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Systemarchitektur der Zukunft

12. Juni 2009, 10:39 Uhr |

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Service/Fazit

Quality of Service

Echte Ende-zu-Ende-QoS-Garantien sind bisher im Mobilfunk kaum realisiert. Obwohl die IMS-Architektur vor allem deshalb implementiert wurde, um QoS-Garantien auch mit dem externen Datennetz auszuhandeln, gibt es Schwierigkeiten, die relativ große Anzahl der vorhandenen QoS-Parameter umzusetzen und zwischen den Netzen zu synchronisieren. QoS ist sehr stark mit dem Begriff des Nutzdatenstroms (traffic flow) verbunden. Dieser Nutzdatenstrom wird bei LTE nun EPS-Bearer genannt und steht synonym für den PDPContext bei 2G/3G.

Der EPS-Bearer wird zwischen dem Endgerät und dem PDN-Gateway aufgebaut (siehe Bild 4). Festgelegt werden sowohl die IP-Adressen als auch die logischen Ports für die beiden Endpunkte des EPS-Bearer. Damit ist die Anwendung eindeutig beschrieben. Jeder Anwendung können nun folgende EPS-Bearer-Parameter zugewiesen werden (siehe Quellenverzeichnis 1) ):

■ Allocation Retention Priority (ARP) wird beim Aufbau eines EPS-Bearer beziehungsweise beim Handover verwendet; gibt die Priorität des Bearer an; wichtig zum Beispiel im Überlastfall für Lastabwurf.

■ Guaranteed Bit Rate (GBR) die garantierte Datenrate wird nur bei EPS-Bearer verwendet, die QoS-Garantien benötigen; zum Beispiel Voice oder Live Video.

■ Maximum Bit Rate (MBR) höhere Datenraten als die MBR können sanktioniert werden.

■QoS Class Identifier (QCI) steht als Referenz für die QoS-Parameter des Zugangsnetzes zwischen Endgerät und eNode B. Hier werden der Bearer Type, L2 Packet Delay Budget (L2PDB), L2 Packet Loss Ratio (L2PLR) angegeben, sprich die maximal erlaubten Parameter zu Verzögerung und Datenverlust sowie die Qualität der Übertragung (zum Beispiel Echtzeit oder Nicht-Echtzeit) spezifiziert.

Zusätzlich wird am Endgerät für alle Non- Guaranteed Services die Aggregate Maximum Bit Rate (AMBR) zugewiesen. Wird diese Bandbreite überschritten, kann das Core-Netz darauf reagieren und zum Beispiel Pakete verwerfen. Die konkrete Mindestanforderung an das EPS ist es, mindestens acht (davon vier echtzeitfähige) parallele QoSLevels zu unterstützen und diese entsprechend unterschiedlich zu parametrisieren (siehe Quellenverzeichnis 2) ).

Der erste Bearer, der aufgebaut wird sobald sich das Endgerät mit dem PDN-Netzwerk verbindet, ist zunächst immer ein Non- GBR-Bearer. Für den Aufbau weiterer Bearer werden vom Endgerät die gewünschten QoSAttribute mitgeschickt. Diese werden von der MME überprüft. Das Teilnehmerprofil hat sich das MME zuvor bei der Anmeldung des UE im Netz geholt, um die Rechte des Teilnehmers prüfen zu können. Falls nicht genügend Ressourcen zur Verfügung stehen, kann dies mitsamt einer möglichen Bandbreite dem Endgerät mitgeteilt werden.

Genauso gut kann es notwendig sein, dass bestimmte QoS-Garantien von der Netzwerkseite her initiiert werden. In diesem Fall müssen die QoS-Attribute von der eNode B in die notwendigen Parameter zur Radio Ressource Allocation, Scheduling Priority et cetera übersetzt werden.

Fazit

SAE stellt keine komplett neue Core-Netz- Strategie dar, sondern ist eine logische Fortentwicklung – Evolution – des Ansatzes, der schon mit GPRS begonnen wurde. Das Ergebnis von SAE – nämlich EPC – basiert darauf, alle Dienste über eine einheitliche IP-Core- Netz-Architektur abzubilden und damit das mit LTE eingeführte paketorientierte Radionetz konsequent ins Core-Netz zu verlängern. Dienstgüte-Aspekte werden in diesem Zusammenhang immer wichtiger und müssen Ende-zu-Ende abgebildet werden. Dies kann mit EPC im Interworking mit IMS Realität werden. Die Relevanz von LTE und SAE lässt sich auch daran ermessen, dass die großen Mobilfunkprovider in Deutschland bereits dieses Jahr mit Feldversuchen beginnen werden. Ein kommerzieller Einsatz ist dann für das Jahr 2010 vorgesehen. (AW)