en innehåller ett brett utbud av nedbrutna användningsfall.
Självkonfigureringsfunktioner
Self-configuration strävar mot "plug-and-play"-paradigmet på det sättet att nya basstationer automatiskt ska konfigureras och integreras i nätverket. Detta innebär att både upprättande av anslutning och nedladdning av konfigurationsparametrar är programvara. Självkonfiguration tillhandahålls vanligtvis som en del av mjukvaruleveransen med varje radiocell av utrustningsleverantörer. När en ny basstation introduceras i nätverket och slås på, blir den omedelbart igenkänd och registrerad av nätverket. De angränsande basstationerna justerar sedan automatiskt sina tekniska parametrar (såsom emissionseffekt, antennlutning etc.) för att ge den erforderliga täckningen och kapaciteten, och samtidigt undvika störningar.
Självoptimeringsfunktioner
Varje basstation innehåller hundratals konfigurationsparametrar som styr olika aspekter av cellplatsen. Var och en av dessa kan ändras för att ändra nätverksbeteende, baserat på observationer av både basstationen själv och mätningar vid mobilstationen eller handenheten. En av de första SON-funktionerna upprättar grannrelationer automatiskt (ANR) medan andra optimerar parametrar för slumpmässig åtkomst eller mobilitetsrobusthet när det gäller handover-svängningar. Ett mycket illustrativt användningsfall är den automatiska avstängningen av en procent av basstationerna under nattetid. Den angränsande basstationen skulle sedan omkonfigurera sina parametrar för att hålla hela området täckt av signalen. I händelse av en plötslig ökning av efterfrågan på anslutning av någon anledning, "vaknar" de "sovande" basstationerna nästan omedelbart. Denna mekanism leder till betydande energibesparingar för operatörerna.
Självläkande funktioner
När vissa noder i nätverket blir inoperativa syftar självläkande mekanismer till att minska effekterna från felet, till exempel genom att justera parametrar och algoritmer i intilliggande celler så att andra noder kan stödja de användare som stöddes av den felande noden. I äldre nätverk är de felaktiga basstationerna ibland svåra att identifiera och det krävs en betydande mängd tid och resurser för att åtgärda det. Denna funktion hos SON tillåter att omedelbart upptäcka sådana havererade basstationer för att vidta ytterligare åtgärder och säkerställa ingen eller obetydlig försämring av tjänsten för användarna.
Självskyddsfunktioner
Det är ett proaktivt tillvägagångssätt för ett system för att försvara sig från inträngning av obehöriga användare i systemet och från alla aktiva eller passiva attacker. Huvudsyftet med självskydd är att göra systemets säkerhet okrossbar och även göra data konfidentiell och säker.
Introduktion av SON
Självorganiserande nätverksfunktioner introduceras gradvis med ankomsten av nya 4G-system i radioaccessnätverk, vilket gör att effekten av potentiella "barnsjukdomar" kan begränsas och gradvis öka förtroendet. Självoptimeringsmekanismer i mobila radioaccessnät kan ses ha vissa likheter med automatiserade handelsalgoritmer på finansiella marknader. SON har också eftermonterats till befintliga 3G-nätverk för att minska kostnaderna och förbättra tillförlitligheten av tjänster.
Mobile World Congress- handelskonferensen 2009 såg de första stora tillkännagivandena av SON-funktionalitet för LTE-mobilnätverk. De första utplaceringarna skedde i Japan och USA under 2009/10.
Bland andra fördelar har SON-installationer gjort det möjligt för mobiloperatörer att minska utbyggnadstider för nätverk, minska avbrutna samtal, förbättra genomströmning, minska trafikstockningar och uppnå andra operativa effektivitetsvinster inklusive energi- och kostnadsbesparingar.
Litteratur
C. Brunner, D. Flore: Generering av Pathloss and Interference Maps as SON Enabler i utplacerade UMTS-nätverk. I: Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conf. (VTC Spring '09). Barcelona, Spanien, april 2009
externa länkar
- 3GPP
- NGMN
- Nomor Research: White Paper "Self-Organizing Networks (SON) in 3GPP Long Term Evolution"
- Självorganiserande nätverk, SON, handledning som täcker självkonfiguration, optimering och healing