3GPP (3rd Generation Partnership Project) definiert die Quality of Service (QoS)-Parameter für 5G-Netzwerke, um sicherzustellen, dass verschiedene Dienste und Anwendungen das erforderliche Leistungsniveau erhalten. Diese Parameter sind für die Verwaltung der unterschiedlichen Anforderungen von Anwendungen, die Unterstützung verschiedener Anwendungsfälle und die Bereitstellung einer hochwertigen Benutzererfahrung von entscheidender Bedeutung. Hier sind die wichtigsten Parameter von 3GPP 5G QoS:
- QoS-Klassenkennung (QCI): QCI ist ein numerischer Wert, der jedem Träger in einem 5G-Netzwerk zugewiesen wird und eine bestimmte QoS-Klasse darstellt. Es handelt sich um einen entscheidenden Parameter, der die Gesamtpriorität und die Eigenschaften des Dienstes definiert. Unterschiedliche QCIs sind mit unterschiedlichen Verzögerungs-, Zuverlässigkeits- und Durchsatzniveaus verbunden, was die Differenzierung von Diensten basierend auf ihren Anforderungen ermöglicht.
- Zuteilungs- und Aufbewahrungspriorität (ARP): ARP ist ein Parameter, der die Priorität einer Verbindung während der Ressourcenzuteilung und -aufbewahrung bestimmt. Dies ist besonders wichtig in Szenarien, in denen Netzwerkressourcen knapp sind und das Netzwerk bestimmte Verbindungen gegenüber anderen priorisieren muss. ARP-Werte reichen von 1 bis 15, wobei höhere Werte eine höhere Priorität bedeuten.
- Maximale Übertragungsverzögerung (MTD): MTD gibt die maximal akzeptable Verzögerung für einen bestimmten QoS-Fluss an. Sie wird in Millisekunden definiert und dient dazu, sicherzustellen, dass die End-to-End-Verzögerung für einen bestimmten Dienst innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt. Anwendungen mit strengen Verzögerungsanforderungen, wie z. B. Echtzeit-Kommunikationsdienste, können niedrigere MTD-Werte aufweisen.
- Maximale Burst-Größe (MBS): MBS definiert die maximale Größe eines Daten-Bursts, der in einer einzelnen Übertragung gesendet werden kann. Es hilft bei der Kontrolle von Datenverkehrsspitzen und stellt sicher, dass das Netzwerk plötzliche Spitzen bei der Datenübertragung bewältigen kann, ohne die Gesamtleistung zu beeinträchtigen.
- Minimale Paketverlustrate (PLR): PLR ist ein Parameter, der die akzeptable Paketverlustrate für einen QoS-Fluss angibt. Er stellt den maximalen Prozentsatz an Paketen dar, die während der Übertragung verloren gehen können, ohne die Qualität des Dienstes zu beeinträchtigen. Für Anwendungen, die empfindlich auf Paketverluste reagieren, wie z. B. Sprach- und Videoanrufe, gelten möglicherweise geringere PLR-Anforderungen.
- Prioritätsstufe: Die Prioritätsstufe ist ein qualitativer Parameter, der die Wichtigkeit oder Dringlichkeit eines QoS-Flusses angibt. Es ist häufig mit den QCI- und ARP-Werten verbunden, wobei Flüsse mit höherer Priorität bei der Ressourcenzuweisung bevorzugt behandelt werden. Die Prioritätsstufe ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass kritische Dienste die erforderlichen Ressourcen erhalten, insbesondere bei überlasteten Netzwerkbedingungen.
- Reflective QoS: Reflektives QoS ist ein Mechanismus, der es dem Netzwerk ermöglicht, die QoS-Einstellungen des eingehenden Datenverkehrs an den Absender zurückzuspiegeln. Dies hilft bei der Aufrechterhaltung einer konsistenten QoS über verschiedene Segmente des Netzwerks und stellt sicher, dass der Absender die auf seinen Datenverkehr angewendeten QoS-Richtlinien kennt.
- Paketverzögerungsbudget (PDB): PDB ist ein Parameter, der die maximal akzeptable End-to-End-Verzögerung für einen bestimmten Dienst angibt. Es umfasst verschiedene Komponenten wie Übertragungsverzögerung, Ausbreitungsverzögerung und Verarbeitungsverzögerung. PDB ist besonders wichtig für Anwendungen mit strengen Verzögerungsanforderungen, wie z. B. kritische IoT-Kommunikation und industrielle Automatisierung.
- QoS Flow Identifier (QFI): QFI ist eine Kennung, die jedem QoS-Flow innerhalb eines 5G-Netzwerks zugeordnet ist. Es hilft bei der eindeutigen Identifizierung und Verwaltung einzelner Flüsse und ermöglicht es dem Netzwerk, die entsprechenden QoS-Richtlinien auf jeden Fluss basierend auf seinen Merkmalen und Anforderungen anzuwenden.
- Maximale Datenrate (MDR): MDR gibt die maximal zulässige Datenrate für einen bestimmten QoS-Fluss an. Es stellt sicher, dass das Netzwerk ausreichend Ressourcen zuweist, um die Bandbreitenanforderungen des Dienstes zu erfüllen. Anwendungen, die hohe Datenraten erfordern, wie z. B. Video-Streaming oder das Herunterladen großer Dateien, können höhere MDR-Werte aufweisen.
Diese Parameter definieren gemeinsam das QoS-Framework in 3GPP-5G-Netzwerken und ermöglichen es Betreibern, Dienste basierend auf den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen und Anwendungsfälle anzupassen. Die Flexibilität und Granularität dieser Parameter ermöglichen die effiziente Verwaltung von Netzwerkressourcen und stellen sicher, dass eine Vielzahl von Diensten auf der 5G-Infrastruktur koexistieren und gedeihen können.