1. 5G QoS 모델
ㅇ 5G에서의 QoS 흐름 (QoS Flow) 기반 모델
- 기존 LTE의 핵심 원칙은 그대로 유지하되,
. LTE 보다 더 유연하고 세밀한 QoS 제어가 가능하도록 설계됨
- 즉, QoS 제어는 네트워크가 담당하나,
. QoS 서비스에 대한 인식은 RAN(무선접속망)이 아닌 5GC(5G 코어망) 만이 가지고 있게 함
. 여기서, QoS 처리는 네트워크 슬라이싱을 실현하는 데 필수적인 요소임
2. 5G QoS 흐름 (QoS Flow)
ㅇ 5G에서 최소 단위의 QoS 제공 단위
. (LTE의 EPS 베어러에 해당)
. 이는, PDU 세션 내부에서 논리적으로 분리된 흐름으로 간주됨
ㅇ 식별 방식
- 각 QoS Flow는 QFI (QoS Flow Identifier)로 식별됨
- QFI는 네트워크 요소가 트래픽을 해당 QoS Flow에 매핑하는 기준이 됨
- RAN (무선접속망)에서는 이 흐름이 DRB (Data Radio Bearer)로 매핑됨
- 트래픽 처리를 위해 SDAP (Service Data Adaptation Protocol) 계층에서,
QFI 기반 QoS 분류를 수행함
ㅇ 구분
- 전송률 보장 : GBR QoS Flow (Guaranteed Bit Rate)
. (例, 실시간 음성, 영상 통화 등)
- 전송률 보장 않음 : Non-GBR QoS Flow, PDU 세션, Radio Bearer, NG-U 터널 등
. (例, 웹 브라우징, 이메일 등)
3. PDU 세션 (Protocol Data Unit Session)
ㅇ UE(사용자 단말)와 DN(데이터 네트워크) 간의 논리적 종단간 연결
- 하나의 PDU 세션은 복수의 QoS Flow를 포함 가능하며,
- 각 QoS Flow는 고유한 QoS 프로파일을 가짐.
ㅇ PDU 세션은, 5G 사용자 평면의 기본 전송 단위이며,
- IP 기반, Ethernet 기반, Unstructured 기반의 세션 구성도 가능
ㅇ 단일 PDU 세션은, 자체 QoS 프로파일을 가진, 1 이상의 QoS Flow를 운반 가능
4. 5G QoS, 4G QoS 비교
ㅇ 5G는 4G에 비해 QoS 유연성, 세분화, 동적 정책 제어 측면에서 크게 향상됨
※ [범례] ① 4G LTE, ② 5G NR
- 기반 구조 : ① EPS Bearer 기반, ② QoS Flow 기반
- 식별자 : ① QCI (QoS Class Identifier), ② QFI (QoS Flow Identifier)
- 베어러 : ① EPS Bearer (EBI), ② DRB (Data Radio Bearer)
- QoS 매핑 단위 : ① 무선 베어러 단위 QoS 제공, ② IP Flow 단위 세분화된 QoS 제공
- 제어 방식 : ① QCI와 ARP 중심 정적 방식, ② 동적, 정책 기반 처리 (PCF 활용)
- 유연성 : ① 제한적, ② 매우 유연 (QoS Flow 다중 구성 가능)
5. 5GC에서의 QoS 처리 구조
ㅇ 5GC (5G Core Network)는, 기존 EPC와 달리,
- 트래픽을 베어러 단위가 아닌 IP Flow 단위로 세분화하여 QoS를 적용.
ㅇ QoS 정책 제어는 PCF(Policy Control Function)에 의해 수행되며,
- AMF/SMF가 QoS 정보를 처리 및 전파
ㅇ 5GC에서는, 트래픽을, 기존 EPC의 베어러 단위에서, IP Flow 단위로 보다 세분화
- 5G RAN에서는, 기존 DRB 개념을 그대로 유지하여 유무선 구간 사이가 분리되도록 하며,
이의 완충을 위해, 무선 구간에 새로운 계층 SDAP 추가
6. 5G RAN에서의 QoS 지원
ㅇ 5G RAN에서는 기존 DRB 구조를 유지하여,
- 무선 구간과 코어 구간 사이의 QoS 처리 독립성을 보장.
ㅇ 무선 구간에서는 SDAP 계층이 새롭게 도입되어,
- PDU 세션에서 각 QoS Flow에 따라 QFI 기반으로 분류 및 전달 수행