PDB je parametr QoS v 5G definující horní mez pro zpoždění paketů mezi UE a UPF, používaný pro plánování a řízení přístupu za účelem zajištění služeb citlivých na latenci.

Popis

Packet Delay Budget (PDB) je základní parametr kvality služeb (QoS) v systému 5G (5GS), definovaný v 3GPP TS 23.501. Určuje maximální přípustné koncové zpoždění paketu pro QoS Flow, měřené od UE k User Plane Function (UPF), která ukončuje rozhraní N6 (směrem k datové síti), nebo naopak. PDB není garantované zpoždění, ale cílová hodnota používaná síťovými funkcemi pro plánování paketů a správu prostředků. Je neodmyslitelně spojen se standardizovaným 5G QoS Identifikátorem (5QI), kde má každá hodnota 5QI přiřazen výchozí PDB (a míru chybovosti paketů) podle přílohy A TS 23.501.

Provozně PDB ovlivňuje rozhodování napříč RAN a core sítí. V rádiové přístupové síti (RAN) používá gNB PDB pro plánování uplinku a downlinku. Například pakety patřící do QoS Flow s přísným PDB (např. 10 ms pro URLLC) mají přednost před pakety s volným PDB (např. 300 ms pro buffered streaming). PDB pomáhá určovat priority plánování, konfigurace Hybrid ARQ (HARQ) a potenciálně i výběr numerologie a formátu slotu. V core síti může Session Management Function (SMF) použít PDB během zřizování QoS Flow a při interakcích řízení politik s PCF.

Parametr funguje ve spojení s dalšími atributy QoS, jako je Guaranteed Flow Bit Rate (GFBR), Maximum Flow Bit Rate (MFBR) a Averaging Window. Síť se snaží zajistit, aby 95. percentil rozdělení zpoždění paketů nepřekročil PDB pro dané QoS Flow. U Non-GBR QoS Flows udává PDB toleranci zpoždění paketů používanou pro plánování. PDB je klíčovým prvkem pro diferenciaci služeb, umožňující síti současně podporovat rozmanité aplikace od massive IoT po ultra-spolehlivé komunikace s nízkou latencí (URLLC) na společné infrastruktuře.

K čemu slouží

PDB byl zaveden, aby poskytl standardizovaný, kvantifikovatelný cíl pro latenci při správě QoS v 5G, čímž reaguje na potřebu předvídatelného výkonu pro aplikace kritické na latenci. Předchozí generace (4G LTE) měly QoS Class Identifiers (QCIs) s implicitními cíli výkonu, ale rozšířené případy užití 5G – zejména průmyslový IoT, autonomní vozidla a hraní her v reálném čase – vyžadovaly explicitnější a přísnější parametry zpoždění pro spolehlivé chování sítě.

Řeší problém neefektivního nebo nepředvídatelného zacházení s latencí pro smíšené typy provozu. Přiřazením konkrétní hodnoty PDB každému standardizovanému 5QI mohou síťové prvky od různých dodavatelů implementovat konzistentní algoritmy plánování a řízení přístupu. To zajišťuje interoperabilitu a umožňuje vývojářům aplikací a vertikálním odvětvím spoléhat se na konkrétní úrovně síťového výkonu. PDB je základním kamenem schopnosti network slicing v 5G, protože různé slice lze nakonfigurovat s různými rozpočty latence, aby splňovaly odlišné smlouvy o úrovni služeb (SLA).

Klíčové vlastnosti

• Definován pro každé QoS Flow jako součást charakteristik 5QI
• Používán pro stanovení priorit plánování paketů v RAN (gNB)
• Ovlivňuje plánování přidělování uplinkových zdrojů a stanovení priorit logických kanálů v UE
• Klíčový parametr pro služby Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC)
• Nezbytný pro vynucování SLA specifických pro síťový slice
• Referenční bod pro činnosti monitorování výkonu a zajištění kvality

Související pojmy

• 5QI – 5G QoS Identifier
• URLLC – Ultra Reliable Low Latency Communication
• GBR – Generic Binaural Renderer

Definující specifikace

• TR 22.832 (Rel-17) — Study on cyber-physical control in vertical domains
• TS 23.501 (Rel-20) — 5G System Architecture Stage 2
• TS 23.725 (Rel-16) — Study on URLLC Architecture Enhancements
• TR 23.737 (Rel-17) — Satellite Access in 5G Architecture Study
• TR 23.780 (Rel-14) — MBMS for Mission Critical Communication Services
• TS 24.385 (Rel-19) — V2X Communication Provisioning Management Object
• TS 24.386 (Rel-19) — V2X Communication Protocols and Procedures
• TR 26.926 (Rel-19) — Traffic Models & Quality Evaluation for Media/XR in 5G
• TR 26.928 (Rel-19) — Study on eXtended Reality (XR) in 5G
• TS 29.513 (Rel-19) — 5G PCC Signalling Flows & QoS Mapping
• TS 38.300 (Rel-19) — NG-RAN Overall Description
• TS 38.321 (Rel-19) — NR MAC Protocol Specification
• TR 38.835 (Rel-18) — Technical Report on XR Enhancements for NR
• TR 38.838 (Rel-17) — Study on XR Evaluations for NR

📖 Anglický originál a plná specifikace: PDB na 3GPP Explorer