5G SN : Comprendre le Sequence Number en profondeur

5G SN : Comprendre le Sequence Number en profondeur

Aujourd’hui, on va voir un élément fondamental dans les protocoles 5G : le Sequence Number, ou SN. Ce numéro de séquence joue un rôle clé dans la gestion de la transmission des données et assure la fiabilité des communications entre les équipements réseau et les terminaux. Le SN est indispensable pour le contrôle d’intégrité, la reconstitution correcte des paquets et la gestion des erreurs dans les couches basses du protocole 5G.

Qu’est-ce que le Sequence Number (SN) en 5G ?

Le Sequence Number est un compteur attaché à chaque unité de données transmise, utilisé dans plusieurs couches du protocole 5G, notamment dans la couche RLC (Radio Link Control) et PDCP (Packet Data Convergence Protocol). Il sert à identifier l’ordre des paquets et à détecter les pertes ou les doublons.

En pratique, le SN est un champ numérique présent dans l’entête des trames qui s’incrémente à chaque nouvelle unité de données. Cette numérotation continue permet au récepteur de vérifier que les données sont bien reçues dans l’ordre prévu et sans omission.

Utilisation du Sequence Number dans les différentes couches 5G

• Couche RLC : Le SN est crucial pour la segmentation et le réassemblage des paquets. En mode acknowledged (AM), le SN sert à la gestion des accusés de réception et retransmissions. En mode non acknowledged (UM), il sert surtout au suivi de l’ordre d’arrivée.
• Couche PDCP : Le SN permet l’ordonnancement et la protection contre les attaques de rejeu (replay protection). Il est aussi utilisé pour la reconstitution correcte des paquets IP après décodage et déchiffrement.

Format et taille du Sequence Number

La taille du SN varie selon la couche et le mode de fonctionnement :

Fonctions principales du Sequence Number en 5G

1. Ordonnancement des paquets : Le SN garantit que les paquets sont traités dans l’ordre d’émission. Ceci est essentiel pour éviter la corruption des données et garantir la cohérence des flux.
2. Détection des pertes : Grâce au SN, un récepteur peut détecter qu’un ou plusieurs paquets n’ont pas été reçus et demander leur retransmission (en mode acknowledged).
3. Gestion des doublons : Le SN permet d’identifier les paquets dupliqués reçus par erreur et de les éliminer.
4. Protection contre les rejets de lecture : En PDCP, le SN sert à empêcher la réinjection malveillante ou accidentelle de paquets déjà traités, renforçant ainsi la sécurité.
5. Support du contrôle de flux : En RLC AM, le SN participe au mécanisme de fenêtre glissante, permettant de réguler la quantité de données envoyées avant accusé de réception.

Cycle et gestion du Sequence Number

Le Sequence Number est un compteur cyclique, ce qui signifie qu’après avoir atteint sa valeur maximale (par exemple 4095 pour un SN de 12 bits), il revient à zéro. Cette cyclicité impose des règles strictes au niveau des protocoles pour éviter la confusion entre paquets anciens et nouveaux. La gestion correcte du cycle est assurée par les fenêtres glissantes qui limitent la plage d’attente des numéros de séquence valides.

Pour mieux comprendre, prenons un cas simple : en RLC AM, la fenêtre d’émission peut contenir un nombre limité de paquets non acquittés, chacun identifié par son SN. Lorsque les paquets sont confirmés, la fenêtre avance et le compteur SN peut continuer son cycle sans ambiguïté.

Interactions avec d’autres mécanismes 5G

Le Sequence Number ne travaille pas seul. Il est un élément clé dans la coordination avec d’autres mécanismes comme :

• Le contrôle d’intégrité, où le SN sert à valider l’ordre et l’intégralité des données reçues.
• Les protocoles de retransmission, qui utilisent le SN pour identifier précisément quels paquets doivent être renvoyés.
• Le chiffrement et la protection des données, où le SN est parfois utilisé comme vecteur pour générer des clés temporaires, assurant ainsi la confidentialité.

Exemple de fonctionnement simplifié

Imaginons une transmission RLC AM où le SN est de 12 bits. Le transmetteur envoie les paquets avec des SN successifs 4094, 4095, puis 0, 1, 2, respectant ainsi le cycle. Le récepteur utilise ces numéros pour vérifier la continuité et demande la retransmission si un paquet est manquant. Par exemple, s’il reçoit 4094, 4095, puis 2, il sait que le paquet SN=0 ou 1 a été perdu et le réclame.

Ce principe garantit une transmission robuste, efficace et ordonnée, essentielle dans un environnement 5G où la qualité et la fiabilité des données sont primordiales.

Pour approfondir, vous pourriez également découvrir le rôle du HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) dans la gestion des retransmissions 5G, une suite logique à la compréhension du Sequence Number.