[論文レビュー] Common Metrics for Analyzing, Developing and Managing Telecommunication Networks

Salman M. Al-Shehri, Pavel Loskot+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 11, 2017

Green IT and Sustainability参考文献 102被引用数 11

ひとこと要約

本稿は、通信ネットワークで一般的に使用されるメトリクスの包括的サーベイを提示し、それらをエネルギーおよびパワー、サービス品質（QoS）、体験品質（QoE）、セキュリティ、信頼性／レジリエンスのメトリクスに分類している。設計、開発、運用の各段階におけるメトリクス選定と使用の体系的アプローチを提示し、ますます複雑化するネットワークにおいて、より効果的で標準化されたメトリクスの採用を促す提言を提供している。

ABSTRACT

The metrics play increasingly fundamental role in the design, development, deployment and operation of telecommunication systems. Despite their importance, the studies of metrics are usually limited to a narrow area or a well-defined objective. Our study aims to more broadly survey the metrics that are commonly used for analyzing, developing and managing telecommunication networks in order to facilitate understanding of the current metrics landscape. The metrics are simple abstractions of systems, and they directly influence how the systems are perceived by different stakeholders. However, defining and using metrics for telecommunication systems with ever increasing complexity is a complicated matter which has not been so far systematically and comprehensively considered in the literature. The common metrics sources are identified, and how the metrics are used and selected is discussed. The most commonly used metrics for telecommunication systems are categorized and presented as energy and power metrics, quality-of-service metrics, quality-of-experience metrics, security metrics, and reliability and resilience metrics. Finally, the research directions and recommendations how the metrics can evolve, and be defined and used more effectively are outlined.

研究の動機と目的

• 通信ネットワークで使用されるメトリクスに関する体系的かつ包括的な概要の欠如に対処すること。
• パフォーマンス、エネルギー効率、セキュリティ、ユーザーエクスペリエンスなどの複数のドメインにわたる共通メトリクスを特定および分析すること。
• メトリクスがネットワーク開発および管理におけるステークホルダーの認識と意思決定にどのように影響を与えるかを明確にすること。
• 複雑で進化を続ける通信システムにおけるメトリクス選定と標準化のためのガイダンスを提供すること。
• メトリクスの定義、評価、ネットワーク運用における統合を改善するための今後の研究方向性を提示すること。

提案手法

• 学術文献、産業規格、運用実務からメトリクスの出典を体系的に同定すること。
• エネルギーおよびパワー、サービス品質（QoS）、体験品質（QoE）、セキュリティ、信頼性／レジリエンスの5つの主要なグループにメトリクスを分類すること。
• ネットワークライフサイクルの各段階（設計、開発、展開、運用）におけるメトリクスの定義、測定、適用方法の分析。
• ステークホルダー間でのシステム認識の形成とエンジニアリング意思決定のガイドラインとしてのメトリクスの役割の評価。
• 一貫性と相互運用性に重点を置いた、メトリクス選定におけるベストプラクティスと課題の統合。
• 標準化とドメイン間統合を含む、今後のメトリクス進化の提言。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 通信ネットワーク管理における異なるドメインで最も一般的に使用されるメトリクスは何か？
• RQ2 異なるメトリクスは、ネットワーク開発および運用におけるステークホルダーの認識と意思決定にどのように影響を与えるか？
• RQ3 ますます複雑化する通信システムにおけるメトリクスの定義と選定における主な課題は何か？
• RQ4 メトリクスはどのようにしてネットワークライフサイクルの各段階に標準化され、効果的に統合されるべきか？
• RQ5 通信ネットワークにおけるメトリクスの定義、使用、進化を改善するための今後の研究方向性は何か？

主な発見

• 本研究では、エネルギーおよびパワー、QoS、QoE、セキュリティ、信頼性／レジリエンスの5つの主要なメトリクスカテゴリーを同定し、それぞれが固有の用途と測定アプローチを持つことが明らかになった。
• メトリクスは、ネットワークの認識と管理の仕方を顕著に左右し、設計選択や運用戦略に影響を与える。
• 広範な使用にもかかわらず、組織やドメインごとにメトリクスの選定と定義が一貫していないことが問題となっており、システム目標の不一致を引き起こすおそれがある。
• 本稿は、ネットワークライフサイクル全体にわたるメトリクス統合の包括的フレームワークの欠如を指摘し、標準化された手法の必要性を示唆している。
• ネットワークの複雑化に応じたメトリクス標準化、ドメイン間の一貫性、長期的進化の改善のための提言がなされている。
• 本サーベイは、5GやIoTネットワークなどの新興分野において、今後のメトリクス調和作業の基盤を確立している。