In draadloze 5G-netwerken verwijst QoS-stroom (Quality of Service) naar een logisch communicatiekanaal dat is opgezet om een specifiek niveau van servicekwaliteit voor gebruikersgegevens te leveren. QoS speelt een cruciale rol bij het garanderen dat diverse diensten en toepassingen, elk met unieke vereisten, naast elkaar kunnen bestaan op hetzelfde netwerk, waardoor een gedifferentieerde behandeling wordt geboden op basis van de aard van het verkeer.
De belangrijkste aspecten van de QoS-stroom in 5G zijn onder meer:
- Definitie van QoS-stroom:
- Een QoS-stroom wordt gedefinieerd als een logische stroom gebruikersgegevens met specifieke QoS-vereisten, die kenmerken omvatten zoals gegevenssnelheid, latentie, betrouwbaarheid en prioriteit. Het vertegenwoordigt een communicatiekanaal dat is gekoppeld aan een bepaalde dienst of applicatie.
- Servicedifferentiatie:
- QoS-stromen maken de differentiatie van diensten op het netwerk mogelijk op basis van hun individuele vereisten. Verschillende toepassingen, zoals verbeterde mobiele breedband (eMBB), massieve machine-type communicatie (mMTC) en ultra-betrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC), kunnen verschillende QoS-behoeften hebben.
- QoS-parameters:
- QoS-stroomparameters omvatten:
- Datasnelheid: Specificeert de snelheid waarmee gegevens worden verzonden, zodat toepassingen de benodigde bandbreedte ontvangen.
- Latency: Definieert de maximaal toegestane vertraging voor gegevensoverdracht, cruciaal voor realtime toepassingen.
- Betrouwbaarheid: Zorgt ervoor dat het vereiste niveau van gegevensintegriteit en foutcorrectie behouden blijft.
- Prioriteit: Wijst een prioriteitsniveau toe aan de QoS-stroom, waardoor de behandeling ervan wordt beïnvloed tijdens opstoppingen of conflicten met hulpbronnen.
- QoS-stroomparameters omvatten:
- Toewijzing van middelen:
- Het opzetten van een QoS-stroom omvat de toewijzing van netwerkbronnen, zoals radiospectrum, om aan de specifieke vereisten van de stroom te voldoen. De toewijzing van bronnen is dynamisch en kan veranderen op basis van de netwerkomstandigheden en de algehele verkeersbelasting.
- QoS-klasse-identificatoren (QCI):
- QoS Class Identifiers (QCI’s) worden gebruikt om QoS-stromen in vooraf gedefinieerde klassen te categoriseren. Elke QCI komt overeen met een specifieke set QoS-parameters. Een QCI die verband houdt met videostreaming kan bijvoorbeeld prioriteit geven aan hoge datasnelheden en een gematigde latentie.
- Bearer vestiging:
- QoS-stromen worden vaak geassocieerd met dragers, die end-to-end-communicatiekanalen vertegenwoordigen. Het opzetten van een drager omvat signalering tussen de gebruikersapparatuur (UE) en het kernnetwerk om de QoS-parameters te definiëren en bronnen toe te wijzen.
- Dynamische QoS-aanpassing:
- QoS-stromen kunnen zich dynamisch aanpassen op basis van veranderende netwerkomstandigheden. Tijdens perioden van congestie kunnen de QoS-parameters bijvoorbeeld worden aangepast om een aanvaardbare servicekwaliteit te behouden.
- Beleidscontrole en doorberekening (PCC):
- QoS-stroombeheer wordt vaak geïntegreerd met Policy Control and Charging (PCC)-systemen. PCC maakt de handhaving van QoS-beleid mogelijk, inclusief verkeersprioritering en toewijzing van middelen op basis van serviceplannen en abonneeprofielen.
- Einde-tot-eind QoS:
- QoS-stromen zijn ontworpen om end-to-end QoS te bieden, waardoor een consistente servicekwaliteit wordt gegarandeerd vanaf de gebruikersapparatuur via het radiotoegangsnetwerk (RAN) en het kernnetwerk naar de bestemming.
- Netwerk segmenteren:
- In 5G wordt het concept van netwerkslicing gebruikt om virtuele netwerken te creëren die zijn afgestemd op specifieke diensten. QoS-stromen spelen een cruciale rol binnen netwerksegmenten en zorgen ervoor dat elk segment voldoet aan de QoS-vereisten van de bijbehorende services.
- Toepassingsscenario’s:
- QoS-stromen worden gebruikt in verschillende toepassingsscenario’s:
- eMBB (Enhanced Mobile Broadband): Zorgt voor hoge datasnelheden voor toepassingen zoals high-definition videostreaming.
- mMTC (Massive Machine-Type Communication): Behandelt de enorme connectiviteitsvereisten van IoT-apparaten.
- URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication): Geeft prioriteit aan lage latentie en hoge betrouwbaarheid voor kritieke toepassingen zoals industriële automatisering en autonome voertuigen.
- QoS-stromen worden gebruikt in verschillende toepassingsscenario’s:
- Interactie met IP-netwerken:
- QoS-stromen in 5G-netwerken werken samen met IP-netwerken, waar Differentiated Services (DiffServ) en Explicit Congestion Notification (ECN)-mechanismen kunnen worden gebruikt om de QoS in IP-gebaseerde segmenten te behouden.
- Meting en monitoring:
- QoS-stroomprestaties worden continu gemeten en gemonitord. Netwerkexploitanten gebruiken Key Performance Indicators (KPI’s) om de QoS die aan verschillende diensten wordt geleverd te beoordelen en indien nodig aanpassingen aan te brengen.
Samenvattend zijn QoS-stromen in 5G logische communicatiekanalen die zijn opgezet om te voldoen aan specifieke QoS-vereisten voor gebruikersgegevens. Ze maken de differentiatie van diensten mogelijk, zorgen ervoor dat diverse applicaties het juiste servicekwaliteitsniveau krijgen en spelen een cruciale rol bij het leveren van een naadloze en geoptimaliseerde communicatie-ervaring over het 5G-netwerk.