SON,网络自动化的中流砥柱
面向未来4.5G和5G的发展,SON正从面向网络转向面向业务,与无线网络技术协同演进,以更好地支撑新业务和新网络的创新和发展。

文/刘飞
网络技术发展的大潮奔流不息,6扇区、CA、VoLTE和NB-IoT等一片热火朝天,共同推动着MBB产业蓬勃发展;同时,用户体验的需求却永无止境,网络质量成为支撑用户体验最基本的保障。那么,如何使有限的运维人力能支撑快速进化中的产业、技术和用户体验?SON网络自动化成为当前最为炙手可热的答案。
从4G走向3G,SON的“凤凰涅槃”
SON起源于4G技术,成为4G网络的建设利器(通过ANR和PCI等快速配置网络参数)和持续优化的工具(通过MLB等自动优化网络的负载)。4年前,SON的理念和技术开始被引入到用户最多的3G网络,国际顶级运营商们纷纷在其3G网络中引入SON。
以欧洲某跨国移动运营商为例。3年前,在该集团大部分子网中,3G网络依然拥有最多的用户,业务量也在持续增长。但随着4G的启动,该运营商迫切希望在长期支撑3G业务增长的前提下,能够减少对3G的投入,SON成为其最佳选择。于是联合华为在西班牙进行了UMTS SON的验证,并由于效果显著最终将其复制到各地子网中。
在验证区域中,1个RNC在使用华为SON前后的网络性能长期走势很好地证明了效果。在一年半的时间内,3G语音话务量增长约30~40%,通常话务量的上涨会引起指标的恶化(例如更多的掉话),但由于SON的引入,网络KPI(掉话率)不增反降,特别是刚引入SON的前3个月掉话率明显下降,其中发挥了主要作用的特性包括ANR(邻区优化)、PSC(ID优化)和CCO(容量覆盖优化)等。
在部署SON时,业界通常的方案是引入一个集中的SON网络节点(C-SON)来管理RAN。而华为创新提出了SingleSON方案,充分发挥上(C-SON)-下(D-SON和网络特性)协同优势,通过华为SingleSON配华为网络得到了最好的网络性能。上述案例就证明了其效果。另一个典型的例证是智能干扰管理,干扰尤其是偶然的干扰问题常常很难检测其发生在什么时间和什么频率,让人无从下手。华为SingleSON通过分析网络内部数据,自动绘制出“时间/频率-接收总功率”图,从中可以直观地发现干扰问题,如果干扰来自内部,尤其是容量问题,则可以自动优化网络解决干扰。
荣归4G,SON王者归来
当前,4G网络已逐步成为主流。截止到2016年4月,中国移动的4G用户数接近4亿。新的增强的SON能否更好地服务于4G成为焦点。在3G网络中,集中式SON(C-SON,集中的网络节点提供SON能力)得到了充分的研究和应用,再回到4G反哺传统的分布式SON(D-SON,分布在基站等网络节点中的SON能力),之前无法实现的容量覆盖优化,在引入C-SON之后成为了现实,很好地助力了4G网络的建设和维护。
在此背景下,中国某运营商与华为在杭州联合测试了C-SON和D-SON协同方案,重点验证了C-SON的CCO特性,对大约1000个小区进行了自动的容量覆盖优化。对比优化前后的指标(平均一天一小区的流量和接入失败率)可以发现效果明显——流量上涨7%,接入失败减少一半,其中流量的上涨剔除了4G业务自然发展的因素(测试历时短,同时对比了未使用SON区域的自然发展导致的流量变化)。其价值逻辑在于“覆盖被优化→接入失败减少,同时速率体验提升→流量增长”。因此,在4G网络建设和运营初期,C-SON具有显著的意义,可帮助优化网络覆盖,提升用户体验,增加流量。
由于华为对网络实现有着更充分的理解,因此SingleSON在华为网络上更能展示其精湛的技术,包括深入挖掘内部数据的价值和信息、快速精准定位根因、一次性调整到位,以及最优优化效果。一个典型的案例是在一个新建住宅区域附近,由于新建楼宇的遮挡,导致“阴影区域”信号质量变弱,用户速率变低。一般的C-SON只能发现该小区平均来看存在轻微的弱覆盖,但难以定位精准的区域,只能通过“调整-反馈”的多轮尝试达到最优效果。华为SingleSON则可以充分分析MR(测量报告)数据,精准发现问题区域,并预测调整建议的效果,从所有的调整选项中比较出最优项,最终实现一击即中——一次执行获得最优效果。
在杭州的联合创新中,大量的测试数据和个案充分证明了C-SON对4G网络的价值——不仅仅是4G网络的使能者(快速优化覆盖),更刺激了流量增长,成为无线价值创造者。
面向未来,SON与MBB同在
4G大潮未落,4.5G和5G又风起云涌。语音和视频等传统业务的用户体验标准不断提升,智能抄表和智能跟踪等新业务破茧待飞,5G之后成百上千的新业务将蓬勃发展。那么如何评估新业务的业务质量、如何快速发布新业务、如何长期呵护业务质量成为一系列关键挑战,需要SON协同演进以支撑无线网络新业务的崛起。
Service SON使能无线新业务
传统的SON以网络质量为驱动快速优化网络质量以使能网络。未来Service SON需要从业务质量出发,将业务质量问题自动关联到网络问题,优化网络从而优化业务质量。例如VoLTE自优化,使用MOS来衡量语音业务的质量,如果某区域的MOS指标低于基线,那么SON自动分析网络原因,优化后再检查MOS以确认优化效果。同样的工作原理,高清视频基于U-vMOS来优化网络,而智能抄表则基于业务数据上报成功率来优化网络等等。
Service SON在新业务发布/工程部署场景下,通过大规模批量优化网络来助力业务质量快速达标,从而大幅度提升交付效率;而在维护场景下,则通过7×24小时的长期监测和优化,保障业务质量维持在最优水平。
大数据理念的应用,预测不确定
SON需要监控突发话务量(未知大事件)以快速优化,如果采取全网实时监控,则系统资源将无法承受。因此,需要SON能预测未知大事件,针对可能出现未知大事件的区域进行监控。应用大数据理念的数据分析平台可以收集和分析长期数据,通过统计分析发现其规律。例如,统计发现高速公路某段区域经常在周末傍晚发生网络拥塞(可能是该路段在车流高峰期间容易发生汽车事故,引发塞车),于是SON就在周末傍晚针对该区域提前监控网络质量。
机器学习,发现隐秘的未知
要充分挖掘海量数据的价值,就需要未来SON具备自学习能力。例如,影响VoLTE质量的网络因素除了覆盖之外还涉及到40多个网络特性和参数,考虑到不同的环境和话务模型,可能需要长期统计和分析这40多个特性和参数的不同设置与VoLTE质量的关系,即通过自学习建立“业务质量-网络设置”之间的关系模型。
共同设计,SON与RAN协同发展
华为在设计新业务和新网络技术的时候,即会同步检视SON的需求,把SON作为新业务和新网络技术的一部分同步开发。这样新业务和新技术在大规模部署的时候,华为SON能在第一时间推出相关特性,用于支撑新业务的批量快速交付。因此,华为SON将更早、更好地匹配无线新业务和新技术。
总之,面向业务、与无线网络同步演进、基于数据分析和机器学习成为未来SON最典型的特征。而无论是同步演进还是数据分析,华为SON都具备天然的优势——更早设计、更深理解(业务、网络和数据)、更好处理(数据)。