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, se concentrent sur des approches différentes. Les opérateurs de réseau doivent être conscients de leurs capacités et déterminer où chacun fournit le meilleur support d'optimisation.

Les systèmes SON automatisent la configuration et l'optimisation des réseaux sans fil pour 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 dépenses d'exploitation du réseau. La complexité et les coûts associés à la gestion du réseau augmentent régulièrement depuis plusieurs années, car le nombre de paramètres réseau à surveiller et à « régler » a connu une croissance exponentielle à la fois pour les contrôleurs de réseau radio (RNC)/stations de base dans les réseaux 3G et pour les eNobeB/MME dans les réseaux LTE/4G.

En prenant en compte en particulier l'aspect optimisation RAN, qui est notre objectif, la figure suivante illustre la comparaison de l'approche traditionnelle héritée (manuelle) par rapport à l'optimisation automatisée via SON. Les avantages présentés dans la figure 1 sont importants, car le processus d'optimisation RAN conventionnel prend environ 8 semaines, ce qui est plus lent que l'approche automatisée.

Selon 3GPP et NGMN, les cas d'utilisation SON sont classés en trois catégories de base. Les trois piliers fondamentaux et clés sont :
1. Auto-optimisation
2. Auto-configuration
3. Auto-réparation

Les capacités d'auto-optimisation incluent l'optimisation de la couverture, de la capacité, du transfert et des interférences. L'équilibrage de charge fait partie de la fonctionnalité d'auto-optimisation, permettant aux systèmes SON d'identifier les cellules qui subissent une congestion et de transférer la charge de trafic vers d'autres cellules disposant de bande passante. L'optimisation de la couverture et de la capacité permet une correction programmée des goulots d'étranglement dans les environnements dynamiques, à la fois quotidiennement et saisonnièrement.

L'auto-configuration permet la connectivité automatique et la configuration automatisée des paramètres initiaux. L'auto-configuration basée sur la relation de voisinage automatique (ANR) est l'une des fonctionnalités SON les plus déployées parmi les opérateurs de réseau.

Enfin, les capacités d'auto-réparation permettent la détection et la suppression automatiques des pannes telles que les pannes de cellules. En termes d'architectures de systèmes SON, le consortium 3GPP définit les trois types d'architectures SON suivants qui peuvent être appliqués dans les réseaux 2G/3G/4G et 5G
1. C-SON (réseau auto-organisé centralisé)
2. D-SON (réseau auto-organisé distribué)
3. H-SON (réseau auto-organisé hybride)

Dans une architecture centralisée, Les algorithmes SON pour un ou plusieurs cas d'utilisation résident sur le système de gestion des éléments (EMS) ou sur un serveur SON distinct qui gère les eNB. Les valeurs de paramètres particuliers, qui sont la sortie des algorithmes SON, sont ensuite envoyées aux eNB périodiquement ou selon les besoins. Les algorithmes SON peuvent être mis en œuvre de manière plus contrôlable à l'aide d'une stratégie centralisée. Avant de modifier les paramètres SON, il permet de prendre en compte les interactions des cas d'utilisation entre les algorithmes SON. Cependant, comme les KPI et les données de mesure UE doivent être envoyés à un emplacement centralisé pour traitement, les mises à jour actives des paramètres des cas d'utilisation sont retardées. Pour maintenir l'évolutivité de la solution en termes de volume d'informations transportées, les informations filtrées et compressées sont transmises de l'eNB au serveur SON centralisé. Par rapport à l'eNB, le serveur SON dispose de moins d'informations disponibles. L'utilisation d'une architecture SON purement centralisée est limitée aux algorithmes qui nécessitent des temps de réponse plus lents en raison d'une latence plus élevée causée par le temps nécessaire à la collecte des informations UE. De plus, comme le serveur SON centralisé est un point de défaillance unique, une panne du serveur ou du backhaul pourrait amener l'eNB à utiliser des paramètres obsolètes et périmés, car l'eNB est probablement moins susceptible de mettre à jour ses paramètres SON régulièrement qu'avec une solution distribuée.

Les algorithmes SON sont hébergés dans les eNB dans une approche distribuée, permettant une prise de décision autonome au niveau des eNB sur la base des mesures UE reçues sur les eNB et des informations supplémentaires provenant d'autres eNB reçues via l'interface X2. Une architecture distribuée permet une optimisation plus rapide et un déploiement simple dans les réseaux avec plusieurs fournisseurs. Différents moments de la journée peuvent être optimisés. Cependant, une surveillance minutieuse des indicateurs de performance clés est nécessaire pour éviter les instabilités potentielles du réseau et garantir un fonctionnement optimal global, car il est impossible de garantir une implémentation d'algorithme standard et identique dans un réseau multifournisseur.

Ces options d'architecture peuvent coexister à diverses fins dans des déploiements pratiques et ne s'excluent pas mutuellement, comme c'est le cas dans une approche SON hybride. Une 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 SON 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 réponse aux mesures réelles de l'UE. Chaque implémentation a ses propres avantages et inconvénients. En fonction de la disponibilité des informations, chaque cas d'utilisation doit déterminer s'il faut utiliser une architecture centralisée, distribuée ou hybride. Les exigences de traitement et de temps de réponse du cas d'utilisation. Pour une solution hybride ou centralisée, un partenariat spécifique entre le fournisseur d'infrastructure, l'opérateur et éventuellement une société d'outils tierce serait nécessaire pour un déploiement pratique. En fonction de la manière dont l'infrastructure est actuellement déployée, les opérateurs peuvent sélectionner la meilleure ligne de conduite.

Source : https://www.linkedin.com/pulse/self-organizing-networks-5g-beyond-ak-shaw/