5G 5QI – Identificatore di Qualità del Servizio nel 5G
5QI, ovvero 5G QoS Identifier, è uno degli elementi tecnici fondamentali per la gestione della Qualità del Servizio (QoS) nelle reti mobili 5G. Questo identificatore è usato per classificare e gestire i flussi di traffico secondo le loro necessità in termini di priorità, latenza, affidabilità e perdita di pacchetti. Comprendere il funzionamento del 5QI è essenziale per chi lavora con reti mobili o sviluppa servizi che devono garantire performance elevate.
Oggi ti spiego in modo dettagliato come funziona il 5QI, quali sono i suoi parametri tecnici e come si collega con altri meccanismi QoS nel 5G come QFI (QoS Flow Identifier), GBR (Guaranteed Bit Rate), e non-GBR. Dopo aver compreso il concetto di 5QI, tutto il sistema QoS nel 5G inizierà ad avere più senso anche per chi lavora con slicing di rete o servizi URLLC.
Cos’è il 5QI
Il 5QI è un valore numerico predefinito che identifica le caratteristiche QoS di un flusso dati nella rete 5G. Serve a istruire la rete su come trattare i pacchetti associati a un determinato servizio. Ad esempio, una chiamata VoNR (Voice over New Radio) ha bisogno di bassa latenza e alta priorità, quindi le verrà assegnato un 5QI specifico con parametri ottimizzati per voce.
Parametri associati a un 5QI
- Priority Level: definisce la priorità del traffico. Più è basso il valore, più alta è la priorità.
- Packet Delay Budget (PDB): indica la latenza massima accettabile per un pacchetto in millisecondi.
- Packet Error Rate (PER): tasso massimo accettabile di errore nei pacchetti.
- Resource Type: GBR o non-GBR, ovvero con bitrate garantito o best-effort.
5QI standard e valori tipici
La 3GPP definisce una lista di valori 5QI standard associati a servizi comuni. Questi valori sono usati per garantire coerenza tra dispositivi e reti. Qui sotto trovi una tabella con alcuni esempi:
5QI vs QFI
Il 5QI è un identificatore statico standardizzato, mentre il QFI (QoS Flow Identifier) è dinamico e specifico per ogni flusso QoS. Mentre il 5QI descrive le caratteristiche QoS, il QFI serve per identificare in modo univoco ciascun flusso di traffico nel piano utente. La rete utilizza il valore 5QI per impostare i parametri del flusso quando assegna un QFI.
GBR e non-GBR
- GBR (Guaranteed Bit Rate): garantisce una banda minima costante. Utilizzato per servizi come voce o video critico.
- non-GBR: banda condivisa, senza garanzia minima. Usato per traffico dati generale come social media o email.
Il 5QI aiuta a distinguere se un flusso richiede GBR o se può essere trattato come non-GBR, ottimizzando l’uso delle risorse radio e di rete.
Uso pratico del 5QI nelle reti 5G
Durante la creazione di un PDU Session, il controllo QoS avviene nel piano di controllo, dove l’AMF e il SMF (Session Management Function) decidono quali flussi attivare e con quali parametri. Il gNB poi implementa queste policy nel piano utente. I pacchetti ricevono le caratteristiche QoS corrette grazie al mapping del QFI e del relativo 5QI.
Ad esempio, se un utente avvia una chiamata VoNR e contemporaneamente usa un’app per il download, la rete può assegnare un 5QI pari a 1 alla chiamata voce (alta priorità e bassa latenza) e un 5QI pari a 9 al traffico dati (priorità bassa e più latenza tollerata).
Ruolo del 5QI nello slicing
Nel network slicing, i 5QI permettono di mantenere la coerenza del comportamento QoS all’interno di uno slice. Ogni slice può contenere più flussi con differenti 5QI per rispondere ai diversi requisiti dei servizi. Ad esempio, uno slice dedicato all’automotive può usare 5QI ottimizzati per URLLC, mentre uno slice enterprise può gestire dati massivi con priorità più bassa.
Integrazione con altri meccanismi QoS
Il 5QI lavora in combinazione con altre funzioni QoS come PCC (Policy and Charging Control), QCI (nelle reti LTE), e la gestione dinamica tramite SMF/UPF. È parte integrante della logica QoS end-to-end tra UE, gNB, UPF e reti esterne.
Domani potremmo esplorare meglio come l’UPF (User Plane Function) gestisce i flussi QoS, eseguendo il mapping e il trattamento differenziato del traffico a seconda del valore 5QI e delle regole PCC.