Was ist ein PDP Context in 5G?
Der Packet Data Protocol (PDP) Context ist ein essenzielles Konzept in Mobilfunknetzen, das die Verbindung eines Mobilgeräts mit dem Datennetz ermöglicht. In früheren Mobilfunkgenerationen wie 2G, 3G und 4G wurde der PDP Context genutzt, um eine logische Verbindung zwischen dem Mobilgerät und dem Packet-Switched-Core-Netzwerk herzustellen. In 5G wird das Konzept des PDP Contexts durch die Session Management Function (SMF) und den Protocol Data Unit (PDU) Session ersetzt, die eine ähnliche Funktion erfüllen, jedoch mit erweiterten Funktionen für die neuen Anforderungen von 5G.
Grundlagen des PDP Contexts
Definition und Zweck
- Der PDP Context definiert die Parameter für die Datenübertragung zwischen einem User Equipment (UE) und dem Packet Core Network.
- Er enthält Informationen wie die zugewiesene IP-Adresse, den QoS-Level (Quality of Service) und das verwendete Datenprotokoll.
- In früheren Mobilfunknetzen war der PDP Context die Grundlage für die APN-Verbindung (Access Point Name), die den Zugang zu bestimmten Netzwerken ermöglicht.
PDP Context in früheren Netzwerken
- In 2G (GPRS) und 3G (UMTS) wurde der PDP Context genutzt, um eine Verbindung mit dem Packet-Switched-Datennetz herzustellen.
- In 4G (LTE) wurde das Konzept weiterentwickelt und als EPS Bearer bezeichnet, wobei eine Verbindung zum Evolved Packet Core (EPC) genutzt wurde.
PDP Context und PDU Session in 5G
Unterschied zwischen PDP Context und PDU Session
- Während in 4G der PDP Context als EPS Bearer umgesetzt wurde, wird in 5G das Konzept der PDU Session eingeführt.
- Die PDU Session in 5G erfüllt eine ähnliche Funktion wie der PDP Context, unterstützt jedoch neue Technologien wie Network Slicing und Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC).
- Die Session Management Function (SMF) übernimmt die Verwaltung der PDU Sessions in 5G.
Struktur einer PDU Session
| Parameter | Bedeutung |
|---|---|
| PDU Session ID | Eindeutige Identifikation der PDU Session für ein bestimmtes Gerät |
| Data Network Name (DNN) | Äquivalent zum Access Point Name (APN) in früheren Netzwerken |
| Session Type | Unterstützte Protokolle wie IPv4, IPv6 oder Ethernet |
| QoS Profile | Quality of Service Parameter, die die Datenpriorisierung festlegen |
PDP Context und QoS (Quality of Service)
Rolle der QoS-Parameter
- Jeder PDP Context oder PDU Session enthält spezifische QoS-Parameter, um die Datenpriorisierung festzulegen.
- Wichtige QoS-Parameter sind:
- Guaranteed Bit Rate (GBR): Mindestbandbreite für latenzsensitive Anwendungen.
- Non-GBR: Beste-Effort-Datenübertragung ohne garantierte Bandbreite.
- 5G QoS Identifier (5QI): Standardisierte QoS-Klassen für verschiedene Anwendungen.
QoS-Mechanismen in 5G
- 5G unterstützt QoS Flows, die eine feinere Steuerung der Netzwerkauslastung ermöglichen.
- Die QoS Flows in 5G sind effizienter als die EPS Bearer in 4G, da sie weniger Signalisierung benötigen.
Aufbau einer PDU Session in 5G
Initialisierung der PDU Session
- Wenn ein Gerät sich mit dem 5G-Netzwerk verbindet, sendet es eine PDU Session Establishment Request an die SMF.
- Das Netzwerk weist eine PDU Session ID zu und wählt die entsprechenden QoS-Parameter.
Verwaltung und Handovers
- Wenn ein Gerät sich zwischen verschiedenen gNodeBs bewegt, wird die PDU Session entsprechend angepasst.
- Das 5G-Netzwerk optimiert die QoS in Echtzeit, um eine unterbrechungsfreie Datenübertragung sicherzustellen.
Vergleich: PDP Context in 4G vs. PDU Session in 5G
| Eigenschaft | 4G (EPS Bearer / PDP Context) | 5G (PDU Session) |
|---|---|---|
| Verwaltung | Vom MME und PGW/SGW gesteuert | Von der SMF im 5G Core verwaltet |
| Protokollunterstützung | IPv4, IPv6 | IPv4, IPv6, Ethernet |
| QoS-Mechanismus | EPS Bearer mit festen QoS-Klassen | QoS Flows mit flexibler Priorisierung |
| Flexibilität | Statische QoS-Zuweisung | Unterstützt Network Slicing und dynamische QoS-Optimierung |
Der PDP Context war eine zentrale Komponente in früheren Mobilfunkgenerationen, die den Datenaustausch zwischen Mobilgeräten und Netzwerken ermöglichte. In 5G wurde dieses Konzept durch die PDU Session ersetzt, die eine flexiblere und effizientere Verwaltung der Netzressourcen erlaubt. Durch die Einführung von QoS Flows und Network Slicing kann 5G differenzierte Netzwerkdienste für verschiedene Anwendungen bieten, von extrem niedriger Latenz (URLLC) bis hin zu massiver IoT-Konnektivität (mMTC).