Nexign RCAF приближает 5G-будущее в сети LTE

Из-за постоянного роста числа абонентов и устройств операторы сталкиваются с перегрузками сети. При этом не все операторы стремятся нарастить инфраструктуру или ускорить переход на 5G, поскольку это связано с большими затратами. В этом случае на помощь приходят Nexign RCAF и другие продукты из Nexign Network Monetization Suite. RCAF позволяет оператору мобильной связи повысить общую емкость сети, снизить расходы на ее обслуживание и расширение и, более того, увеличить свои доходы благодаря выводу на рынок новых продуктов.

Монетизация сети на 100%

Монетизация сети, то есть использование существующих и новых технических возможностей сети для предоставления сервисов, которые приносят доход оператору, проявляется по-разному и затрагивает такие аспекты бизнеса, как: 

• запуск новых продуктов и опций;
• стимуляция спроса;
• повышение лояльности абонентов;
• снижение расходов.

Так, технология 5G призвана решить сложности, которые влечет за собой взрывной рост числа подключенных устройств и объема трафика, повысить качество связи и привлечь новые доходы с помощью технических возможностей и инновационных кейсов 5G.

Вместе с тем не менее актуальными остаются решения, ориентированные на эффективное использование уже имеющихся ресурсов. Особенно это справедливо для рынков, где широкое внедрение 5G не считается срочной задачей, значительно затруднено или ограничено регулятором, но при этом развитие сетей LTE вполне актуально. Такую ситуацию можно наблюдать в России, СНГ, Африке, Латинской Америке. В этих регионах многие операторы стремятся внедрить идеи, технологии и опыт, появившиеся в контексте 5G, для развития действующих сетей LTE.

Например, в спецификациях 3GPP для стандарта 5G существенная роль в поиске новых путей монетизации сети отводится аналитике данных с помощью функции Network Data Analytics Function (NWDAF) и экспонированию возможностей сети с Network Exposure Function (NEF). При этом уже для сетей 4G предусмотрены такие функции, как RAN Congestion Awareness Function (RCAF) и Service Capability Exposure Function (SCEF), которые частично решают те же задачи с текущим поколением сетей, но пока не нашли широкого применения у операторов.

Решение Nexign Network Monetization Suite ориентировано на монетизацию различных типов и поколений сетей и включает обе эти функции в виде одноименных продуктов. Так, Nexign RCAF реализует возможности, описанные в стандартах, и дополняет их собственным ноу-хау.

Что такое RCAF

Как следует из расшифровки названия, функция RAN Congestion Awareness Function работает с перегрузками сети. Если сеть перегружена, оператору необходимо получить своевременную информацию об инциденте и принять меры. Кроме того, владение такой информацией позволяет получить дополнительную выручку. Для реализации этой идеи некоторые операторы исторически использовали собственные наработки, как правило относящиеся к системам управления радиосетью (Radio Access Network, RAN). Однако поддержка и развитие таких решений связаны с типичными трудностями проприетарных систем. Поэтому в спецификациях 3GPP (в релизах 13 и 14) заложен стандартизированный подход в виде выделенной сетевой функции RCAF в рамках ядра сети.

RCAF собирает данные о загрузке базовых станций – прежде всего в стандарте LTE – и об абонентах, на которых влияет возникшая перегрузка. Эти данные затем предоставляются различным системам оператора для оптимизации сети и реализации бизнес-возможностей.

Как используются данные о перегрузках сети

Данные о перегрузках — это прежде всего инструмент экономии и повышения качества эксплуатации сети. Они позволяют: 

• парировать пиковые нагрузки, чтобы никто не заметил проблемы;
• прогнозировать и предупреждать перегрузки; 
• улучшить планирование сети, в частности, более эффективно использовать базовые станции;
• экономить на лицензионных отчислениях за дорогие технологии, например, направлять на оптимизацию протоколов или видео не весь трафик, а только трафик из тех зон, где это необходимо.

В то же время оператор может динамически использовать данные о перегрузках, которые предоставляет RCAF, для формирования новых источников доходов за счет: 

• Повышения лояльности абонентов благодаря высокому качеству связи даже в условиях перегрузки сети. Например, качество связи для большинства абонентов можно поддержать на высоком уровне, если в случае перегрузки применить политику справедливого использования. Она предполагает незначительно ограничить скорость абонентов и приложений, сильно нагружающих сеть, что высвобождает достаточно пропускной способности для остальных.
• Продажи продуктов на основе специальных условий с приоритетным доступом. Так, в условиях перегрузки можно назначить повышенный приоритет пользователям дорогого бизнес-пакета или трафику высокодоходных сервисов.
• Информирования партнерских сервисов, например, для таргетированной отправки предложения с учетом пользовательского опыта абонента.

Несколько типовых сценариев монетизации сети с помощью RCAF мы описывали ранее.

Как собираются данные о перегрузках

RCAF взаимодействует с системой управления радиосетью (RAN NMS) и собирает агрегированную статистическую информацию о загрузке базовых станций. Затем, с помощью узла Mobility Management Entity (MME), RCAF формирует списки конкретных абонентов, на которых перегрузка оказывает влияние.

Дополнительно Nexign RCAF использует собственные механизмы для получения в режиме реального времени данных непосредственно от базовых станций LTE (например, с помощью X2-интерфейса). В результате ключевые данные о состоянии сети и абонентах обновляются в течение нескольких секунд, а полная картина перегрузки формируется за несколько минут.

Интеграция с другими элементами сети

Основной потребитель данных от RCAF — функция PCRF. Она использует данные о перегрузках в динамическом управлении политиками, включая управление параметрами QoS в режиме реального времени. Именно PCRF, управляя на основании полученных данных такими параметрами, как QCI (QoS Class Identifier), позволяет настроить приоритетный доступ и адаптивно оптимизировать сеть.

Данные от RCAF также запрашивает функция SCEF (Service Capability Exposure Function), которая использует их в процессах интеграции с партнерскими сервисами. SCEF может направить сервисам предписания, призванные снизить нагрузку, например, с помощью принудительного занижения разрешения видеоконтента или приостановки некритичных загрузок обновлений. Кроме того, сервисы могут сами учитывать эти данные, чтобы изменить тактику в зависимости от ситуации: предложить абонентам специальные услуги или условия на время перегрузки. SCEF также использует информацию от RCAF при планировании доставки несрочных данных IoT-устройствам в рамках механизма Background Data Transfer.

Наконец, данные о перегрузках обогащают картину о пользовательском опыте абонентов в различных локациях и позволяют службе поддержки и коммерческому департаменту контролировать качество обслуживания и принимать информированные решения. Например, оператор контактного центра уже при поступлении обращения видит на экране, что абонент находится в перегруженном секторе, и сразу предлагает эффективные способы решения проблемы: от перемещения к соседней базовой станции до активации специальной опции. 

Интерфейсы RCAF для взаимодействия с другими функциями опорной сети стандартизированы в 3GPP, однако состав и формат данных, получаемых от RAN NMS, варьируется в зависимости от оператора и вендора радиооборудования. Nexign RCAF «из коробки» понимает разные форматы, что позволяет быстро разворачивать систему в мультивендорной сети, характерной для крупных операторов.

Основные источники и потребители данных о перегрузках изображены на схеме 1. 

Примеры внедрения Nexign RCAF

Функция RCAF представлена в решении Nexign Network Monetization Suite. Nexign RCAF — это инструмент гибкой адаптации к изменению нагрузки, который помогает добиться оптимального уровня качества услуг для абонентов. Представленные ниже кейсы иллюстрируют роль данного продукта в реализации новых опций и поддержании стабильной работы операторов связи. 

«МегаФон»: запуск опции Pre-5G с повышением скорости интернета до 50 %

В марте 2022 года «МегаФон» предложил своим абонентам опцию Pre-5G, подключение к которой добавляет до 50 % к средней скорости мобильного интернета. В основе механизма лежит автоматический сбор и тщательный анализ в режиме реального времени большого количества данных о состоянии сети, трафике, приложениях и абонентах в сети и применение гибких политик управления трафиком. Это позволяет оператору более эффективно использовать существующую сетевую инфраструктуру. Одним из продуктов, предоставивших оператору возможность по-новому управлять трафиком, стал Nexign RCAF.

Yota: поддержание качества связи в начале пандемии

В 2020 году в условиях пандемии COVID-19 трафик от бизнес-приложений внутри сети Yota вырос в 2,5 раза. Использование Nexign RCAF позволило оператору быстро настроить сеть под новую нагрузку с сохранением качества связи и без оперативных капитальных вложений в инфраструктуру. 

Развитие Nexign RCAF

Nexign продолжает развивать Nexign RCAF, усиливая возможности интеграции с сетью и расширяя функциональность. Для единообразного анализа данных любых мобильных сетей продукт ожидает дополнительное расширение списка поддерживаемых «из коробки» вендоров базовых станций. Для комплексного решения задачи User Plane Congestion разрабатывается применение политик приоритизации трафика, в том числе и на транспортной сети оператора. Важным нововведением являются алгоритмы предотвращения перегрузок на основе методов предиктивной аналитики. 

Nexign RCAF для наших клиентов

Nexign помогает операторам предоставлять качественную связь как можно большему числу пользователей. Вместе с нами операторы плавно разворачивают сети 5G в связке с 4G и сразу получают окупаемость инвестиций. Важной частью этого подхода является максимальное использование возможностей сетей 4G и частичная реализация сценариев 5G уже в сетях LTE — с помощью продуктов Nexign Network Monetization Suite.

Примечательно, что в сетях 5G Standalone этим продуктам отводится важная роль в реализации новых бизнес-моделей, которые сегодня так нужны операторам. SCEF и RCAF находят отражение в функциях Network Exposure Function (NEF) и Network Data Analytics Function (NWDAF), описанные в релизе 16 3GPP-спецификаций. Между тем уже в сетях 4G они приносят ощутимые плоды, хотя и требуют продуманной стратегии и ее аккуратной реализации.