Aprendizaje del sistema 5G - Sobrecarga del sistema (Detener)

En las redes de comunicación móvil, "sobrecarga del sistema" ocurre cuando el tráfico de servicio excesivo o demasiados dispositivos intentan conectarse simultáneamente, lo que sobrecarga los recursos de la red, lo que lleva a la congestión, velocidades lentas o fallas en la conexión. Se activan mecanismos de protección del sistema para abordar estas sobrecargas. Las estrategias específicas incluyen que los operadores de red liberen más espectro con licencia, asignen recursos a través del corte de red, implementen la limitación dentro de las unidades funcionales de la red central y habiliten mecanismos como temporizadores de retroceso y mensajes de sobrecarga para controlar y administrar eficazmente el volumen de usuarios.

1. Activación de sobrecarga: En una red 5G (NR), la Función de Gestión de Acceso y Movilidad (AMF) envía un mensaje de "Activación de sobrecarga" a otros elementos de red relevantes (como gNB) en función de sus umbrales de capacidad de procesamiento (configuración), lo que indica una condición de sobrecarga. Esto desencadena medidas de control de congestión (como rechazar solicitudes de conexión de algunos equipos de usuario (UE)) para proteger la red de fallas. La activación de sobrecarga implica que la AMF envíe un mensaje de Activación de sobrecarga NGAP al nodo NG-RAN (Red de Acceso por Radio), solicitando que limite ciertos tipos de tráfico y redirija o rechace solicitudes para mantener la estabilidad de la red durante períodos de alta demanda.

1.1 El control de sobrecarga implica

• Detección de congestión: La AMF u otros elementos de la red, como la Función del Plano de Usuario (UPF), monitorean la carga de la red e identifican cuándo se exceden los umbrales de congestión predefinidos.
• Mensaje de control de sobrecarga: Al detectar una sobrecarga, la AMF envía un mensaje de Control de sobrecarga NGAP al nodo NG-RAN conectado.
• Acciones de control de congestión: Al recibir el mensaje, el nodo NG-RAN inicia acciones de control para gestionar la sobrecarga. Estas acciones incluyen:
• Rechazo de ciertas conexiones: El NG-RAN puede rechazar solicitudes de conexión de equipos de usuario (UE) para servicios que no sean de emergencia o de alta prioridad.
• Limitación de señalización de enlace ascendente: El NG-RAN puede limitar la transmisión de señalización NAS (Non-Access Stratum) de enlace ascendente a la AMF, reduciendo aún más la carga en el núcleo de la red.
• Limitación de tráfico: La red puede limitar o reducir la cantidad de tráfico que maneja para evitar fallas en el sistema.

1.2 El control de sobrecarga tiene tres objetivos:

• Mantenimiento de la estabilidad de la red: El objetivo principal es evitar fallas completas de la red durante períodos de tráfico extremo o picos de carga inesperados.
• Garantizar la continuidad del servicio: Al gestionar la carga, la red puede continuar brindando servicios esenciales incluso si los servicios menos críticos se limitan temporalmente.
• Protección de recursos: El control de sobrecarga protege los recursos, como el ancho de banda UDM y otras funciones críticas de la red, para que no se vean abrumados por la señalización excesiva del plano de control.

2. El procedimiento de parada de sobrecarga indica al nodo NG-RAN al que está conectada la AMF que la situación de sobrecarga ha terminado y que se deben reanudar las operaciones normales. El procedimiento de parada de sobrecarga utiliza señalización no asociada a UE. Una operación de parada de sobrecarga exitosa se muestra en la Figura 8.7.8.2-1 a continuación, donde:

Un nodo NG-RAN que recibe el mensaje de "PARADA DE SOBRECARGA" debe asumir que la situación de sobrecarga para la AMF receptora ha terminado y debe reanudar las operaciones normales para el tráfico aplicable a la AMF.