[论文解读] 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 11

一句话总结

本文全面综述了电信网络中常用指标，将其分类为能量与功率、服务质量（QoS）、用户体验质量（QoE）、安全性和可靠性/弹性指标。该研究系统化地梳理了在设计、开发和运维各阶段的指标选择与使用方法，为在日益复杂的网络中更有效、更标准化地采用指标提供了建议。

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.

研究动机与目标

• 解决电信网络中所用指标缺乏系统性与全面性概述的问题。
• 识别并分析性能、能效、安全性及用户体验等多个领域中的常见指标。
• 阐明指标如何影响利益相关者对网络发展与管理的感知与决策。
• 为复杂且不断演进的电信系统提供指标选择与标准化的指导。
• 提出未来研究方向，以改进指标的定义、评估与在网络运维中的整合。

提出的方法

• 从学术文献、行业标准和实际运维实践系统识别指标来源。
• 将指标归类为五大核心类别：能量与功率、服务质量（QoS）、用户体验质量（QoE）、安全性及可靠性/弹性。
• 分析指标在网络生命周期各阶段（设计、开发、部署与运维）的定义、测量与应用方式。
• 评估指标在塑造系统感知及指导各利益相关方工程决策中的作用。
• 综合分析指标选择中的最佳实践与挑战，特别强调一致性与互操作性。
• 提出未来指标演进的建议，包括标准化与跨领域整合。

实验结果

研究问题

• RQ1 在电信网络管理的不同领域中，最常用的指标有哪些？
• RQ2 不同指标如何影响网络开发与运维中利益相关者的感知与决策？
• RQ3 在日益复杂的电信系统中，定义与选择指标面临哪些关键挑战？
• RQ4 如何实现指标在全生命周期各阶段的有效标准化与整合？
• RQ5 未来哪些研究方向可改善电信网络中指标的定义、使用与演进？

主要发现

• 研究识别出五大主要指标类别：能量与功率、QoS、QoE、安全性及可靠性/弹性，各类别具有不同的应用场景与测量方法。
• 指标显著影响网络的感知与管理方式，进而影响设计选择与运管策略。
• 尽管指标被广泛使用，但其定义与选择在不同组织与领域间仍不一致，可能导致系统目标的错配。
• 本文指出，目前缺乏覆盖网络全生命周期的指标整合综合框架，凸显了建立标准化方法的迫切需求。
• 提出了改进指标标准化、跨领域一致性及长期演进的建议，以应对网络复杂性挑战。
• 本综述为未来指标统一化工作奠定了基础，尤其在5G和物联网等新兴领域更具意义。