KPI je sada kvantifikovatelných metrik používaných k vyhodnocování výkonu, stavu a kvality mobilní sítě a jejích služeb pro plánování, optimalizaci a zajišťování kvality služeb.

Popis

Klíčové ukazatele výkonu (KPI) v 3GPP jsou standardizované, měřitelné hodnoty, které ukazují, jak efektivně síť, síťový řez nebo služba dosahuje klíčových provozních a obchodních cílů. Jsou odvozeny z měření shromažďovaných různými síťovými elementy (NE), manažerskými systémy a sondami. Architektura pro správu KPI zahrnuje hierarchický řetězec sběru a zpracování dat: data výkonnostního měření (PM) jsou generována síťovými elementy (např. gNB, AMF, UPF) jako hrubé čítače, události a měřidla. Tato data jsou následně shromažďována síťovými manažerskými (NM) nebo elementárními manažerskými (EM) systémy přes standardizovaná rozhraní (např. Itf-N). Manažerské systémy následně aplikují definované vzorce – často specifikované v dokumentech 3GPP – aby agregovaly a spočítaly KPI z hrubých PM dat.

Fungování KPI je kontinuálním cyklem měření, sběru, výpočtu a analýzy. Například základní KPI rádiového přístupového segmentu (RAN) jako úspěšnost nastavení LTE Radio Resource Control (RRC) je vypočítáváno EM systémem. Ten sbírá ze základnové stanice eNodeB za definované měřicí období (např. 15 minut) hrubý čítač „AttConnEstabAtt“ (počet pokusů o navázání spojení RRC) a „AttConnEstabSucc“ (počet úspěšných pokusů). KPI je pak spočteno jako (Úspěšné pokusy / Celkový počet pokusů) * 100%. Tato vypočtená hodnota KPI je následně uložena, vizualizována a porovnávána s cílovými prahy pro posouzení výkonu. KPI pokrývají všechny síťové domény: Dostupnost (např. úspěšnost navázání hovoru), Uchování spojení (např. míra zrušených hovorů), Integritu (např. propustnost, latence), Dostupnost (např. doba provozuschopnosti uzlu) a Mobilitu (např. úspěšnost předání spojení).

Klíčové komponenty v ekosystému KPI zahrnují Úlohy výkonnostního měření konfigurované v síťových elementech, funkce Management Data Analytics (MDA), které mohou KPI zpracovávat pro automatizaci, a standardizované definice a vzorce poskytované v Technických specifikacích (TS) a Technických zprávách (TR) 3GPP. Jejich role je mnohostranná: pro inženýry jsou diagnostickými nástroji pro analýzu hlavní příčiny; pro plánovače jsou vodítkem pro rozšiřování kapacity; pro operátory zajišťují soulad se Smlouvou o úrovni služeb (SLA), zejména u síťového řezání, kde jsou KPI specifické pro řez zásadní. Popis a metody výpočtu stovek KPI jsou detailně popsány v četných specifikacích 3GPP, včetně požadavků na služby (řada 22), management (řady 28, 32) a aspektů výkonu (řada 38.8xx pro NR).

K čemu slouží

KPI existují, aby poskytly objektivní, kvantitativní základ pro hodnocení výkonu sítě a kvality služeb. Základní problém, který řeší, je potřeba přesunu od subjektivního, nepodloženého hodnocení stavu sítě k rozhodování založenému na datech. V počátcích mobilních sítí operátoři postrádali standardizované metriky, což ztěžovalo benchmarkování a interoperabilitu. KPI poskytují společný jazyk pro definování, co znamená „dobrý výkon“ v aspektech jako kvalita hlasového hovoru, rychlost dat a spolehlivost sítě.

Vytváření a kontinuální vývoj KPI v 3GPP je motivováno několika faktory: zaváděním nových technologií (např. 5G NR, síťové řezání), novými službami (např. Ultra-Reliable Low Latency Communication – URLLC) a potřebou automatizovaného řízení sítě. Každé nové vydání zavádí schopnosti, které vyžadují nová KPI pro jejich efektivní měření. Například 5G zavedlo KPI pro správu svazků, výkon síťového řezu a energetickou účinnost. Řeší omezení předchozích přístupů poskytováním stále granularnějších, na služby zaměřených a v reálném čase dostupných metrik. To operátorům umožňuje nejen monitorovat technický výkon sítě, ale také jej korelovat s kvalitou zážitku (QoE) koncového uživatele, což umožňuje proaktivní optimalizaci a efektivní využití zdrojů.

Klíčové vlastnosti

• Standardizované definice a výpočetní vzorce napříč výrobci
• Pokrývají všechny síťové domény: RAN, Core, Transport a End-to-End
• Podpora tradičních síťových metrik i nových 5G/na služby zaměřených metrik
• Umožňují benchmarkování výkonu, monitorování SLA a analýzu hlavní příčiny
• Základ pro uzavřenou smyčku automatizace a Self-Organizing Networks (SON)
• Kritické pro zajištění a správu výkonu Síťového řezu

Související pojmy

• MDA – Mobile Data Analytics

Definující specifikace

• TR 21.866 (Rel-15) — Study on Energy Efficiency in 3GPP Standards
• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TR 21.915 (Rel-15) — Release 15 Description: Summary of Rel-15 Work Items
• TR 21.916 (Rel-16) — Rel-16 Description Summary
• TR 21.917 (Rel-17) — Rel-17 Work Items Summary
• TR 21.918 (Rel-18) — Release 18 Feature Summaries
• TS 22.179 (Rel-20) — MCPTT Service Requirements
• TS 22.261 (Rel-20) — 5G System Service Requirements
• TS 22.830 (Rel-16) — Business Role Models for Network Slicing
• TS 23.435 (Rel-19) — Network Slice Capability Exposure Procedures
• TS 23.700 (Rel-20) — XR Services Application Enablement Layer
• TR 23.758 (Rel-17) — Study on Edge Application Architecture
• TS 26.179 (Rel-19) — Codecs and Media Handling for MCPTT
• TS 26.804 (Rel-19) — 5G Media Streaming Extensions Study
• TR 26.857 (Rel-18) — Technical Report on Media Service Enablers
• … a dalších 21 specifikací

📖 Anglický originál a plná specifikace: KPI na 3GPP Explorer