تتمتع الشبكات ذاتية التنظيم (SON) بإمكانية إحداث تحول سريع ومتزامن في اقتصاديات الشبكات وتحسين تجربة العملاء. ويركز نوعان من هذه الشبكات - المركزية واللامركزية - على مناهج مختلفة. ويتعين على مشغلي الشبكات إدراك إمكانياتهم وتحديد المجالات التي يوفر فيها كل نوع أفضل دعم للتحسين.
تعمل أنظمة SON على أتمتة تكوين الشبكات اللاسلكية وتحسينها لمساعدة المشغلين على زيادة سعة الترددات اللاسلكية والطيف الترددي المنشور إلى أقصى حد، وتبسيط إدارة شبكة الوصول الراديوي (RAN)، وتحسين تجربة العملاء، كل ذلك مع تقليل النفقات التشغيلية للشبكة. وقد ازدادت التعقيدات والتكاليف المرتبطة بإدارة الشبكة بشكل مطرد لعدة سنوات، حيث نما عدد معايير الشبكة التي يجب مراقبتها وضبطها بشكل كبير لكل من وحدات التحكم في الشبكة الراديوية (RNC) / المحطات الأساسية في شبكات الجيل الثالث (3G) ومحطات eNobeB/MMA في شبكة LTE/4G الشبكات.
وبالنظر بشكل خاص إلى جانب تحسين شبكة الوصول الراديوي (RAN)، وهو محور تركيزنا، يوضح الشكل التالي مقارنة بين النهج التقليدي (اليدوي) والتحسين الآلي عبر تقنية الشبكات ذاتية التنظيم (SON). وتُعد المزايا الموضحة في الشكل 1 مهمة، حيث تستغرق عملية تحسين شبكة الوصول الراديوي التقليدية حوالي 8 أسابيع، وهي مدة أطول من النهج الآلي.
حالات استخدام SON
وفقًا لمعايير 3GPP وNGMN، تُصنّف حالات استخدام SON إلى ثلاث فئات أساسية. وهذه الفئات الثلاث الأساسية هي:
1. التحسين الذاتي
2. التكوين الذاتي
3. الشفاء الذاتي
التحسين الذاتي
تشمل إمكانيات التحسين الذاتي تحسين التغطية والسعة والتسليم والتداخل. ويُعدّ موازنة الأحمال جزءًا من وظائف التحسين الذاتي، مما يمكّن أنظمة الشبكات ذاتية التنظيم من تحديد الخلايا التي تعاني من الازدحام ونقل حمل البيانات إلى خلايا أخرى ذات نطاق ترددي كافٍ. كما يُمكّن تحسين التغطية والسعة من تصحيح الاختناقات بشكل مُجدول في البيئات الديناميكية، سواءً بشكل يومي أو موسمي.
التكوين الذاتي
تتيح خاصية التهيئة الذاتية الاتصال التلقائي وضبط المعلمات الأولية تلقائيًا. وتُعدّ التهيئة الذاتية القائمة على علاقة الجوار التلقائية (ANR) إحدى أكثر ميزات الشبكات ذاتية التنظيم (SON) انتشارًا بين مشغلي الشبكات.
الشفاء الذاتي
وأخيرًا، تُمكّن قدرات الإصلاح الذاتي من الكشف التلقائي عن الأعطال وإزالتها، مثل انقطاع الشبكة الخلوية. وفيما يتعلق ببنى أنظمة الشبكات ذاتية التنظيم (SON)، يُحدد اتحاد 3GPP الأنواع الثلاثة التالية من بنى SON التي يُمكن تطبيقها في 2G / 3G / 4G و 5G الشبكات
1. شبكة التنظيم الذاتي المركزية (C-SON)
2. D-SON (الشبكة ذاتية التنظيم الموزعة)
3. شبكة التنظيم الذاتي الهجينة (H-SON)
أنواع بنية SON
نظام SON المركزي (C-SON)
في بنية مركزية، تُخزَّن خوارزميات SON لحالة استخدام واحدة أو أكثر على نظام إدارة العناصر (EMS) أو على خادم SON منفصل يُدير محطات eNB. تُرسَل قيم معلمات محددة، وهي ناتج خوارزميات SON، إلى محطات eNB دوريًا أو عند الحاجة. تُتيح الاستراتيجية المركزية إمكانية التحكم بشكل أفضل في خوارزميات SON، حيث تُراعي تفاعلات حالات الاستخدام بين الخوارزميات قبل تغيير معلمات SON. مع ذلك، ونظرًا لضرورة إرسال مؤشرات الأداء الرئيسية وبيانات قياسات المستخدم إلى موقع مركزي للمعالجة، تتأخر التحديثات النشطة لمعلمات حالات الاستخدام. وللحفاظ على قابلية توسع الحل من حيث حجم المعلومات المنقولة، تُمرَّر معلومات مُفلترة ومضغوطة من محطة eNB إلى خادم SON المركزي. يتوفر على خادم SON معلومات أقل مقارنةً بمحطة eNB. يقتصر استخدام بنية SON المركزية البحتة على الخوارزميات التي تتطلب أوقات استجابة أبطأ نظرًا لارتفاع زمن الوصول الناتج عن الوقت اللازم لجمع معلومات المستخدم. بالإضافة إلى ذلك، ولأن خادم SON المركزي يمثل نقطة فشل واحدة، فإن انقطاع الخدمة في الخادم أو الشبكة الخلفية قد يتسبب في استخدام eNB لمعلمات قديمة وغير محدثة لأن eNB من المحتمل أن يكون أقل قدرة على تحديث معلمات SON الخاصة به بشكل منتظم مقارنة بالحلول الموزعة.
شبكة عصبية موزعة (D-SON)
تُدمج خوارزميات الشبكات ذاتية التنظيم (SON) داخل محطات eNB ضمن بنية موزعة، مما يُمكّن هذه المحطات من اتخاذ قرارات مستقلة بناءً على قياسات أجهزة المستخدم (UE) المُستلمة عبرها، بالإضافة إلى معلومات إضافية من محطات eNB أخرى عبر واجهة X2. تُتيح هذه البنية الموزعة تحسينًا أسرع ونشرًا أسهل في الشبكات متعددة الموردين، مع إمكانية تحسينها في أوقات مختلفة من اليوم. مع ذلك، يتطلب الأمر مراقبة دقيقة لمؤشرات الأداء الرئيسية (KPI) لتجنب أي اضطرابات محتملة في الشبكة وضمان التشغيل الأمثل، إذ يستحيل ضمان تطبيق خوارزميات موحدة ومتطابقة في شبكة متعددة الموردين.
سون الهجين (H-SON)
يمكن لهذه الخيارات المعمارية أن تتعايش لأغراض متنوعة في التطبيقات العملية، وهي ليست حصرية، كما هو الحال في نهج الشبكة الذاتية الهجينة. يتضمن النهج الهجين تشغيل جزء من خوارزمية تحسين الشبكة الذاتية في نظام إدارة الشبكة، مع إمكانية تشغيل أجزاء أخرى من نفس الخوارزمية في محطة eNB. على سبيل المثال، يمكن ضبط قيم المعلمات الأولية على خادم مركزي، ويمكن لمحطات eNB تحديث هذه المعلمات وضبطها بدقة استجابةً لقياسات المستخدم الفعلية. لكل تطبيق مزايا وعيوب خاصة به. بناءً على المعلومات المتاحة، يجب على كل حالة استخدام تحديد ما إذا كانت ستستخدم بنية مركزية أو موزعة أو هجينة. وتعتمد متطلبات وقت المعالجة والاستجابة لحالة الاستخدام على ذلك. بالنسبة للحلول الهجينة أو المركزية، يلزم وجود شراكة محددة بين مورد البنية التحتية والمشغل، وربما شركة أدوات خارجية، من أجل تطبيق عملي. بناءً على كيفية نشر البنية التحتية حاليًا، يمكن للمشغلين اختيار أفضل مسار للعمل.
المصدر: https://www.linkedin.com/pulse/self-organizing-networks-5g-beyond-ak-shaw/
