Apprentissage du système 5G - Surcharge du système (arrêt)

Dans les réseaux de communication mobile, "surcharge du système" se produit lorsque le trafic de service excessif ou trop d'appareils tentent simultanément de se connecter, submergeant les ressources du réseau, entraînant une congestion, des vitesses lentes ou des échecs de connexion. Des mécanismes de protection du système sont activés pour faire face à ces surcharges. Les stratégies spécifiques incluent la libération par les opérateurs de réseau de plus de spectre sous licence, l'allocation de ressources via le découpage du réseau, la mise en œuvre de la limitation au sein des unités fonctionnelles du cœur de réseau et l'activation de mécanismes tels que les temporisateurs de repli et les messages de surcharge pour contrôler et gérer efficacement le volume d'utilisateurs.

1. Activation de la surcharge : Dans un réseau 5G (NR), la fonction de gestion de l'accès et de la mobilité (AMF) envoie un message d'"Activation de la surcharge" à d'autres éléments de réseau pertinents (tels que les gNB) en fonction de ses seuils de capacité de traitement (configuration), indiquant une condition de surcharge. Cela déclenche des mesures de contrôle de la congestion (telles que le rejet des demandes de connexion de certains équipements utilisateur (UE)) pour protéger le réseau contre les pannes. L'activation de la surcharge implique que l'AMF envoie un message NGAP Overload Activation au nœud NG-RAN (Radio Access Network), lui demandant de limiter certains types de trafic et de rediriger ou de rejeter les demandes afin de maintenir la stabilité du réseau pendant les périodes de forte demande.

1.1 Le contrôle de la surcharge implique

• Détection de la congestion : L'AMF ou d'autres éléments de réseau, tels que la fonction de plan utilisateur (UPF), surveillent la charge du réseau et identifient le moment où les seuils de congestion prédéfinis sont dépassés.
• Message de contrôle de la surcharge : Lors de la détection d'une surcharge, l'AMF envoie un message NGAP Overload Control au nœud NG-RAN connecté.
• Actions de contrôle de la congestion : Après avoir reçu le message, le nœud NG-RAN initie des actions de contrôle pour gérer la surcharge. Ces actions incluent :
• Rejet de certaines connexions : Le NG-RAN peut rejeter les demandes de connexion des équipements utilisateur (UE) pour les services non urgents ou de haute priorité.
• Limitation de la signalisation de liaison montante : Le NG-RAN peut limiter la transmission de la signalisation NAS (Non-Access Stratum) de liaison montante vers l'AMF, réduisant ainsi davantage la charge sur le cœur du réseau.
• Limitation du trafic : Le réseau peut limiter ou réduire la quantité de trafic qu'il gère pour éviter une défaillance du système.

1.2 Le contrôle de la surcharge a trois objectifs :

• Maintien de la stabilité du réseau : L'objectif principal est d'empêcher une défaillance complète du réseau pendant les périodes de trafic extrême ou de pics de charge inattendus.
• Assurer la continuité du service : En gérant la charge, le réseau peut continuer à fournir des services essentiels, même si les services moins critiques sont temporairement limités.
• Protection des ressources : Le contrôle de la surcharge protège les ressources telles que la bande passante UDM et d'autres fonctions critiques du réseau contre le débordement par une signalisation excessive du plan de contrôle.

2. la procédure d'arrêt de la surcharge signale au nœud NG-RAN auquel l'AMF est connecté que la situation de surcharge est terminée et que les opérations normales doivent reprendre. La procédure d'arrêt de la surcharge utilise une signalisation non associée à l'UE. Une opération d'arrêt de la surcharge réussie est illustrée à la figure 8.7.8.2-1 ci-dessous, où :

Un nœud NG-RAN qui reçoit le message "OVERLOAD STOP" doit supposer que la situation de surcharge pour l'AMF récepteur est terminée et doit reprendre les opérations normales pour le trafic applicable à l'AMF.