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Quality of Service

Die Servicequalität in einem 5G-Netzwerk wird durch QoS-Datenströme bestimmt. Ein QoS-Flow stellt die feinste Granularität der QoS-Differenzierung in der PDU-Sitzung (Protocol Data Unit) dar. Jeder QoS-Fluss wird durch eine eindeutige Kennung, die als QoS Flow Identifier (QFI) bezeichnet wird, und durch QoS-Parameter, die die Merkmale des Paketflusses beschreiben, identifiziert. Die Sitzungsverwaltungsfunktion (Session Management Function, SMF), die die QoS steuert und QoS-Merkmale an die Funktion der Benutzerebene (UPF) und die Access Gateway Function (AGF) übergibt, wenn die PDU-Sitzung eingerichtet wird. Der UPF erzwingt die QoS-Flows für eine bestimmte PDU-Sitzung, und die AGF verwaltet das Aggregat aller QoS-Flows, die an das Residential Gateway (RG) gehen.

Der 5G-Core (5GC) unterstützt bis zu 64 QFIs für eine einzelne PDU-Sitzung. Zu den QoS-Flow-Parametern gehört die 5G-QoS-Kennung (5QI). 5QI wird den klar definierten QoS-Merkmalen zugeordnet, wie z. B. Prioritätsstufe, Mittelungsfenster, maximales Datenburst-Volumen usw. Die 3GPP-Spezifikation 23.501 definiert, wie die standardmäßigen 5QI-Werte den Zuordnungen von QoS-Merkmalen zugeordnet werden.

Der UPF identifiziert die QoS-Flüsse, indem er ein QFI sendet, aber der AGF verwendet QFI nicht zur Klassifizierung der Pakete. Die AGF klassifiziert den Datenverkehr mithilfe des Differentiated Services Code Point (DSCP) im GPRS Tunneling Protocol (GTP)-Header, den der UPF über die N3-Schnittstelle sendet. Das SMF sendet die Transport Level Marking (TLM) an den UPF. Der UPF verwendet das TLM, um den GTP-Header in den ausgehenden N3-Paketen an die AGF zu markieren. Nach der Klassifizierung der Pakete (mithilfe von DSCP) verwendet die AGF die standardmäßige CoS-Klassifizierungskonfiguration (Class of Service) von Junos, um den Datenverkehr zu klassifizieren und zu gestalten.

Die BBF-Standards legen fest, dass Betreiber, die die CoS-Parameter pro Teilnehmer pro Haushalt verwenden, die Router Gateway Level Wireline Access Characteristics (RG-LWAC) verwenden sollten, um die CoS-Grenzwerte und den Serviceumfang für den angegebenen Teilnehmer oder eine Gruppe von Abonnenten auf einem Router zu definieren. Um die QoS-Eigenschaften von Legacy-Zugangsnetzwerken zu konfigurieren, verwendet die AGF die RG-LWAC-Informationen aus dem 5GC, um CoS-Warteschlangenformung, Firewall-Filter und Policer festzulegen. Die AGF nutzt das vorhandene Shaping, die Policer und die Firewall-Filter von Junos OS. Die AGF verwendet die vorhandenen Rewrite-Regeln, um den PCP- oder DSCP-Wert im Paket-Header festzulegen, der an das Zugriffsnetzwerk gesendet wird.

Bei Downstream-Datenverkehr legt der UPF den DSCP-Wert basierend auf der Paketpriorität fest, die vom 5GC festgelegt wurde, und sendet ihn an die AGF. Die AGF nutzt hierarchische Policer, um den nachgelagerten Verkehr zu gestalten. Zu dieser Aufgabe führt die AGF Folgendes aus:

  • Ordnet den äußeren DSCP-Wert einer Weiterleitungsklasse zu.

  • Weist die Weiterleitungsklasse einer Ausgabewarteschlange zu.

  • Weist dem Scheduler die Weiterleitungsklasse basierend auf der Priorität der Weiterleitungsklassen zu.

  • Wendet den RG-LWAC oder die lokale Konfiguration an, um den Datenverkehr zu klassifizieren und den PCP- oder DSCP-Wert bei Bedarf neu zu schreiben.

Weitere Informationen zu CoS finden Sie unter CoS für den Abonnentenzugriff – Übersicht.