Comparaison entre les flux GBR et Non-GBR en LTE

Comparaison entre les flux GBR et Non-GBR en LTE

Les flux de données en LTE sont classifiés en deux grandes catégories selon leurs exigences en matière de Qualité de Service (QoS) : GBR (Guaranteed Bit Rate) et Non-GBR (non-garanti). Cette distinction structure les politiques de gestion de ressources radio, la priorisation des flux et l’allocation dynamique de la bande passante. Une compréhension claire de ces deux types est essentielle pour optimiser la performance réseau et assurer la qualité perçue par les utilisateurs finaux.

Définition des flux GBR et Non-GBR

Les flux GBR sont ceux pour lesquels le réseau réserve un débit minimal garanti pour la durée de la session. Cela signifie que les ressources radio sont assignées de manière à maintenir une certaine qualité constante, même en cas de congestion du réseau. Les flux Non-GBR, en revanche, ne bénéficient d’aucune garantie de débit minimal. Leur performance dépend donc de la disponibilité des ressources au moment de la transmission.

Fonctionnement des profils QoS en LTE

Le réseau LTE s’appuie sur des EPS bearers pour gérer le transport des données utilisateur. Chaque bearer est associé à un QCI (QoS Class Identifier), qui détermine ses caractéristiques en termes de priorité, délai maximal toléré, et débit. Les bearers GBR sont toujours configurés avec un QCI de type GBR (valeurs QCI 1 à 4), tandis que les bearers Non-GBR utilisent des QCI 5 à 9. Cette classification impacte la façon dont l’eNodeB traite les paquets.

• Les bearers GBR sont configurés lors de l’établissement d’un service temps réel comme VoLTE.
• Les bearers Non-GBR sont créés lors de sessions data classiques comme l’accès à une page web.
• La priorisation entre flux se fait selon le QCI, la priorité ARP (Allocation and Retention Priority), et la disponibilité radio.

Ressources radio et politique d’allocation

Dans le cas des flux GBR, le réseau réserve dynamiquement des blocs de ressources radio (Resource Blocks) selon le débit spécifié. Cela réduit le risque de coupure ou de dégradation pour les services sensibles au temps. Les flux Non-GBR, eux, s’adaptent à la disponibilité des ressources : s’il y a surcharge, ils peuvent être ralentis ou mis en file d’attente.

Exemple pratique : appel VoLTE vs streaming vidéo

Lorsqu’un utilisateur passe un appel VoLTE, le réseau établit un bearer GBR avec un débit réservé (par exemple, 12,2 kbps pour la voix). Cela garantit la continuité et la qualité de l’appel, même si la cellule devient saturée. En parallèle, si cet utilisateur regarde une vidéo sur une plateforme en streaming, cette session utilise un bearer Non-GBR. Si la charge réseau augmente, la qualité vidéo peut être dégradée (baisse de résolution, mise en mémoire tampon) tandis que l’appel VoLTE reste stable.

Différences clés entre GBR et Non-GBR

1. Débit garanti : Seul GBR bénéficie d’un débit fixe réservé ; Non-GBR repose sur une approche best-effort.
2. Type de service : GBR est utilisé pour les services sensibles au délai ; Non-GBR pour les services tolérants à la latence.
3. Comportement en cas de congestion : Les flux GBR sont protégés, alors que les flux Non-GBR subissent des dégradations.
4. Mécanisme de gestion : Les bearers GBR nécessitent une négociation spécifique lors de leur établissement via le MME.

Avantages et contraintes des flux GBR

• Avantages : Fiabilité, performance stable, idéal pour voix/vidéo.
• Contraintes : Utilisation élevée des ressources, complexité de gestion, risque de saturation si trop de flux GBR sont actifs.

Les opérateurs doivent trouver un équilibre entre les deux types de bearers afin d’optimiser l’usage du spectre, garantir la qualité des services critiques et maintenir une expérience utilisateur satisfaisante pour l’ensemble des abonnés.

Impact sur l’expérience utilisateur et optimisation réseau

Le choix entre GBR et Non-GBR affecte directement l’expérience utilisateur. Les applications interactives ou en temps réel bénéficient du GBR, mais cela limite la flexibilité globale du réseau. Les services Non-GBR, plus flexibles, permettent un partage plus équitable des ressources, mais au prix d’une qualité fluctuante. Les équipements réseau comme l’eNodeB et le MME intègrent des algorithmes de scheduling intelligents pour concilier performances et efficacité.

En conclusion, la distinction entre GBR et Non-GBR constitue un pilier fondamental dans la conception et la gestion des services LTE. Comprendre ces différences permet de mieux dimensionner les politiques QoS et de garantir un service adapté selon les besoins applicatifs.

Pour approfondir, vous pouvez ensuite étudier la gestion du QoS dans le contexte du handover entre cellules.