Les réseaux auto-organisés (SON) ont le potentiel de transformer rapidement et simultanément l'économie des réseaux et d'améliorer l'expérience client. Deux variantes de SON — centralisée et décentralisée — privilégient des approches différentes. Les opérateurs de réseau doivent connaître leurs capacités et déterminer dans quel domaine chacune offre le meilleur soutien à l'optimisation.
Les systèmes SON automatisent la configuration et l'optimisation des réseaux sans fil afin d'aider les opérateurs à maximiser la capacité RF et spectrale déployée, à simplifier la gestion du réseau d'accès radio (RAN) et à améliorer l'expérience client, tout en réduisant les coûts d'exploitation du réseau. La complexité et les coûts associés à la gestion de réseau augmentent régulièrement depuis plusieurs années, car le nombre de paramètres réseau à surveiller et à optimiser a crû de façon exponentielle, tant pour les contrôleurs de réseau radio (RNC)/stations de base des réseaux 3G que pour les eNobeB/MME en LTE/4G réseaux.
Concernant plus particulièrement l'optimisation du RAN, qui est notre principal axe de recherche, la figure suivante compare l'approche traditionnelle (manuelle) à l'optimisation automatisée via SON. Les avantages mis en évidence dans la figure 1 sont importants, car le processus d'optimisation conventionnel du RAN prend environ 8 semaines, soit plus lentement que l'approche automatisée.
Cas d'utilisation SON
Selon 3GPP et NGMN, les cas d'utilisation des réseaux SON se classent en trois catégories principales. Ces trois catégories, qui constituent leurs piliers fondamentaux, sont :
1. Auto-optimisation
2. Autoconfiguration
3. Auto-guérison
Auto-optimisation
Les capacités d'auto-optimisation comprennent l'optimisation de la couverture, de la capacité, du transfert intercellulaire et des interférences. L'équilibrage de charge fait partie intégrante de cette fonctionnalité, permettant aux systèmes SON d'identifier les cellules congestionnées et de transférer le trafic vers d'autres cellules disposant de bande passante suffisante. L'optimisation de la couverture et de la capacité permet une correction programmée des goulots d'étranglement dans les environnements dynamiques, de manière quotidienne et saisonnière.
Auto-configuration
L'autoconfiguration permet la connectivité automatique et la configuration initiale automatisée des paramètres. L'autoconfiguration basée sur la relation de voisinage automatique (ANR) est l'une des fonctionnalités SON les plus déployées par les opérateurs de réseau.
Auto-guérison
Enfin, les capacités d'auto-réparation permettent la détection et la correction automatiques des pannes telles que les interruptions de cellule. En ce qui concerne les architectures des systèmes SON, le consortium 3GPP définit les trois types d'architectures SON suivants, applicables dans 2G / 3G / 4G et 5G réseaux
1. C-SON (Réseau auto-organisé centralisé)
2. D-SON (Réseau auto-organisé distribué)
3. H-SON (Réseau auto-organisé hybride)
Types d'architecture SON
SON centralisé (C-SON)
Dans une architecture centralisée, les algorithmes SON pour un ou plusieurs cas d'usage résident sur le système de gestion des éléments (EMS) ou sur un serveur SON dédié gérant les eNB. Les valeurs de certains paramètres, issues des algorithmes SON, sont ensuite transmises aux eNB de manière périodique ou à la demande. Une stratégie centralisée permet un meilleur contrôle des algorithmes SON. Avant toute modification des paramètres SON, elle permet de prendre en compte les interactions entre les algorithmes SON pour chaque cas d'usage. Cependant, le traitement centralisé des indicateurs clés de performance (KPI) et des données de mesure des UE induit un délai dans la mise à jour des paramètres des cas d'usage. Afin de garantir l'évolutivité de la solution face au volume d'informations transportées, les données filtrées et compressées sont transmises de l'eNB au serveur SON centralisé. Ce dernier dispose de moins d'informations que l'eNB. L'utilisation d'une architecture SON purement centralisée est limitée aux algorithmes nécessitant des temps de réponse plus longs en raison de la latence accrue liée à la collecte des informations des UE. De plus, comme le serveur SON centralisé constitue un point de défaillance unique, une panne du serveur ou du réseau de liaison pourrait amener l'eNB à utiliser des paramètres obsolètes, car l'eNB est probablement moins susceptible de mettre à jour régulièrement ses paramètres SON qu'avec une solution distribuée.
SON distribué (D-SON)
Les algorithmes SON sont hébergés dans les eNB selon une approche distribuée, permettant une prise de décision autonome au niveau des eNB. Cette prise de décision s'appuie sur les mesures des UE reçues par les eNB et sur des informations complémentaires provenant d'autres eNB via l'interface X2. Une architecture distribuée permet une optimisation plus rapide et un déploiement simplifié dans les réseaux multi-fournisseurs. Différentes phases de la journée peuvent être optimisées. Toutefois, une surveillance attentive des indicateurs clés de performance (KPI) est indispensable pour prévenir les instabilités potentielles du réseau et garantir un fonctionnement optimal, car il est impossible de garantir une implémentation standard et identique des algorithmes dans un réseau multi-fournisseurs.
SON hybride (H-SON)
Ces options d'architecture peuvent coexister à diverses fins lors de déploiements pratiques et ne sont pas mutuellement exclusives, comme le montre une approche SON hybride. Cette approche hybride consiste à exécuter une partie d'un algorithme d'optimisation SON donné dans le NMS, tout en exécutant éventuellement d'autres parties du même algorithme dans l'eNB. Par exemple, les valeurs initiales des paramètres peuvent être définies sur un serveur central, et les eNB peuvent mettre à jour et affiner ces paramètres en fonction des mesures réelles de l'UE. Chaque implémentation présente ses propres avantages et inconvénients. Selon la disponibilité des informations, chaque cas d'utilisation doit déterminer s'il convient d'utiliser une architecture centralisée, distribuée ou hybride, en tenant compte des exigences de traitement et de temps de réponse. Pour une solution hybride ou centralisée, un partenariat spécifique entre le fournisseur d'infrastructure, l'opérateur et éventuellement un éditeur de logiciels tiers serait nécessaire pour un déploiement pratique. En fonction de la manière dont l'infrastructure est actuellement déployée, les opérateurs peuvent choisir la meilleure option.
Source : https://www.linkedin.com/pulse/self-organizing-networks-5g-beyond-ak-shaw/
