Kommunikationsmesstechnik

Geräteprüfung bei 5G Network Slicing

8. Juli 2022, 16:00 Uhr | Nicole Wörner
Schmuckbild 5G Themenwoche
© metamorworks/stock.adobe.com / WEKA Fachmedien

Um die Dienstqualität – und damit das Nutzererlebnis – im Umfeld von 5G zu verbessern, setzen Betreiber auf das so genannte Network Slicing. Doch was ist das eigentlich? Was ist zu beachten? Und welche Messtechnik ist hier sinnvoll? Antworten darauf geben die Experten von Anritsu.

Von Jonathan Borrill, Head of Global Market Technology, Anritsu

5G-Netze eröffnen neue Möglichkeiten für vertikale Branchen wie Smart Factory, Medizintechnik und Automobilbau, in denen drahtlose Konnektivität wichtige Verbesserungen bieten kann. Diese Branchen haben jedoch alle sehr spezifische Leistungsanforderungen, die mit garantierter Qualität über eine Best-Effort-Basis hinaus erfüllt werden müssen. Zu diesem Zweck sieht 5G das Network-Slicing vor, bei dem ein Betreiber spezielle virtuelle Netze für bestimmte Nutzer einrichten kann, wobei die Leistung eines Netz-Slice von der Leistung eines anderen Slices entkoppelt ist. Dadurch erleiden Nutzer, die in einem dedizierten Netzwerk-Slice arbeiten, keine Verschlechterung der Dienstqualität durch Nutzer in anderen Slices des Netzwerks.

Network-Slicing lässt sich manchmal mit Quality of Service (QoS) vergleichen, wenn man analysiert, wie ein Kommunikationsnetz den Nutzern eine andere Dienstqualität bieten könnte, und QoS verwendet die 5QI-Definition im 3GPP (TS23.501 Abschnitt 5.7). Die 3GPP-Spezifikationen enthalten Dienstbeispiele, aber keine Definition für die Zuordnung von Diensten zu QoS/5QI-Werten.

Network-Slicing berücksichtigt sowohl die 5QI als auch die eigentlichen Dienste. So sind z. B. bei einem nicht-konversationellen Videodatenstrom ein 2K-Videostream oder ein 8K-Videostream zwei unterschiedliche Dienste. Trotz des gleichen 5QI-Werts für beide Streams unterscheiden sich die beiden „Dienste“ erheblich voneinander, und die zum Erreichen der gewünschten Qualität nötigen Netzwerkkapazitäten und -Ressourcen sind sehr unterschiedlich. Die Netzqualität auf der Grundlage von 5QI und Network-Slicing bieten beide eine Differenzierung der Nutzererfahrung, Network-Slicing konzentriert sich jedoch mehr auf die Differenzierung der Dienstebene.

Anritsu
© Anritsu

Die wichtigsten Parameter für 5G Network-Slicing

5G-Endgeräte sollen mehrere Netzwerkanwendungen unterstützen, und diese Netzwerkanwendungen (NetApp) nutzen die 5G-Netzwerkslices. Aus Sicht der Netapp sind 5G-Endgeräte zuständig für die Verwaltung von Slice-Konfigurationsinformationen, die Auswahl von Netzwerk-Slices für die NetApp, das Anstoßen der Einrichtung von 5G-Netzwerk-Slices und die Aufrechterhaltung von PDU-Sitzungen während Mobilität und Roaming. Aus Sicht des 5G-Netzes unterstützen 5G-Endgeräte das Netz bei der Auswahl von Netzressourcen zur Bereitstellung von End-to-End-Diensten über das 5G-Netz.

S-NSSAI (Specific - Network Slice Selection Assistance Information) dient zum Identifizieren eines bestimmten 5G-Netz-Slices und entspricht den für diesen bestimmten Slice verwendeten Netzressourcen. Mehrere S-NSSAIs bilden eine Gruppe namens NSSAI. Die Netzwerk-Teilnehmerdatenbank enthält auch eine Liste von S-NSSAIs, die der Nutzer abonniert hat; solche S-NSSAIs bezeichnet man als Subscribed S-NSSAIs. Die URSP (UE Route Selection Policy – User Equipment (Synomym für Endgerät) Selection Policy) ist in den 3GPP-Standards definiert und beschreibt die Beziehung zwischen Traffic Flows und dem entsprechenden Routing. Jede Regel besteht aus einem Traffic Descriptor und einem Route Selection Descriptor. Sie beschreiben die S-NSSAI und die damit verbundenen Routenmerkmale, die der Traffic Flow Beschreibung entsprechen.

Die wichtigsten Traffic Descriptors sind unten aufgeführt; sie dienen zur Identifizierung, welcher Traffic Flow mit welchem Slice, Radio Access Type und zugehörigen Routing-Parametern verbunden werden soll:

•         DNN

•         IP-Tripel (IP-Adresse oder IP-Präfix, Port-Nummer, Protokoll-ID)

•         Ziel-FQDN

•         OSId und OSAppID

Die Endgeräte verwalten und pflegen die für die Netzwerk-Slices benötigten Informationen; sie können eine generische vorgegebene Configured NSSAI oder eine Configured NSSAI für jedes Mobilfunknetz (PLMN) nutzen. Die Configured NSSAI für jedes PLMN kann auch vom Netz bereitgestellt werden, wobei die Endgeräte das Verfahren „UE Configuration Update“ zur Aktualisierung von URSP und NSSAI nutzen können. Für die Zuordnung einer Anwendung/eines Dienstes zu einem Netzwerk-Slice können Endgeräte entweder die vom UE/USIM konfigurierte oder die vom Netz konfigurierte URSP nutzen. Beim Start einer Anwendung leitet das Endgerät eine Prozedur zum Aufbau einer Datensitzung (PDU) ein. Während des PDU-Sitzungsaufbaus kann das Endgerät seine gewünschte S-NSSAI angeben (auf Basis der URSP), oder das Netz kann einen Netzwerk-Slice zuweisen, der für die PDU-Sitzung verwendet wird. Muss ein Netzanwendungsdienst-Flow ein bestimmtes Netzwerk-Slice verwenden, sollte der Betreiber dieses Netzwerk-Slice für den betreffenden Dienst-Flow in der URSP konfigurieren.

Anritsu Grafik 2
Grafik 2
© Anritsu

  1. Geräteprüfung bei 5G Network Slicing
  2. Testanforderungen für 5G Network-Slicing in Endgeräten

Verwandte Artikel

Anritsu GmbH

Themenwoche Messtechnik Sensorik Juli 2022