Self Organizing Network Self Organizing Network

Self Organizing Network

La risposta all'incremento di complessità di gestione dei processi di configurazione, ottimizzazione e assurance delle reti.

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Il concetto di SON, Self-Organizing Networks, introdotto nell’ambito della rete di accesso radiomobile sin dalle prime release LTE, è una prima risposta all’esigenza degli operatori di far fronte ad un incremento di complessità di gestione dei processi di configurazione, ottimizzazione e assurance delle reti.

Telecom Italia ha partecipato alle attività SON in 3GPP sin dal loro inizio, coniugando la visione innovativa con il proprio bagaglio di esperienza nell’ambito della progettazione e dell’ottimizzazione radio della rete multi-accesso 2G/3G/LTE e promuovendo la definizione di soluzioni aperte, inter-operabili e flessibili.

Sulla base di tale esperienza è stato definito l’approccio “Open SON”, che prevede sviluppi “in house” e costituisce una delle key-initiatives nel percorso verso la virtualizzazione e l’automazione della rete di accesso radio.

La sfida della complessità ed il paradigma Self Organizing Network

Gli ultimi anni hanno visto una rapida evoluzione delle reti mobili e la rete di accesso sta via via diventando più complessa e articolata, a causa di:
-   dispiegamento di più gamme di frequenza per le varie tecnologie radio, di cui alcune condivise tra più tecnologie
-    frammentazione del parco terminali in rete per prestazioni e funzionalità
- funzionalità dei nodi di rete con caratteristiche implementative differenti
-    pieno rispetto del quadro normativo e regolatorio.

Questa complessità richiede nuove soluzioni per poter essere gestita al meglio. L’obiettivo del SON è, pertanto, realizzare una gestione in “closed loop”, raccogliendo dagli elementi di rete indicatori di qualità e, sulla base di questi, individuando in “real time” le azioni in grado di migliorare le prestazioni o di risolvere problemi locali.

La figura sottostante riassume la complessità della rete di Telecom Italia e il contesto operativo del SON.

Con l’avvento del 4G, la tecnologia della rete di accesso radio mobile ha provato a dare una prima risposta alla crescente complessità della gestione delle reti, introducendo soluzioni in grado di agevolare i più comuni processi di configurazione e ottimizzazione. Alcuni esempi di tali processi sono l’aggiornamento della topologia della rete, la riduzione dei problemi dovuti alla mobilità degli utenti, il bilanciamento del traffico, il miglioramento della copertura del segnale radio. Ciò si è tradotto nel rendere automatici alcuni processi, attraverso funzionalità distribuite nei nodi di rete, in grado di determinare prestazioni critiche del sistema e di adattare autonomamente i parametri di controllo della rete stessa.
In aggiunta al paradigma “distribuito” si è sviluppato anche un approccio “centralizzato”, basato su funzionalità autonomiche realizzate nel dominio tradizionale della gestione di rete, in grado di esercitare un controllo unificato e coordinato su più nodi di rete, anche di vendor diversi, pur se meno stringente dal punto di vista delle tempistiche.

L'approccio "Open SON" di Telecom Italia

Nel corso del 2015 è stata definita un’architettura di riferimento “Open SON” basata sui seguenti cardini:
- Disponibilità di interfacce aperte (Application Programming Interface, API) per lo scambio di informazioni tra i blocchi funzionali coinvolti.
- Programmabilità ai vari livelli, per garantire la flessibilità necessaria a gestire una rete di accesso in continua evoluzione (Telecom Italia sviluppa “in house” le applicazioni a supporto della progettazione ed ottimizzazione radio, quale ad esempio il tool TIMPLAN).


L’approccio “Open SON” è definito in modo da essere applicabile sia nelle reti di accesso radio attuali 2G/3G/LTE, sia nell’evoluzione verso la cosiddetta Virtual RAN (applicazione del paradigma “Network Function Virtualization” NFV al dominio dell’accesso radio).

Il paradigma “Open SON” prevede che le funzionalità di ottimizzazione e progettazione radio siano strutturate in un’architettura software che abilita due tipologie di “closed loop”:
- “Automatic Closed Loop” per le funzionalità “basic” di ottimizzazione e configurazione di rete, completamente automatizzabili;
- “Human Closed Loop” per le funzionalità che richiedono un’analisi più avanzata, nelle quali l’azione degli specialisti radio TIM è supportata da applicazioni sviluppate in “house”, che garantiscono anche il controllo delle funzioni automatiche.


Gli obiettivi complessivi dell’approccio “Open SON” sono sintetizzabili come segue:
- Migliorare i processi di ottimizzazione e sviluppo della rete di accesso radio mobile, rendendoli più efficienti e orientati all’automazione.
- Astrarre la rete di accesso radio mobile per integrarla nel processo E2E di automazione e orchestrazione.


La figura sottostante riassume l’approccio Open SON definito da Telecom Italia.

Il cammino verso il 5G

I paradigmi di softwarization e virtualization, che vedono le prime applicazioni già nell’accesso radio 4G, troveranno piena realizzazione nei sistemi mobili di quinta generazione (5G), abilitando maggiore automazione, flessibilità ed agilità nei processi di realizzazione ed ottimizzazione.

Nuove tecnologie radio si affiancheranno all’LTE, anch’esso in continua evoluzione, per aumentare sensibilmente le prestazioni necessarie per i nuovi servizi: bit-rate fino a alcuni Gbit/s per una sempre migliore fruizione di contenuti multimediali, latenze end-to-end di pochi pochi millisecondi per servizi, alta affidabilità per applicazioni mission-critical e servizi di safety. Per poter offrire in modo efficiente e flessibile servizi di rete con queste caratteristiche, l’architettura di accesso 5G sarà progettata per garantire diverse opzioni di dispiegamento (flexible functional split) e per aggregare/coordinare le risorse di rete in modo flessibile per realizzare le diverse tipologie di servizi (network slicing).

L’approccio Open SON evolverà in questo contesto sia per poter gestire le nuove funzionalità, sia per estendere il modello di astrazione, estendendo il concetto di “network slicing” al dominio dell’accesso radio.