RCAF je síťová funkce, která monitoruje a hlásí přetížení v rádiové přístupové síti, aby umožnila řízení provozu na základě politik a úpravy QoS při vysokém zatížení.

Popis

RAN Congestion Awareness Function (RCAF) je funkční entita zavedená ve specifikaci 3GPP Release 13, primárně definovaná v rámci architektury Policy and Charging Control (PCC). Funguje jako logická funkce, která může být integrována v rámci rádiové přístupové sítě (RAN), například v eNodeB nebo gNB, nebo jako samostatný síťový prvek. Jejím hlavním úkolem je detekovat a kvantifikovat podmínky přetížení na specifických rádiových zdrojích, jako jsou buňky, sledovací oblasti nebo rádiové přístupové technologie. RCAF monitoruje klíčové ukazatele výkonu, jako je využití rádiových zdrojů, počet aktivních uživatelů a zatížení provozem, a převádí tyto surové metriky na standardizované reporty o přetížení. Tyto reporty jsou následně komunikovány do funkce Policy and Charging Rules Function (PCRF) nebo Policy Control Function (PCF) v jádru sítě prostřednictvím standardizovaných rozhraní, jako je Rx nebo N5, v závislosti na generaci sítě (EPC nebo 5GC). Tato komunikace umožňuje, aby rámec pro politiky měl přehled o podmínkách v RAN v reálném čase, což byla schopnost, která v dřívějších vydáních z velké části chyběla. RCAF sama politiky přímo nevynucuje; místo toho funguje jako poskytovatel informací, který umožňuje inteligentní, na kontextu založená rozhodnutí o politikách v jádru sítě. V systému 5G jsou principy RCAF integrovány do funkce Network Data Analytics Function (NWDAF) pro komplexnější analýzy, ale samostatná RCAF zůstává specifikována pro určitá nasazení a rozhraní, což zajišťuje zpětnou kompatibilitu a specifické scénáře reportování přetížení. Její architektura je navržena jako škálovatelná a technologicky neutrální, podporující reportování přetížení pro LTE, NR a dokonce i pro ne-3GPP typy přístupu, pokud jsou zřízena relevantní rozhraní.

K čemu slouží

RCAF byla vytvořena, aby vyřešila kritickou mezeru mezi podmínkami zatížení v RAN a vynucováním politik v jádru sítě. Před jejím zavedením byla rozhodnutí o politikách v architektuře PCC primárně založena na profilech účastníků, tocích služebních dat a podmínkách v jádru sítě, s omezeným přehledem o přetížení na rádiovém rozhraní v reálném čase. To často vedlo k neefektivní alokaci zdrojů, kdy mohly být služby s vysokou prioritou omezeny nebo blokovány během přetížení v RAN, aniž by systém politik znal hlavní příčinu, nebo naopak politiky nemohly proaktivně zmírňovat přetížení úpravou provozu. Motivace vycházela z rostoucí poptávky po mobilních datech a potřeby sofistikovanějšího řízení provozu pro zajištění kvality uživatelského zážitku (QoE), zejména pro služby citlivé na zpoždění, jako je VoLTE nebo hry v reálném čase. Poskytnutím informace o přetížení v RAN pro PCRF/PCF získali operátoři schopnost implementovat dynamická pravidla politik reagující na zatížení sítě. Například během přetížení mohl systém politik dočasně omezit aplikace s vysokými nároky na šířku pásma a nízkou prioritou nebo upřednostnit nouzové služby, čímž optimalizoval celkové využití sítě a udržel kvalitu služeb pro kritické uživatele. To představovalo významný vývoj směrem k inteligentnějším sítím reagujícím na podmínky, a připravilo cestu pro pozdější analytické funkce v 5G.

Klíčové vlastnosti

• Monitoruje ukazatele přetížení v RAN v reálném čase, jako je zatížení buňky a využití zdrojů
• Generuje standardizované reporty o přetížení pro funkce řízení politik
• Komunikuje s PCRF v EPC přes Rx a s PCF v 5GC přes N5
• Podporuje reportování přetížení na úrovni buňky, sledovací oblasti nebo RAT
• Umožňuje dynamické úpravy politik na základě rádiových podmínek
• Usnadňuje správu QoS a směrování provozu při vysokém zatížení

Související pojmy

• PCRF – Policy and Charging Rules Function
• PCF – Positioning Calculation Function
• PCC – Performance-oriented Congestion Control
• QoS – Quality of Service
• RAN – Radio Access Network
• NWDAF – Network Data Analytics Function

Definující specifikace

• TS 23.060 (Rel-19) — GPRS Service Description Stage 2
• TS 23.203 (Rel-19) — Policy and charging control architecture
• TS 23.401 (Rel-19) — Evolved Packet System (EPS) Stage 2 Description
• TS 29.122 (Rel-19) — T8 Reference Point for Northbound APIs
• TS 29.153 (Rel-19) — Ns Reference Point Protocol between SCEF and RCAF
• TS 29.212 (Rel-19) — Gx/Gxx/Sd/St Diameter Protocol
• TS 29.213 (Rel-19) — PCC Signalling Flows and QoS Mapping
• TS 29.214 (Rel-19) — Policy and Charging Control over Rx
• TS 29.215 (Rel-19) — S9 Reference Point Stage 3 Specification
• TS 29.217 (Rel-19) — Policy and Charging Control (PCC) for Np Interface
• TS 29.219 (Rel-19) — Sy Reference Point Stage 3 Specification
• TS 29.405 (Rel-19) — Nq-AP Protocol Specification
• TS 29.810 (Rel-13) — Diameter Load Control Study
• TS 32.254 (Rel-19) — Charging for Northbound APIs
• TS 32.299 (Rel-19) — Diameter Charging Applications for 3GPP

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