Resumen SON
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RESUMEN
1. Definición
Las redes auto organizadas o SON (Self Organizing Networks), son una
tecnología de automatización, diseñada para hacer que la configuración,
planeación, mantenimiento, optimización y recuperación de las redes de acceso
de radio móvil algo más simple y rápido; De este modo, se debe tener en cuenta
que SON debe su surgimiento a solicitud de los mismos operadores de las redes.
SON se ha desarrollado a partir de algunas iniciativas de empresas, entre la
cuales podemos mencionar las realizadas por la NGMN (Next Generation Mobile
Networks) en 2007 y que permitió generar un documento con una descripción
general de los casos de estudio donde podían aplicarse SON para LTE, en
particular. Así mismo, también se proponen algunos algoritmos aplicables a SON
en el proyecto SOCRATES (Self-Optimisation and self-ConfiguRATion in wirelEss
networkS), el cual es financiado por la Unión Europea, este proyecto, tiene como
objetivo el desarrollo de métodos de auto-organización que mejoren las
operaciones de las redes móviles a través de la integración de la configuración y
optimización.
Todas las iniciativas que se han realizado con respecto a SON, han sido
agrupadas por 3GPP dando como resultado una serie de especificaciones
técnicas, las cuales suministran los elementos para el desarrollo de los algoritmos
correspondientes. La mayoría de estas características se encuentran recogidas
por 3GPP en el Release 8 incluido 36.902 y en el Release 9 36.805.
A manera de resumen, SON consiste en un conjunto de algoritmos que
automatizan funciones relativas a la organización de las redes y aplica tanto para
las radio bases ya instaladas como a los nuevos despliegues. Dependiendo de
cada caso los algoritmos estarán instalados en las radio bases o en los sistemas
de operación y mantenimiento de la red, teniendo así la arquitectura distribuida y
la arquitectura centralizada respectivamente. El fin último de SON es obtener una
red Plug and Play (conectar y encender), donde automáticamente se ajusten los
parámetros correctos en la configuración de una radio base, y la única
intervención humana sea colocar la radio base en su sitio y energizarla.
EL primer gran anunciamiento de SON y sus funcionalidades para LTE se dio en
el Mobile World Congress Trade Conference de 2009, con Alcatel Lucent y Nortel,
los cuales hicieron demostraciones de productos en etapas tempranas de
desarrollo. El primer despliegue fue en Japón y en Estado Unidos durante los años
2009 y 2010.
2.1 Auto-Configuración
Este tipo de redes tiene una configuración dinámica “Plug and Play” en la cual se
despliega un eNB para reducir al máximo las intervenciones humanas. Los eNB
auto configuran los PCI realizando una planeación de los parámetros de
configuración de las redes celular (Frecuencia, Potencia Radiada)
El eNB se establece como nodo operacional en donde se dan dos interfaces
Interfaz S1: Separa E-UTRAN y EPC
Interfaz S2: Se encuentra entre los eNB
Para ejecutar una configuración automática de celdas vecinas se utiliza un ANR
que se despliega en los eNBs. OAM (Administración y Mantenimiento de
Operaciones) tendrá un completo conocimiento de los PCI de cada una de las
celdas comunicándose con los eNB, después este eNB descarga e instala el
contenido de los parámetros radio de pre-configuración y adicional a esto se tiene
los PCI los cuales son incluidos en cada reporte de medida normal y pueden
configurarse como centralizado (OAM total control sobre PCI) o distribuido (PCI se
controla desde el eNB)
2.2 Auto-Optimización
Idea: Es un proceso continuo en el cual se monitorea el rendimiento del sistema y
se toman acciones para asegurar que las redes están operando de la mejor
forma.
2.2.2 Etapa operacional: Las interfaces de RF son energizadas
Es el proceso donde las mediciones del UE y del eNB, así como las de
desempeño de la red se usan para hacer el auto-tunning de la red. El UE debe
tener la capacidad de realizar las mediciones necesarias para ejecutar ambos
procesos. Por su parte la red debe tener la capacidad de ordenar al UE la
realización de las mediciones a través de mensajes de señalización desde RRC.
2.2.3 En la etapa pre‐operaciones se llevan a cabo el SetUp y la configuración
inicial de radio; ambas etapas pertenecen al proceso de auto configuración.
En la etapa operacional se realizan los procesos de Optimización y Adaptación, y
están enmarcados dentro del proceso de self - automatization.
Este es el gráfico del marco conceptual de los procesos de configuración y
optimización. La configuración corresponde al estado pre‐operacional, mientras
que la optimización al estado operacional, es decir ya la red está operando y
el proceso de optimización corresponde a los ajustes continuos para poner la red
a punto, así como detección de incorporar nuevos elementos de red para mejorar
su desempeño.
Algunos de los casos de uso más importantes de SON en auto-optimización son:
Célula física ID (PCI);
Relaciones de vecinas automáticas (ANR);
Coordinación de interferencia Inter celular (ICIC);
Optimización de la robustez de movilidad (MRO);
Movilidad de carga equilibrio optimización (MLB).
Los dos primeros casos de uso, PCI y ANR, pueden ser categorizados como
algoritmos de autoconfiguración puesto que formarán parte de los procedimientos
de configuración inicial, p
Pero también desempeñará un papel importante en el funcionamiento normal y por
lo tanto pueden ser vistos como ser los procedimientos de la auto-optimización.
Configuración de la célula física ID (PCI)
La configuración automática de célula física ID (PCI) para eNBs en LTE fue
estandarizada en 3GPP liberando 8 como parte del "eNB autoconfiguración." PCI
es un identificador definido localmente para eNBs con un rango restringido (hasta
504 valores) y debe utilizarse en toda la red
Relación de vecino automática (ANR)
Una relación de vecino es información que una celda vecina es un vecino a una
eNB. Cada eNB mantiene una tabla de células vecinas detectado que se utilizan
en relación con traspasos.
Coordinación entre células de interferencia (ICIC)
La idea principal detrás de la coordinación entre células de interferencia (ICIC) es
coordinar las transmisiones en diferentes células de tal manera que se reduce la
interferencia entre la célula o el efecto de ello.
Optimización de la robustez de movilidad (MRO)
Optimización de la robustez de movilidad (MRO) abarca la optimización
automática de los parámetros que afectan al modo activo y modo inactivo de
traspasos (HOs) para asegurar la calidad buena para el usuario final y el
rendimiento, teniendo en cuenta posibles interacciones competentes con otras
características de SON como relaciones de vecinas automáticas (ANR) y equilibrio
de carga de movilidad (MLB).
Equilibrio de carga de movilidad (MLB)
El objetivo de equilibrio de carga de movilidad (MLB) es difundir inteligentemente
el tráfico de usuarios a través de los recursos del sistema de radio con el fin de
optimizar la capacidad del sistema manteniendo el rendimiento y la calidad de la
experiencia del usuario final.
2.3 Self-healing
Idea: Se encarga de detectar alguna falla en la red y tomar acciones para
solucionar el problema hasta que pueda proveer un servicio aceptable.
Cuando algunos nodos de la red se vuelven inoperantes, mecanismos self-healing
tienen como objetivo reducir el impacto de la falta, por ejemplo mediante el ajuste
de parámetros y algoritmos en celdas adyacentes para que otros nodos pueden
apoyar a los usuarios que fueron apoyados por el nodo de falla. La funcionalidad
del Self-Healing:
Monitorea las alarmas
Determina si se puede resolver la falla automáticamente, reúne mas
información y hace un análisis profundo de los resultados
Tipos de Fallas:
Fallas de Hardware, Fallas de Software Fallas funcionales, Perdida de
algunos o todos los elementos de la red debido a situaciones de sobrecarga
Fallas de comunicación: entre NEs, entre NEs y sistema de gestión o entre
sistemas de gestión.
3. Arquitectura
Las arquitecturas SON son utilizadas según las necesidades de cada red, existen
tres arquitecturas: Arquitectura Centralizada, Arquitectura Distribuida y
Arquitectura Hibrida.
3.1 Arquitectura centralizada
En la arquitectura centralizada los algoritmos se ejecutan en un nodo central,
comandos solicitudes y ajustes de los parámetros de flujo van desde el nodo
central hacia los elementos de red y viceversa, NO entre elementos de red.
Ventajas
Toman la red como un todo y la optimizan teniendo en cuenta todos los
paramentos de la red.
Robustez y mayor optimización.
Control centralizado
Desventajas
Tiempos de respuesta muy largos debido a la cantidad de información para
analizar.
Potencia de procesamiento grande.
3.2 Arquitectura Distribuida
En esta arquitectura los algoritmos de auto configuración se realizan de forma
local en cada estación base y para el intercambio de mensajes lo hacen
directamente entre sí a través de por ejemplo interfaces S1.
Ventajas
Es más dinámica se puede adaptar más fácil
Tiene tiempos de respuestas más rápidos
Desventajas
Es menos optima que la centralizada ya que no toma la red como un todo
sino individualmente
Es más propensa a las inestabilidades de la red.
3.3 Arquitectura Hibrida
La arquitectura hibrida es un intento de juntar las ventajas de la arquitectura
centralizada y la distribuida, en donde las funciones de mayor relevancia se
realizan en un nodo central pero también otras funciones se realizan de forma
local y se realizan comunicaciones entre las estaciones base.
Ventajas
Capacidad de responder rápidamente, Coordinación centralizada
Desventajas
Pude presentar un aumento considerable de carga en el nodo central a
medida que la red valla creciendo.