Fujitsu, qui a fait ses preuves dans le lancement de ses unités radio (RU) sur le marché mondial, intégrera cette technologie à son système de gestion et d'orchestration de services (SMO) compatible O-RAN, FUJITSU Network Virtuora Service Management and Orchestration. La multinationale japonaise entamera un déploiement mondial progressif de cette technologie auprès des opérateurs de réseaux mobiles à partir de novembre 2024, en s'appuyant sur son parc d'unités radio existant.


Cette application repose sur trois technologies clés :

Une technologie basée sur l'IA capable d'estimer en temps réel la qualité d'expérience (QoE) des utilisateurs de smartphones sur vos réseaux.
Une technologie qui détecte les premiers signes d'augmentation du trafic de communication et prévient proactivement la dégradation de la qualité du réseau.
Une technologie qui détecte la dégradation de la qualité du réseau et redéfinit la zone de couverture des stations de base périphériques afin de maintenir une qualité optimale.

Fujitsu a vérifié l’efficacité de ces technologies en août 2024 en utilisant des données commerciales réelles provenant d’opérateurs de réseaux mobiles (4) dans des conditions très similaires aux environnements d’exploitation réels.

Cette application garantit une connexion fluide et fiable aux utilisateurs de réseaux mobiles, aussi bien en fonctionnement normal qu'en cas d'urgence et lors des pics de trafic, améliorant ainsi leur confort, leur satisfaction et leur sécurité dans les situations critiques. Pour les opérateurs de réseaux mobiles, elle permet de réduire les coûts d'exploitation et de réaliser des économies d'énergie grâce à une optimisation du fonctionnement.


Arrière-plan

Avec l'accélération de la transformation numérique à l'échelle mondiale, l'adoption des réseaux mobiles 5G se généralise rapidement en tant que composante essentielle de l'infrastructure. Les opérateurs de réseaux mobiles devraient encore améliorer leurs capacités, notamment en matière de latence ultra-faible et de connectivité simultanée, tout en garantissant la qualité du réseau pour l'utilisateur et les applications. Par ailleurs, le domaine du réseau d'accès radio (RAN) connaît une transformation ouverte et virtualisée basée sur le concept O-RAN, ce qui devrait permettre de réduire le coût total de possession (TCO).

Les trois technologies de cette application fonctionnent dans le RIC (5) déployé au sein du SMO conforme à l'O-RAN, contribuant à l'automatisation intelligente et à l'autosuffisance du RAN.

Réalisations en matière de développement


1. Estimation de la QoE et assurance qualité en temps réel grâce à l'IA

Cette technologie évalue la qualité d'expérience (QoE) en temps réel et redirige automatiquement les utilisateurs vers d'autres zones du réseau de stations de base en cas de dégradation de la QoE. Cette innovation mondiale permet la création de modèles d'IA capables d'estimer facilement la QoE pour chaque application en sélectionnant des indicateurs clés de performance (KPI) issus de données statistiques calculées à partir de l'analyse de paquets à haut débit pour un trafic RAN de 100 Gbit/s. Cette approche offre une grande flexibilité d'adaptation à diverses applications.


En analysant précisément la qualité d'expérience (QoE) de chaque utilisateur et en allouant les ressources nécessaires, cette technologie garantit le confort et la satisfaction des utilisateurs tout en évitant la surallocation des ressources. Il en résulte une augmentation de 19 % du nombre d'utilisateurs pouvant être hébergés par station de base. (6).

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2. Activation/désactivation proactive des stations de base pour maintenir la qualité et économiser l'énergie.
Fujitsu a développé une technologie qui utilise l'IA pour anticiper l'augmentation du trafic de communication et activer de manière proactive les stations de base précédemment inactives afin d'éviter la dégradation de la qualité de la communication des utilisateurs.

Auparavant, les économies d'énergie étaient réalisées grâce à la surveillance en temps réel du trafic dans chaque zone et à la mise en veille des stations de base non essentielles. Cette technologie, une première mondiale, va plus loin en détectant les pics de fréquentation piétonne, notamment lors d'événements locaux, et en prédisant les augmentations de trafic ultérieures au niveau du réseau (7). Il a été démontré que cette technologie prédictive active avec succès les stations de base à l'avance, sans impact sur la qualité du service, dans 99,8 % des cas durant la période de vérification.


Cela permet l’activation et la désactivation précises des stations de base en fonction des conditions de trafic, permettant ainsi de maintenir la qualité d’expérience et d’économiser de l’énergie, en combinaison avec l’application d’économie d’énergie annoncée par Fujitsu en décembre 2023 (8).


3. Détection de la dégradation de la qualité de service et redéfinition des zones de maintenance.
Les technologies traditionnelles de détection de pannes monocellulaires (9) peinaient à distinguer les simples baisses de charge des pannes réelles. La nouvelle technologie de Fujitsu résout ce problème en comparant les tendances de trafic dans les cellules voisines grâce à l'IA, atteignant ainsi un taux de précision de détection des pannes supérieur à 92 %. Cette technologie prend en charge l'apprentissage supervisé avec des données de pannes limitées, ainsi que l'apprentissage non supervisé. En analysant l'impact sur le service, notamment le chevauchement des cellules, il est possible de déterminer les zones prioritaires pour la restauration.

Lorsque cette technologie de détection d'anomalies identifie des zones subissant un impact significatif sur le service, elle utilise un modèle de prédiction de propagation radio qui prend en compte l'affaiblissement du signal (10) sur le terrain, ainsi que la direction et les conditions de charge des cellules environnantes, afin de calculer l'angle d'inclinaison optimal pour ces cellules. Ceci minimise l'impact sur la qualité de service causé par des cellules défectueuses. Par conséquent, le temps de rétablissement suite à des anomalies telles qu'une panne d'équipement, qui était auparavant de 24 heures, a été réduit à moins d'une heure, minimisant ainsi les perturbations pour les utilisateurs.

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Projets futurs :
Fujitsu continuera de contribuer à une société plus sûre et plus durable en fournissant des produits O-RAN qui utilisent des technologies centrées sur l’IA pour les réseaux prenant en charge les applications et les services dans tous les secteurs.



Notes

[1] Projet piloté par NEDO : Nom du projet : Projet de recherche et développement pour des infrastructures améliorées pour les systèmes d’information et de communication post-5G (JPNP20017) (Lancé) Période : Exercices 2021-2024 Aperçu : Projet de recherche et développement pour des infrastructures améliorées pour les systèmes d’information et de communication post-5G
[2] O-RAN : O-RAN désigne un réseau d’accès radio (RAN) construit sur la base de spécifications d’interface ouvertes développées par l’Alliance O-RAN.
[3] Gestion et orchestration des services (SMO) : Dans l’architecture O-RAN, la gestion et l’orchestration des services (SMO) définissent un système qui gère l’exploitation, la maintenance et l’optimisation du RAN, ainsi que son cycle de vie.
[4] Données des opérateurs de réseaux mobiles commerciaux : Il s’agit des données collectées par les opérateurs de réseaux mobiles lors de leurs opérations. Ces données sont utilisées pour le développement de l’IA dans le cadre de ce projet de recherche et développement.
[5] RIC : Abréviation de RAN Intelligent Controller, un contrôleur qui exécute et contrôle de manière autonome les paramètres et l’optimisation opérationnelle du RAN.
[6] Augmentation de 19 % du nombre d'utilisateurs pouvant être hébergés par station de base : ce chiffre a été calculé à partir d'une comparaison des mesures de performance cellulaires et des mesures de performance basées sur la qualité d'expérience (QoE) dans l'environnement de laboratoire de Fujitsu.
[7] Grille : une grille est une portion de carte basée sur la latitude et la longitude.
[8] Application d'économie d'énergie annoncée par Fujitsu en décembre 2023 : il s'agit d'une application d'économie d'énergie qui utilise la technologie d'IA de Fujitsu pour estimer le trafic de communication en fonction de la distribution des informations de localisation des utilisateurs sur le réseau mobile. Communiqué de presse : « Fujitsu exploite la technologie d'IA pour concrétiser les économies d'énergie dans les opérations réseau. »
[9] Cellule : une cellule est la plus petite unité d'une zone de communication formée par les ondes radio émises par une station de base.
[10] Affaiblissement de propagation : l'affaiblissement de propagation désigne l'atténuation des ondes radio lorsqu'elles se propagent dans l'air ou sont bloquées par des obstacles.