Una red autoorganizada ( SON ) es una tecnología de automatización diseñada para simplificar y acelerar la planificación, configuración, gestión, optimización y reparación de redes de acceso por radio móvil . La funcionalidad y el comportamiento de las SON se han definido y especificado en recomendaciones de la industria móvil generalmente aceptadas, elaboradas por organizaciones como 3GPP (Proyecto de Asociación de Tercera Generación) y NGMN (Redes Móviles de Próxima Generación).
La SON se ha codificado en la versión 8 de 3GPP y en especificaciones posteriores en una serie de estándares, entre ellos 36.902 [1], así como en documentos públicos que describen casos de uso de la NGMN [2] . La primera tecnología que hará uso de las características de la SON será la evolución a largo plazo (LTE), pero la tecnología también se ha adaptado a tecnologías de acceso por radio más antiguas, como el sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS). La especificación LTE admite inherentemente características de la SON, como la detección automática de relación vecinal (ANR), que es la característica insignia de la versión 8 de LTE de 3GPP [3] .
Las estaciones base recién agregadas deben configurarse automáticamente de acuerdo con un paradigma "plug-and-play", mientras que todas las estaciones base operativas optimizarán automáticamente los parámetros y el comportamiento algorítmico en respuesta al rendimiento de la red y las condiciones de radio observadas. Además, se pueden activar mecanismos de autorreparación para compensar temporalmente una falla detectada en el equipo, mientras se espera una solución más permanente.
Las redes autoorganizadas se dividen comúnmente en tres tipos arquitectónicos principales.
En este tipo de SON (D-SON), las funciones se distribuyen entre los elementos de red en el borde de la red, normalmente los elementos ENodeB . Esto implica un cierto grado de localización de la funcionalidad y normalmente la proporciona el proveedor del equipo de red que fabrica la celda de radio.
En la SON centralizada (C-SON), la función se concentra más típicamente cerca de los nodos de red de orden superior o del OSS de red , para permitir una visión general más amplia de más elementos de borde y la coordinación de, por ejemplo, la carga en una amplia área geográfica. Debido a la necesidad de interoperar con celdas suministradas por diferentes proveedores de equipos, los sistemas C-SON suelen ser suministrados por terceros.
SON híbrido es una mezcla de SON centralizado y distribuido, que combina elementos de cada uno en una solución híbrida.
Las funcionalidades de red autoorganizadas se dividen comúnmente en tres grupos subfuncionales principales, cada uno de los cuales contiene una amplia gama de casos de uso descompuestos.
La autoconfiguración tiende a adoptar el paradigma "plug-and-play" en el sentido de que las nuevas estaciones base se configuran e integran automáticamente en la red. Esto significa que tanto el establecimiento de la conectividad como la descarga de los parámetros de configuración se realizan mediante software. Los proveedores de equipos suelen suministrar la autoconfiguración como parte del software que se entrega con cada celda de radio. Cuando se introduce una nueva estación base en la red y se enciende, la red la reconoce y la registra inmediatamente. Las estaciones base vecinas ajustan automáticamente sus parámetros técnicos (como la potencia de emisión, la inclinación de la antena, etc.) para proporcionar la cobertura y la capacidad requeridas y, al mismo tiempo, evitar las interferencias.
Cada estación base contiene cientos de parámetros de configuración que controlan diversos aspectos de la estación base. Cada uno de ellos puede modificarse para cambiar el comportamiento de la red, basándose en observaciones tanto de la propia estación base como de mediciones en la estación móvil o el teléfono. Una de las primeras características de SON establece relaciones vecinales automáticamente (ANR), mientras que otras optimizan los parámetros de acceso aleatorio o la robustez de la movilidad en términos de oscilaciones de transferencia. Un caso de uso muy ilustrativo es el apagado automático de un porcentaje de estaciones base durante las horas nocturnas. La estación base vecina reconfiguraría entonces sus parámetros para mantener toda el área cubierta por la señal. En caso de un crecimiento repentino de la demanda de conectividad por cualquier motivo, las estaciones base "dormidas" se "despiertan" casi instantáneamente. Este mecanismo genera un importante ahorro de energía para los operadores.
Cuando algunos nodos de la red dejan de funcionar, los mecanismos de autorreparación tienen como objetivo reducir los impactos de la falla, por ejemplo, ajustando parámetros y algoritmos en celdas adyacentes para que otros nodos puedan brindar soporte a los usuarios que recibían soporte del nodo que fallaba. En las redes tradicionales, las estaciones base que fallan a veces son difíciles de identificar y se requiere una cantidad significativa de tiempo y recursos para repararlas. Esta función de SON permite detectar dichas estaciones base que fallan de inmediato para tomar medidas adicionales y garantizar que no haya degradación o que esta sea insignificante en el servicio para los usuarios.
Se trata de un enfoque proactivo de un sistema para defenderse de la penetración de cualquier usuario no autorizado en el sistema y de cualquier ataque activo o pasivo. Los principales objetivos de la autoprotección son hacer que la seguridad del sistema sea inquebrantable y también que los datos sean confidenciales y seguros.
Las características de las redes autoorganizadas se están introduciendo gradualmente con la llegada de los nuevos sistemas 4G a las redes de acceso por radio, lo que permite limitar el impacto de los posibles "problemas iniciales" y aumentar gradualmente la confianza. Se puede observar que los mecanismos de autooptimización en las redes de acceso por radio móviles tienen algunas similitudes con los algoritmos de comercio automatizados en los mercados financieros. SON también se ha adaptado a las redes 3G existentes para ayudar a reducir los costos y mejorar la confiabilidad del servicio.
En la conferencia comercial del Mobile World Congress de 2009 se dieron a conocer los primeros anuncios importantes sobre la funcionalidad SON para redes móviles LTE. Las primeras implementaciones se produjeron en Japón y Estados Unidos durante 2009/2010. [4]
Entre otros beneficios, las implementaciones de SON han permitido a los operadores móviles disminuir los tiempos de implementación de la red, reducir las llamadas interrumpidas, mejorar el rendimiento, disminuir la congestión y lograr otras eficiencias operativas, incluidos ahorros de energía y costos.
C. Brunner, D. Flore: Generación de mapas de interferencias y pérdida de trayectoria como facilitador de SON en redes UMTS desplegadas. En: Actas de la Conferencia de Tecnología Vehicular del IEEE (VTC Spring '09). Barcelona, España, abril de 2009