5G SDAP – Service Data Adaptation Protocol nelle reti NR
SDAP, acronimo di Service Data Adaptation Protocol, è uno degli elementi essenziali nel piano utente del 5G NR (New Radio). Questo protocollo è stato introdotto specificamente nell’architettura 5G per gestire il mapping tra i flussi di dati QoS (Quality of Service) e i flussi radio, migliorando il controllo sulla qualità della trasmissione dati. Ti mostro oggi come SDAP funzioni all’interno dello stack protocollare 5G e perché rappresenti un passo in avanti rispetto alle generazioni precedenti.
Posizione dello SDAP nello stack 5G
Lo SDAP opera al di sopra del protocollo PDCP (Packet Data Convergence Protocol) e al di sotto dello strato superiore NAS (Non-Access Stratum). È responsabile del trattamento dei dati che arrivano dal core di rete attraverso il gNB (gNodeB) e devono essere inviati al dispositivo utente (UE).
- Strati coinvolti: NAS → SDAP → PDCP → RLC → MAC → PHY
- Funziona solo nel piano utente (User Plane), quindi è coinvolto nei dati e non nel controllo.
Funzioni principali dello SDAP
- Mapping tra QoS Flow ID (QFI) e DRB (Data Radio Bearer): ogni pacchetto viene contrassegnato con un QFI e assegnato a un bearer radio specifico.
- Identificazione della priorità del traffico: consente al gNB di distinguere tra flussi a bassa e alta priorità.
- Supporto per i meccanismi di slicing: SDAP facilita la gestione dei Network Slices separando i flussi dati per servizi specifici.
QoS Flow ID (QFI) e SDAP Header
Ogni pacchetto dati nel 5G ha un SDAP Header che include il campo QFI. Questo header è cruciale per identificare a quale flusso QoS appartiene ogni pacchetto. In scenari dove la rete offre più tipi di servizio – ad esempio URLLC, eMBB o mMTC – il QFI consente alla rete di trattare ciascun pacchetto in base alla sua priorità e necessità.
SDAP vs EPS Bearer (LTE)
SDAP e 5QI: relazioni e meccanismi
Il 5QI (5G QoS Identifier) è associato a ogni flusso QoS configurato. Quando un flusso è creato, la rete assegna un QFI e definisce i parametri QoS come:
- Priorità di scheduling
- Packet Delay Budget
- Packet Error Rate
Lo SDAP si occupa quindi di incapsulare i pacchetti con l’informazione di QFI e inviarli al DRB corretto. Questo mapping dinamico è ciò che consente al 5G di mantenere servizi ultra affidabili e a bassa latenza in parallelo a flussi ad alta velocità.
Uso in scenari reali 5G
Lo SDAP è fondamentale per gestire traffico eterogeneo. In una rete 5G moderna, un dispositivo può avere:
- Un flusso video in eMBB
- Un comando critico in URLLC
- Dati di sensori in mMTC
Grazie allo SDAP, ciascun flusso segue un percorso ottimizzato, con risorse e priorità specifiche, evitando congestioni e perdite.
Integrazione SDAP nella rete 5G Core
Nel core 5G (5GC), l’elemento centrale che lavora con lo SDAP è lo UPF (User Plane Function). L’UPF gestisce il traffico utente e assegna i QFI ai pacchetti in arrivo. Quando i dati arrivano al gNB, lo SDAP li riceve, legge il QFI e decide come inoltrarli al livello radio. Questo processo è automatico ma regolato da regole di policy definite dal PCF (Policy Control Function).
SDAP e Dual Connectivity
Quando un dispositivo è connesso a più gNB contemporaneamente, come in EN-DC (E-UTRAN NR Dual Connectivity), lo SDAP diventa ancora più importante. Deve sapere su quale portante inviare i pacchetti in base alla loro priorità e tipo di servizio. Questo migliora l’efficienza e riduce la latenza per i servizi critici.
Protocolli coinvolti insieme allo SDAP
| Protocollo | Funzione |
|---|---|
| PDCP | Compressione header, cifratura, riorganizzazione pacchetti |
| RLC | Segmentazione, riordinamento e ritrasmissioni |
| MAC | Multiplexing, controllo di accesso e scheduling |
| PHY | Trasmissione fisica dei bit sull’aria |
Comprendere bene lo SDAP ti aiuta a capire come funziona il cuore della gestione QoS nel 5G. Senza di esso, i pacchetti non saprebbero come essere trattati nel trasporto radio, soprattutto in ambienti critici con slicing, bassa latenza o flussi multimediali simultanei.
Domani possiamo approfondire la struttura e il ruolo del protocollo PDCP, che lavora a stretto contatto con lo SDAP e contribuisce alla sicurezza e affidabilità della trasmissione dati nel 5G.