Aprendizagem do sistema 5G - Sobrecarga do sistema (Stop)

Em redes de comunicação móvel, "sobrecarga do sistema" ocorre quando o tráfego excessivo de serviços ou muitos dispositivos tentam se conectar simultaneamente, sobrecarregando os recursos da rede, levando a congestionamento, velocidades lentas ou falhas de conexão. Mecanismos de proteção do sistema são ativados para lidar com essas sobrecargas. Estratégias específicas incluem as operadoras de rede liberando mais espectro licenciado, alocando recursos por meio de fatiamento de rede, implementando limitação dentro das unidades funcionais da rede central e habilitando mecanismos como temporizadores de retrocesso e mensagens de sobrecarga para controlar e gerenciar efetivamente o volume de usuários.

1. Ativação de Sobrecarga: Em uma rede 5G (NR), a Função de Gerenciamento de Acesso e Mobilidade (AMF) envia uma mensagem de "Ativação de Sobrecarga" para outros elementos de rede relevantes (como gNBs) com base em seus limites de capacidade de processamento (configuração), indicando uma condição de sobrecarga. Isso aciona medidas de controle de congestionamento (como rejeitar solicitações de conexão de alguns equipamentos de usuário (UEs)) para proteger a rede contra falhas. Ativação de Sobrecarga envolve o envio pela AMF de uma mensagem NGAP Overload Activation para o nó NG-RAN (Radio Access Network), solicitando que ele limite certos tipos de tráfego e redirecione ou rejeite solicitações para manter a estabilidade da rede durante períodos de alta demanda.

1.1 O Controle de Sobrecarga Envolve

• Detecção de Congestionamento: A AMF ou outros elementos de rede, como a Função do Plano do Usuário (UPF), monitoram a carga da rede e identificam quando os limites de congestionamento predefinidos são excedidos.
• Mensagem de Controle de Sobrecarga: Ao detectar uma sobrecarga, a AMF envia uma mensagem NGAP Overload Control para o nó NG-RAN conectado.
• Ações de Controle de Congestionamento: Ao receber a mensagem, o nó NG-RAN inicia ações de controle para gerenciar a sobrecarga. Essas ações incluem:
• Rejeitando Certas Conexões: O NG-RAN pode rejeitar solicitações de conexão de equipamentos de usuário (UE) para serviços não emergenciais ou de alta prioridade.
• Limitando a Sinalização de Uplink: O NG-RAN pode limitar a transmissão de sinalização NAS (Non-Access Stratum) de uplink para a AMF, reduzindo ainda mais a carga na rede central.
• Limitação de Tráfego: A rede pode limitar ou reduzir a quantidade de tráfego que lida para evitar falhas no sistema.

1.2 O Controle de Sobrecarga tem três objetivos:

• Manutenção da Estabilidade da Rede: O objetivo principal é evitar a falha completa da rede durante períodos de tráfego extremo ou picos de carga inesperados.
• Garantindo a Continuidade do Serviço: Ao gerenciar a carga, a rede pode continuar a fornecer serviços essenciais, mesmo que serviços menos críticos sejam temporariamente limitados.
• Protegendo Recursos: O controle de sobrecarga protege recursos como largura de banda UDM e outras funções críticas da rede de serem sobrecarregados por sinalização excessiva do plano de controle.

2. o procedimento de Parada de Sobrecarga sinaliza ao nó NG-RAN ao qual a AMF está conectada que a situação de sobrecarga terminou e que as operações normais devem ser retomadas. O procedimento de Parada de Sobrecarga usa sinalização não associada ao UE. Uma operação de Parada de Sobrecarga bem-sucedida é mostrada na Figura 8.7.8.2-1 abaixo, onde:

Um nó NG-RAN que recebe a mensagem "OVERLOAD STOP" deve assumir que a situação de sobrecarga para a AMF receptora terminou e deve retomar as operações normais para o tráfego aplicável à AMF.