Третий из серии текстов, посвященных теме "Изменение OSS с появлением LTE". На этот раз пересказываю для вас фрагмент текста OSS RAN Implications of LTE.
Чем отличается OSS для сети LTE
В сети LTE усиливаются все те проблемы, которые уже можно было заметить по мере роста сетей 3G:
- Необходимо управлять намного большим количеством сайтов, что требует намного больше связанных линий передачи (associated transmission links)
- Требуется высокая пропускная способность опорной сети для сайтов с особенно высокой емкостью.
- Требуется обеспечивать и управлять намного более широким набором услуг для конечных пользователей
Примерно то же самое, как 2G и 3G для существующих сайтов?
Когда запускались сети 3G, их разворачивали как отдельные, параллельные сети. Многие операторы в тендерах выбрали поставщиков, которые часто были иными, нежели поставщики решений 2G. Это привело к усложнению управления географическими территориями, где перекрывались зоны действия базовых станций 2G и 3G разных типов. Попытка сэкономить обернулась дополнительными операционными сложностями.
Поставщики решений радиоподсистемы должны быть более предусмотрительными при подготовке продуктовых планов для LTE, с тем, чтобы дизайн базовых станций допускал использование радиомодулей 2G/3G и 4G на единой платформе. При таком подходе вместо установки дополнительного и зачастую дублирующего оборудования от альтернативного поставщика, можно просто доставлять в существующие стойки дополнительные модули 4G.
Но намного больше малых сот
Высокие скорости и емкость могут обеспечиваться за счет развертывания множества малых сот, небольших базовых станций. Такие соты можно разворачивать в необходимых точках дешево и быстро. Ряд вендоров уже несколько лет предлагают соответсвующие решения, у других они, что называется, на выходе.
Эти моноблочные устройства со скромными потребностями в электроэнергии, требуют для установки лишь подвод электричества и совсем немного места. РРЛ NLOS (Non Line of Sight – линии связи без обязательной прямой видимости) обеспечивают малым сотам совместно используемые опорные сети до ближайшего хаба, как правило, до ближайшего существующего сайта, где размещена макро базовая станция, либо до ближайшей малой соты, которая подключена к оптоволоконной линии связи.
Инсталляция таких малых сот может занимать около часа, достаточно разместить соту на существующей «уличной фурнитуре», например, на уличном фонаре или на стене здения. Это, как правило, позволяет избежать недовольства граждан, связанного с нарушениями архитектурного облика зданий при установке на них дополнительных антенн макросот.
Более точные инструменты планирования
Первоначально будут использоваться инструменты и процессы радиопланирования, которые являются доработанными инструментами и процессами радиопланирования сетей 2G и 3G. Существующие инструменты предиктивного планирования будут поддерживать все три технологии и их станут использовать для оценки местоположения каждого нового сайта и апгрейдов емкости. Встроенный функционал LTE, такой, как само-организация и само-оптимизация, должны сократить объем работ, который потребуется при переходе на использование новой радиотехнологии.
По мере роста сетей, особенно по мере развертывания множества малых сот, мы можем прогнозировать, что будут все чаще использоваться результаты непосредственных измерений в сети. Существует несколько инструментов для оценки функционирования ПО и инструментов анализа, которые объединяют и обрабатывают гигантские объемы отчетов о измерениях в радиоподсистеме, приходящие с мобильных устройств, включая данные об активных сотах и сеансах связи. Такие инструменты способны агрегировать данные и вычислять местоположение каждого устройства с точностью около 50 метров.
На выходе будет формироваться набор точных «географических» карт, где будут показаны зоны с недостаточным покрытием, а также «бутылочные горлышки» для передачи данных, что позволит осуществлять точное «целеуказание» позиций для новых сайтов. Есть инструменты такого рода, которые придется использовать, если необходимо добиться эффективного с точки зрения экономии затрат развертывания множества малых сот.
Намного большая емкость сайтов влияет на требования к трансмиссии
Telecom Redux прогнозирует, что стоимость развития опорных сетей в США может вырасти с $2 млрд до $16 млрд в год, чтобы обеспечить прогнозируемый спрос на трафик. Пропускная способность линий передачи для наиболее крупных сайтов вырастет с примерно 4 Мбит/с в сетях 2G до 40 Мбит/с в сетях 3.5G, и может потребовать до 400 Мбит/с в сети 4G, т.е. примерно в 100 раз больше, чем нужно было в сети 2G.
Емкость опорной сети уже существенно выросла в ответ на бурный рост объема передачи мобильных данных. Большинство операторов 3G заблаговременно начали предпринимать усилия по апгрейду трансмиссии. Это привело к переходу к трансмиссии, основанной на Ethernet, как на стороне беспроводной сети, так и на стороне проводной (оптоволоконной) сети, заменившей медленные линки на основе временного разделения сигналов. Во многих случаях «коммутируемый» трафик можно преобразовывать для использования высокоскоростных Ethernet-подключений за счет использование технологии «псевдопровода» (на российском рынке известны, например, решения в этой области компании RAD data).
Компрессия и другие методы оптимизации также могут обеспечивать намного более эффективное использование существующей емкости линий передачи. В расчет следует принимать такие факторы, как паузы (как в случае передачи голоса, так и в случае передачи речи), а также асимметричный характер ШПД. По мере роста объемов трафика, появляется больше возможностей мультиплексирования пропускной способности между множеством пользователей без заметных негативных влияний на производительность системы.
Влияние 3G/LTE на изменение технологии опорных сетей
Для того, чтобы можно было реализовать потенциал высокой емкости сетей LTE, необходима практически полная замена технологий, используемых в опорных сетях. Ethernet, как проводной, так и беспроводный, выглядит безальтернативно лучшим выбором. Но переход на эту технологию возможен или подходит не во всех обстоятельствах. Первоначальные сомнения относительно синхронизации и задержек разрешились с появлением стандарта IEEE 1588 (известного, как синхронный Ethernet), а также и/или GPS. Ethernet может использоваться для подключения устаревших сайтов 2G и 3G за счет эмуляции трансмиссии коммутируемого типа на базе технологии псевдопровода, что позволяет обойтись без замены существующего оборудования.
Учитывая, что в мире развернуто почти 4 млн сайтов, связанных примерно 10 млн линий трансмисии, управляющим сотовыми сетями предстоит немалая ежедневная активность, чтобы осуществить преобразования, необходимые для перехода к 4G. Проблема опорных сетей и без того была не простой, пока мы имели дело с сетями 2G / 3G, но теперь уровень сложности проблем существенно увеличивается.
Без эффективных инструментов автоматизации операторам предстоит нелегкая битва за обеспечение быстрого перевода опорных сетей наиболее эффективным по затратам способом, с сохранением высокой точности и качества их работы.
Ведущие производители радиоподсистем предлагают комплексные решения, использующие различные технологические решения - от использования оптоволоконных линий до использования беспроводных решений, которые, как правило, основаны на протоколе Ethernet. Операторам нужны такие системы, которые бы ставились поверх всего огорода решений различных поставщиков и увязывали все решения в единую сеть.
Управление емкостью сети это теперь не только о емкости сайтов сотовой сети
Когда существовали только сети 2G, высокая стоимость сайтов и емкости радиоканала по-сравнению со стоимостью опорной сети привели к появлению простых правил. Каждый сайт сети сотовой связи старались обеспечить подключением, которое соответствовало 100% пикового потребления емкости трансмисии. Поскольку основной объем трафика обеспечивала передача голоса и SMS, как правило, для сайта хватало одного или двух линков E1 и T1.
За прошедшие годы эта стратегия претерпела существенные изменения:
- Трафик передачи данных вырос и доминирует в общей структуре трафика
- Стоимость базовых станций снизилась
- Оборудование BSC/RNC получило функционал расшаривания ресурса
- Появились стандарты выделенных IP-каналов
Эти проблемы усугубились с появлением сетей 4G, где требования к пропускной способности трансмиссии выросли до нескольких сотен Мбит/с.
Это привело к появлению новых навыков сетевого планирования, прежде всего, к необходимости координации планирования трансмиссии и планирования радиоподсистемы. В связи с постоянным ростом затрат на трансмиссию, если не вести планирование самым тщательным образом, это окажет негативное воздействие на рост операционных затрат.
Операторы должны осознавать, что у них есть три слоя инструментов OSS, которые могут помочь в решении данных проблем.
1. Точная техническая инвентаризация, которая предоставляет физическую и логическую информацию об опорной сети, включая каждую плату, порт и логические цепи. Эти данные следует обновлять на основе информации о состоянии сети на регулярной и автоматической основе.
2. Процессы автоматизированного технического дизайна, которые могут справиться с большинством обычных действий при дизайне трансмиссии. Эти процессы позволяют выбирать, резервировать и исполнять планируемые изменения для каждого нового, обновленного или перемещенного оборудования. Автоматизация позволяет применять стандартные бизнес-правила, но при этом инженеры могут модицифировать выбор того или иного стандартного решения, если это требуется.
3. Планирование емкости, когда выявляются, как «бутылочные горлышки» в краткосроке, так и долгосрочные тренды, чтобы их можно было идентифицировать, а затем предпринять соответствующие действия. Это позволяет расходовать выделенные инвестиции там, где они особенно нужны, а также прогнозировать ситуацию, а не реагировать на уже случившиеся накладки или другие проблемы.
Все эти инструменты OSS должны точно управлять конфигурацией параметров, которые будут применяться к тысячам сотовых сайтов, узлам передачи данных, а также к ядру сети. Например, выделение уникальных, неконфликтующих IP-адресов, Ethernet VLAN ID и управление классом обслуживания.
Значительные перспективы коммерческого сотрудничества
По мере мого, как растут затраты на сеть, операторы все активнее ищут пути кооперации и аутсорсинга. Начиная от соглашений о совместном использовании сайтов, аутсорсинга радиоподсистемы и до создания совместных предприятий.
Мы также наблюдаем как меняется подход к использованию опорных сетей от третьих сторон. В ряде случаев операторы переходят на больший объем собственных каналов, другие предпочитают полагаться на лизинг каналов от сторонних поставщиков.
Несколько попыток внедрить подобные схемы провалились, причем не с точки зрения коммерции, а из-за технических проблем. Без внедренных инструментов учета инвентаря и процессов, стоимость и внедрение различных методов работы с каналами – своими и третьей стороны, или совместное их использование, становятся затруднительным или невозможным. Были случаи, когда возникал конфликт между тем, что считают коммерчески возможным генеральные директора, и тем что могут внедрить в техническом департаменте, с тем набором инструментов и систем, которыми они располагают.
Внедрение LTE, вероятно потребует дальнейшего углубления коммерческого сотрудничества и стимулирует важность наличия эффективной инвентаризации, автоматизации разработки дизайна сети и инструментов управления емкостью сети.
LTE должно упростить радиопланирование – но это не изолированный процесс
Были затрачены грандиозные усилия для того, чтобы сделать сеть LTE простой в развертывании и управлении с точки зрения на радиопланирование. LTE включает такие фичи, как само-организацию и само-оптимизацию, причем каждая сота способна мониторить соседей и соответственно адаптироваться к внешним условиям. Это призванно сократить (не до нуля, конечно) потребности в планировании радиоподсистемы силами инженеров по-сравнению с системами 2G и 3G.
Однако, LTE будет сосуществовать с системами 2G/3G на протяжении еще многих лет, как минимум, десятилетия, если не долее. Большинство операторов LTE, которые развернули сети, хотят максимизировать возврат инвестиций, которые они уже предприняли. Они также хотели бы получать роуминговый доход от приезжих из других стран, где еще не внедрили LTE. Конечно, пройдет еще некоторое время до того, как терминалы с поддержкой LTE станут основным типом терминалов на руках у пользователей путем их органической замены, а также до того, как покрытие сетей LTE сравнятся с покрытием сетей 2G/3G.
По мере того, как сети 3G дополняли сети 2G, особенно там, где речь шла о принципиально новой технологии (UMTS), операторы нередко выбирали различных поставщиков в ходе конкурентного процесса отбора. В итоге сейчас мы нередко наблюдаем «огород» решений 2G и 3G, которым управляют различные поставщики оборудования радиоподсистемы. Хотя использовались одни и те же инструменты радиопланирования для сайтов 2G и 3G, между ними часто возникали небольшие расхождения. Например, односторонний хендовер между сайтами, несовпадение списков соседних сайтов 2G/3G и/или кандидатов для хендовера.
Дизайнеры радиоподсистемы также формируют политики, которые определяют фукционирование сети 3G, такие, как ассимметричные хендоверы, распределение трафика между диапазонами (900/1800) с целью оптимизации емкости сети и ее функционирования для конечного пользователя. У вендоров радиоподсистемы есть много хитрых проприетарных алгоритмов организации хендоверов.
Появление LTE сделало необходимым для операторов добиваться соблюдения ряда требований к радиоподсистеме, включая списки соседних сайтов, интегрирующие три различных системы связи. Нужна еще и возможность дополнительной проверки, а также правила дизайна, которые включают политики хендоверов между сетями различных технологий, действующими в различных частотных диапазонах.
Повторимся, что только тщательное исполнение этих правил и соблюдение выработанных требований к радиосетям обеспечат достижение оптимального функционирования сети и наилучший пользовательский опыт. Придется увязывать параметры, полученные на выходе инструментов планирования радиоподсистемы, загружая их в различные системы поставщиков решений, причем контролируемым способом.
==
