W sieciach bezprzewodowych 5G przepływ QoS (Quality of Service) odnosi się do logicznego kanału komunikacyjnego ustanowionego w celu zapewnienia określonego poziomu jakości usług dla danych użytkownika. QoS odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu, że różnorodne usługi i aplikacje, każda z unikalnymi wymaganiami, mogą współistnieć w tej samej sieci, zapewniając zróżnicowane traktowanie w zależności od charakteru ruchu.
Kluczowe aspekty przepływu QoS w 5G obejmują:
- Definicja przepływu QoS:
- Przepływ QoS definiuje się jako logiczny przepływ danych użytkownika z określonymi wymaganiami QoS, obejmującymi atrybuty takie jak szybkość transmisji danych, opóźnienie, niezawodność i priorytet. Reprezentuje kanał komunikacji powiązany z konkretną usługą lub aplikacją.
- Zróżnicowanie usług:
-
Przepływy
- QoS umożliwiają różnicowanie usług w sieci w oparciu o ich indywidualne wymagania. Różne aplikacje, takie jak ulepszona mobilna łączność szerokopasmowa (eMBB), komunikacja typu masowa maszyna (mMTC) i niezwykle niezawodna komunikacja o niskim opóźnieniu (URLLC), mogą mieć różne potrzeby w zakresie QoS.
- Parametry QoS:
-
Parametry przepływu
- QoS obejmują:
- Data Rate: Określa szybkość transmisji danych, zapewniając aplikacjom uzyskanie niezbędnej przepustowości.
- Latency: Definiuje maksymalne dopuszczalne opóźnienie transmisji danych, krytyczne dla aplikacji czasu rzeczywistego.
- Niezawodność: Zapewnia utrzymanie wymaganego poziomu integralności danych i korekcji błędów.
- Priorytet: Przypisuje poziom priorytetu do przepływu QoS, wpływając na jego traktowanie w przypadku przeciążenia lub rywalizacji o zasoby.
- QoS obejmują:
- Alokacja zasobów:
- Ustanowienie przepływu QoS obejmuje alokację zasobów sieciowych, takich jak widmo radiowe, w celu spełnienia określonych wymagań przepływu. Przydział zasobów jest dynamiczny i może się zmieniać w zależności od warunków sieciowych i ogólnego obciążenia ruchem.
- Identyfikatory klasy QoS (QCI):
-
Identyfikatory klasy
- QoS (QCI) służą do kategoryzowania przepływów QoS na predefiniowane klasy. Każdy QCI odpowiada określonemu zestawowi parametrów QoS. Na przykład QCI związany ze strumieniowym przesyłaniem wideo może nadawać priorytet wysokim szybkościom transmisji danych i umiarkowanym opóźnieniom.
- Zakład na okaziciela:
-
Przepływy
- QoS są często powiązane z nośnikami, które reprezentują kompleksowe kanały komunikacji. Ustanowienie nośnika obejmuje sygnalizację pomiędzy sprzętem użytkownika (UE) a siecią rdzeniową w celu zdefiniowania parametrów QoS i przydzielenia zasobów.
- Dynamiczna adaptacja QoS:
-
Przepływy
- QoS mogą dynamicznie dostosowywać się do zmieniających się warunków sieciowych. Na przykład w okresach przeciążenia parametry QoS można dostosować, aby utrzymać akceptowalną jakość usług.
- Kontrola zasad i pobieranie opłat (PCC):
-
Zarządzanie przepływem
- QoS jest często zintegrowane z systemami kontroli zasad i opłat (PCC). PCC umożliwia egzekwowanie zasad QoS, w tym priorytetyzację ruchu i alokację zasobów w oparciu o plany usług i profile abonentów.
- Kompleksowa jakość usług QoS:
- Przepływy QoS mają na celu zapewnienie kompleksowej jakości usług QoS, zapewniając stałą jakość usług od sprzętu użytkownika poprzez radiową sieć dostępową (RAN) i sieć szkieletową do miejsca docelowego.
- Podział sieci:
- W 5G koncepcja podziału sieci wykorzystywana jest do tworzenia sieci wirtualnych dostosowanych do konkretnych usług. Przepływy QoS odgrywają kluczową rolę w segmentach sieci, zapewniając, że każdy segment spełnia wymagania QoS powiązanych z nim usług.
- Scenariusze zastosowań:
-
Przepływy
- QoS są wykorzystywane w różnych scenariuszach zastosowań:
- eMBB (ulepszona mobilna łączność szerokopasmowa): Zapewnia wysokie szybkości transmisji danych dla aplikacji takich jak strumieniowe przesyłanie wideo w wysokiej rozdzielczości.
- mMTC (Massive Machine-Type Communication): Obsługuje ogromne wymagania dotyczące łączności urządzeń IoT.
- URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication): Priorytetem są małe opóźnienia i wysoka niezawodność w zastosowaniach krytycznych, takich jak automatyka przemysłowa i pojazdy autonomiczne.
- QoS są wykorzystywane w różnych scenariuszach zastosowań:
- Współpraca z sieciami IP:
- Przepływy QoS w sieciach 5G współpracują z sieciami IP, w których można zastosować mechanizmy usług zróżnicowanych (DiffServ) i jawnego powiadamiania o przeciążeniach (ECN) w celu utrzymania jakości usług w segmentach opartych na protokole IP.
- Pomiary i monitorowanie:
-
Wydajność przepływu
- QoS jest stale mierzona i monitorowana. Operatorzy sieci korzystają z kluczowych wskaźników wydajności (KPI) w celu oceny jakości usług dostarczanej różnym usługom i wprowadzania niezbędnych korekt.
Podsumowując, przepływy QoS w 5G to logiczne kanały komunikacji utworzone w celu spełnienia określonych wymagań QoS dla danych użytkownika. Umożliwiają różnicowanie usług, zapewniając zróżnicowanym aplikacjom odpowiedni poziom jakości usług i odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu płynnej i zoptymalizowanej komunikacji w sieci 5G.