Обучение системы 5G - перегрузка системы (остановка)

В сетях мобильной связи "перегрузка системы" возникает, когда избыточный трафик услуг или слишком много устройств одновременно пытаются подключиться, перегружая сетевые ресурсы, что приводит к перегрузке, низкой скорости или сбоям в подключении. Для устранения этих перегрузок активируются механизмы защиты системы. Конкретные стратегии включают в себя выпуск операторами сети большего количества лицензированного спектра, распределение ресурсов посредством нарезки сети, реализацию дросселирования в функциональных блоках основной сети и включение таких механизмов, как таймеры отката и сообщения о перегрузке, для эффективного управления объемом пользователей.

1. Активация перегрузки: В сети 5G (NR) функция управления доступом и мобильностью (AMF) отправляет сообщение "Активация перегрузки" другим соответствующим сетевым элементам (например, gNB) на основе пороговых значений своей вычислительной мощности (конфигурации), указывая на состояние перегрузки. Это запускает меры по контролю перегрузки (например, отклонение запросов на подключение от некоторого пользовательского оборудования (UE)) для защиты сети от сбоев. Активация перегрузки включает в себя отправку AMF сообщения NGAP Overload Activation узлу NG-RAN (Radio Access Network), запрашивая его ограничить определенные типы трафика и перенаправить или отклонить запросы для поддержания стабильности сети в периоды высокого спроса.

1.1 Контроль перегрузки включает в себя

• Обнаружение перегрузки: AMF или другие сетевые элементы, такие как функция плоскости пользователя (UPF), отслеживают нагрузку на сеть и определяют, когда превышены предопределенные пороги перегрузки.
• Сообщение управления перегрузкой: При обнаружении перегрузки AMF отправляет сообщение NGAP Overload Control подключенному узлу NG-RAN.
• Действия по контролю перегрузки: После получения сообщения узел NG-RAN инициирует действия по управлению перегрузкой. Эти действия включают в себя:
• Отклонение определенных подключений: NG-RAN может отклонять запросы на подключение от пользовательского оборудования (UE) для неэкстренных или высокоприоритетных услуг.
• Ограничение восходящей сигнализации: NG-RAN может ограничить передачу восходящей сигнализации NAS (Non-Access Stratum) в AMF, что еще больше снижает нагрузку на ядро сети.
• Ограничение трафика: Сеть может ограничить или уменьшить объем обрабатываемого трафика, чтобы предотвратить сбой системы.

1.2 Контроль перегрузки имеет три цели:

• Поддержание стабильности сети: Основная цель - предотвратить полный сбой сети в периоды экстремального трафика или неожиданных скачков нагрузки.
• Обеспечение непрерывности обслуживания: Управляя нагрузкой, сеть может продолжать предоставлять основные услуги, даже если менее важные услуги временно ограничены.
• Защита ресурсов: Контроль перегрузки защищает ресурсы, такие как пропускная способность UDM и другие критические сетевые функции, от перегрузки чрезмерной сигнализацией плоскости управления.

2. Процедура остановки перегрузкисигнализирует узлу NG-RAN, к которому подключен AMF, о том, что ситуация с перегрузкой закончилась и что следует возобновить нормальную работу. Процедура остановки перегрузки использует сигнализацию, не связанную с UE. Успешная операция остановки перегрузки показана на рисунке 8.7.8.2-1 ниже, где:

Узел NG-RAN, который получает сообщение "OVERLOAD STOP", должен предположить, что ситуация с перегрузкой для принимающего AMF закончилась, и должен возобновить нормальную работу для трафика, применимого к AMF.