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Automatisiertes Konfigurationsmanagement für Radio Access Networks

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Die Konfiguration eines Mobilfunknet-zes, vor allem von Radio Access Net-works (RAN), wird durch die Einfüh-rung neuer Technologien für die Netzbetreiber immer komplexer. Offe-ne Lösungen wie der Common Plan-ning & Configuration Manager (CPCM) von MicroNova sind dabei unerlässlich, da sie leicht auf neue Gegebenheiten angepasst werden können und die wichtigsten Managementkennzahlen wie Time-to-Market, Qualität und Effi-zienz im Fokus haben.

Die Netzbetreiber sind bereits bestens mit ausgereiften Lösungen in den Be-reichen Netzüberwachung, Netzopti-mierung, Serviceüberwachung, etc. ausgestattet; diese Bereiche deckt vor allem Standardsoftware ab. Gerade bei der Netzkonfiguration klafft jedoch eine Lücke - dabei bildet dieser Be-reich die Grundlage für einen effizien-ten Netzauf-/ausbau sowie die Integ-ration neuer Technologien und ist somit die Basis für ein qualitativ gutes und wirtschaftliches Netz. Die Komple-xität und Vielseitigkeit der Netzkonfi-guration lässt sich jedoch nur schwer durch eine Standardsoftware abbilden.

Die Mobilfunktechnologien sind zwar innerhalb von 3GPP (3rd Generation Partnership Project – weltweite Koope-ration von Gremien für die Standardi-sierung im Mobilfunk, konkret für UMTS, GSM und LTE) standardisiert, bilden allerdings nur eine Abstraktion bzw. herstellerunabhängige Form der Mobilfunkparameter. Finden sich im 3GPP-Standard in etwa 100 bis 150 Parameter, sind für die konkrete Konfi-guration der herstellerspezifischen Netzelement mehrere tausend Para-meter erforderlich.

Viele Equipment-Hersteller haben be-reits in verschieden Ansätzen ver-sucht, diese Lücke zu schließen. So-bald jedoch herstellerübergreifende Systemgrenzen (Multiversionsfähig-keit) mit einbezogen werden müssen, stoßen diese Ansätze an ihre Grenzen.

Problemfall EigenentwicklungenTeilweise füllen die Netzbetreiber diese Lücken selbst, indem sie auf in Eigen-regie gefertigte und damit in der Regel recht aufwändige Tools setzen. Solche über die Jahre entwickelten Lösungen erreichen zunehmend die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Das liegt vor allem an der raschen Entwicklung der Mobil-funktechnologien, zum Beispiel der Einführung neuer Features, Netztech-nologien, Softwareupdates, etc.; auch der Wechsel auf einen anderen Netz-werkausrüster kann sich negativ be-merkbar machen.

Zudem sind derartige Lösungen oft-mals als reine Oneway-Konzepte reali-siert, d.h. es ist zwar eine Konfigurati-on des Wirknetzes möglich, aber keine Rückführung der bestehenden Wirknetzinformation in die Planung.

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Auszug aus der MicroNova-Kundenzeitschrift "InNOVAtion" (Juni 2013, Seiten 16-19)

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Gerade die Funktionalität einer „Over-all-Wirknetzdatenbank“ ist jedoch von unschätzbarem Wert für die Netzbe-treiber bei der Qualitätssicherung; erst sie ermöglicht den Abgleich mit den Netzplanungsdaten und lässt somit eine Netzauditierung zu.

MicroNova ist es in enger Kundenab-stimmung gelungen, mit CPCM eine Best-Practice-Lösung zu entwickeln. CPCM ist vielseitig (multi-vendor, multi-technology), flexibel und unab-hängig vom Equipment-Hersteller ein-setzbar. Die Software-Lösung lässt sich individuell auf die Bedürfnisse und

Prozesse der Netzbetreiber anpassen. Bestehende Systeme aus dem Funk- und Festnetzplanungsbereich, ver-schiedene Operation-Support-Syste-me (OSS) sowie bereits vorhandene Lösungen können nahtlos in CPCM in-tegriert werden. Die Lösung verein-heitlicht die Sicht auf die häufig hete-rogenen regionalen Netz- und Managementstrukturen und ermög-licht die Bildung einer zentralen Da-tenbasis für übergreifende Abgleiche.

Lesen Sie mehr zu diesem Thema im nachfolgenden Interview mit Prof. Dr. Mathias Gabrysch. Ingo.Bauer@micronova.de

www.micronova.de/netzmanagement/loesungen/cpcm

Dipl.-Inf. (Univ.) Ingo BauerLeiter Fachabteilung Network Services

Mobilfunk weiter auf dem VormarschSelbst hohe Eintrittspreise ab 700 Euro konnten den Besucherstrom beim Mo-bile World Congress in Barcelona nicht stoppen: Ein neuer Rekord von 72.000 Besuchern aus über 200 Ländern zeigt die große und immer noch wachsende Bedeutung des Themas Mobilfunk. Zu den zentralen Wachstumbereichen zählt vor allem die M2M-Technologie (Machine to Machine). Einer 2012 ver-öffentlichten Studie des Telekommuni-kationsausrüsters Cisco zufolge erhöht sich zudem der globale mobile Daten-verkehr von 2011 bis 2016 um das 18-fache auf 130 Exabyte pro Jahr.

Geografische Darstellung der Zellen für CPCM

Radio Planning

Too l

C PC MRAN

Elem ent Manager

GSM, UMTS, LTE

Inventory /Transport Configuration

Netw ork Optim isation

Transport Configuration Tem pla te s

C P MCom mon Network Planning M anage r

C C MCommon Netw ork

Configura tion Manager

Selected Transport P lanning Param eters for

consistency checks

Transport Param eters to be prov isioned to Radio Devices

Configuration changes Either via GUI or im port interface3GPP Radio

planning param eters

Optim isation updates

Vendor specific configuration files (xm l or

mm l)

Live netw ork con figuration

C on figA rch ive

Sm artDe lta

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InNOVAtion: Herr Gabrysch, in Ihrer Funktion als Director Wireless Marke-ting Western Europe bei Huawei spre-chen Sie europaweit mit vielen unter-schiedlichen Communication Service Providern, den „CSPs“. Radio Network Configuration Management ist dabei sicher häufig auch ein Thema. Welche Herausforderungen sehen hierbei Ihre Gesprächspartner, und wie gehen Sie damit um?

Prof. Dr. Gabrysch: Eine der größten Herausforderung liegt ohne Zweifel darin, neue Technologien wie LTE mög-lichst schnell und in hoher Qualität flächendeckend einzuführen und gleichzeitig bestehende Netztechnolo-gien wie 2G und 3G weiterhin zu modernisieren beziehungsweise zu pflegen. Man kann davon ausgehen, dass jeder Mobilfunknetzbetreiber im Schnitt pro Technologie, also 2G, 3G und seit kurzem 4G, mindestens ein Software-Update pro Jahr durchführt. Da die meisten Operatoren mindes-tens zwei Hersteller im Radiobereich im Netz haben, sind das etwa sechs Software-Releases pro Jahr. Jedes Release muss zuerst getestet und anschließend in die bestehende Netz-architektur über verschiedenen Inter-faces eingebunden werden.

Dadurch wird klar, dass Betreiber ihre Mobilfunknetze ständig umbauen, per-manent umkonfigurieren und optimie-ren müssen. Ohne effiziente Tools ist das bei bestimmten Netzgrößen nicht

mehr machbar, da die Anzahl der Para-meter manuell nicht mehr beherrsch-bar ist. Kurz: Die Komplexität ist zu groß. Das trifft umso mehr zu, wenn wie in Europa hohe Anforderungen be-züglich der Netzqualität vorhanden sind.

In den letzten Jahren setzte sich im-mer mehr der Trend durch, pro geo-grafischer Region einen Hersteller für alle Technologien von 2G bis 4G zu wählen. Huawei hat durch die rich-tungweisende Technologie „Single Ra-dio Access Network“ oder kurz Single-RAN die Weichen gestellt, mehrere Software-Releases möglichst schnell und effizient ins Netz zu bringen. Gleichzeitig wurde permanent an einer Vereinheitlichung der Netzparameter und deren Konfiguration gearbeitet, so dass das Konfigurationsmanagement des Netzes aus Benutzersicht mög-lichst gleich aussieht – unabhängig da-von, ob nun 2G-, 3G- oder 4G-Netze konfiguriert werden.

InNOVAtion: Welche Rolle spielt in diesem Zusammenhang die Zusam-menarbeit zwischen dem jeweiligen Provider, Huawei und MicroNova?

Prof. Dr. Gabrysch: Neue Releases sollen ja möglichst schnell ins Netz kommen, um wichtige Funktionen frei-zuschalten, von denen sich der Mobil-funknetzbetreiber Wettbewerbsvortei-le erhofft. In jedem Software-Release ändern sich bestehende Parameter, und es kommen neue hinzu. Das hat Auswirkungen auf die verschiedensten Systeme, die mit dem Netzwerk-Equipment über Interfaces in Verbin-dung stehen.

Damit alles nach dem Software-Up-grade wieder reibungslos funktioniert, müssen sehr viele Systeme punktge-nau wieder miteinander kommunizie-ren können. Dazu ist ein sehr gutes Projektmanagement auf allen Seiten erforderlich. Jeder Parameter, der in einem Netzelement geändert wird, be-deutet Entwicklungsaufwand in den

angeschlossenen Systemen des MSPs und bei den Third-Party-Lösungen.

Huawei hat in den vergangenen Jahren in enger Zusammenarbeit mit ver-schiedenen MSPs und MicroNova kon-tinuierlich an einer Vereinfachung und Stabilisierung dieser Interfaces gear-beitet. Entwickler bei MicroNova und Huawei haben sich zum Beispiel über Videokonferenzen ausgetauscht, um schon während des Entwicklungspro-zesses und nicht erst bei den Tests Schwierigkeiten zu identifizieren und aus dem Weg zu räumen. Folglich konnten die Testzyklen kurz und damit die Kosten niedrig gehalten werden.

InNOVAtion: Der LTE-Standard ver-spricht durch sogenannte Self Organi-zing Networks, kurz SON genannt, eine Reihe von Vereinfachungen für die Konfiguration mobiler Funknetze. Wo sehen Sie die Grenzen von SON und die Notwendigkeit eines durchgängigen Configuration Manage-ments?

Prof. Dr. Gabrysch: Self Organizing Networks ermöglichen eine Effizienz-steigerung, um komplexer werdende Netze mit gleicher oder verringerter Personaldecke zu managen. Bei einem Blick auf die Netze von heute finden sich fast überall 2G-, 3G- und in vielen Ländern auch schon kommerzielle 4G-Netze. Anders als noch vor einigen Jahren vermutet lebt jedoch das 2G-Netz weiter. Viele Operatoren haben in den letzten Jahren sogar noch eine Modernisierung des alten 2G-Netzes durchgeführt.

Die Netzarchitektur hat sich also nicht vereinfacht, sondern die Komplexität hat mit der Einführung von LTE zuge-nommen. Statt zwei Netze parallel zu betreiben, haben es Provider nun mit drei Netzen zu tun. Das Ganze hört aber mit der Einführung von LTE nicht auf: Um den großen Datenhunger zu bewältigen, denken viele Operatoren über das Einbringen von „Small Cells“ nach; das sind kleinere Funkzellen, die

Prof. Dr. Mathias GabryschDirector Wireless Marketing Western

Europe bei Huawei

Interview mit Prof. Dr. Mathias Gabrysch von Huawei über Radio Network Configuration Management

Auszug aus der MicroNova-Kundenzeitschrift "InNOVAtion" (Juni 2013, Seiten 16-19)

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mobile Nutzer an „Hot Spots“ wie In-nenstädten, Einkaufszentren, Fußball-stadien oder bei Großkunden mit Bandbreite versorgen.

Zusätzlich zu den vorhandenen Radio-Access-Technologien wie 2G, 3G und 4G kommen nun noch verschiedenen-Layer oder Schichten wie Makro- und Mikrozellen hinzu. Das Konstrukt wird stetig komplexer, muss jedoch nach wie vor möglichst effizient installiert, konfiguriert und optimiert werden. SON Features werden zukünftig eine immer wichtigere Rolle spielen, um die Netzwerkoperatoren von lästigen Rou-tinearbeiten zu entlasten, als Beispiele seien das Pflegen von Nachbarschafts-beziehungen zwischen einzelnen Zel-len genannt.

Ferner müssen sich alle Beteiligten da-rüber im Klaren sein, dass SON nur gewisse modellierbare Arbeitsabläufe ersetzen kann. Es konzentriert sich zudem momentan noch auf das 4G Netz, auch wenn es bereits verab-schiedete Standards gibt, die SON-Funktionalität auf 2G und 3G auszu-weiten. Einschränkungen treten vor allem dann auf, wenn Systemgrenzen überschritten werden, wie es beim konsistenten Konfigurieren zwischen 2G, 3G, 4G und über Herstellergren-zen hinaus der Fall ist.

InNOVAtion: Welche Vorteile erge-ben sich aus Ihrer Sicht für den Opera-tor beim Einsatz eines herstellerunab-hängigen Configuration Management Systems?

Prof. Dr. Gabrysch: Herstellerunab-hängige Konfigurations-Tools erlauben zum Beispiel über Systemgrenzen hin-weg Konsistenz-Checks durchzufüh-ren. Jeder Hersteller für sich kann sei-nen Teil des Netzes konfigurieren und auch auf Konsistenz der Parameter kontrollieren.

Sobald man aber über Systemgrenzen hinweg Einstellungen vornehmen muss, zum Beispiel in einer Region

Hand-Over-Parameter zwischen 2G von Hersteller A und 3G von Her- steller B, kann es sehr leicht zu Inkon-sistenzen kommen, die sich negativ auf die Netzqualität auswirken. Das gleiche gilt auch an den Grenzen zwi-schen geografischen Regionen, zum Beispiel Region Süd von Hersteller A und Region Nord von Hersteller B. Eine herstellerunabhängige Lösung ermög-licht eine konsistente Sicht auf die Pa-rameter, unabhängig davon, ob sie von Hersteller A oder Hersteller B sind.

Zusätzlich erlaubt ein solches überge-ordnetes Tool auch das schnelle und netzwerkweite Setzen von Parame-tern. Und es unterstützt die Operato-ren bei der effizienten Umsetzung be-stimmter Aktionen wie etwa beim „Re-Homing“ von Basisstationen zwi-schen verschiedenen Controllern oder beim Austausch von Netzwerkelemen-ten zweier unterschiedlicher Hersteller, dem sogenannten Swap. InNOVAtion: CSPs stehen in einem sehr harten Wettbewerb untereinan-der. Der Kostendruck erfasst mittler-weile alle Bereiche und Ebenen. Das hat auch Auswirkungen auf die Netzin-frastruktur: Vorhandene und installier-te Hardware und Übertragungskapazi-täten müssen optimal ausgenutzt werden. Welche Herausforderungen stellt dies für das Configuration Ma-nagement dar? Prof. Dr. Gabrysch: Der durch Smartphones im Speziellen und mobi-le Internetzugänge im Allgemeinen getriebenen „Datenhunger“ scheint tatsächlich keine Grenzen zu kennen. Viele Operatoren wollen das teuer er-kaufte Spektrum optimal ausnutzen und kein Kilobyte an möglicher Daten-kapazität verschenken. Es ist logisch, dass das Netz möglichst optimal konfi-guriert werden muss, um ein Maxi-mum an Übertragungskapazität zu ge-währleisten.

Schwierig ist es aber, mögliche Date-nengpässe rechtzeitig zu erkennen

und rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen, wie zum Beispiel das Opti-mieren der vorhandenen Kapazität oder das Erweitern der Kapazitäten durch neue Hardware. Für beide Maß-nahmen sind effiziente Tools notwen-dig, mit denen der Operator schnell auf eventuelle Engpässe aufmerksam wird. InNOVAtion: Die technologische Ent-wicklung im Umfeld der Mobilfunknet-ze geht immer schneller voran. Aktuell sind die Mobilfunkbetreiber noch mit dem Rollout der neuen LTE Technolo-gie beschäftigt, da bahnt sich schon LTE advanced an. Welche Vorkehrun-gen müssen die Mobilfunkbetreiber Ih-rer Meinung nach treffen, um die nächsten Technologiesprünge rei-bungslos in die bestehenden Prozesse zu integrieren?

Prof. Dr. Gabrysch: Trotz der techno-logischen Entwicklung ist es nicht zu erwarten, dass sich die Netzarchitek-tur in den nächsten drei bis fünf Jahren drastisch ändern wird. Neue Technolo-gien wie 4G ersetzen – wenn über-haupt – nur sehr langsam bestehende wie 2G. Als Konsequenz wird es aller-dings wie bereits angedeutet immer mehr Technologien parallel geben, die mit bestenfalls gleichbleibender oder sogar mit verringerter Personaldecke zu managen sind.

Dies ist nur durch eine Effizienzsteige-rung mit Hilfe der richtigen Tools dar-zustellen. Wir sehen diesen Trend be-reits bei der Einführung von LTE: Betreiber, die rechtzeitig in eine effizi-ente Toolkette investiert haben, tun sich beim Rollout einer neuen Techno-logie wesentlich leichter. Im harten Kampf um Marktanteile ist Time-to-Market einfach ein wesentlicher Wett-bewerbsvorteil, denn auch hier gilt: Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben!