5G 단말은 사용자 데이터 경로를 즉시 구축하지 않고도 네트워크에 등록할 수 있습니다. 이 작은 설계 변화는 5GC 세션 관리가 기존 모바일 코어 시스템과 어떻게 다른지를 잘 보여 줍니다. 4G에서는 접속 절차가 기본 PDN 연결과 기본 베어러 생성에 밀접하게 연결되어 있었습니다. 5G에서는 등록과 세션 설정이 더 명확하게 분리되어, 사용자 평면 경로가 실제로 필요한 시점을 네트워크가 보다 유연하게 결정할 수 있습니다.

5GC 세션 관리는 UE가 데이터 네트워크에 연결하는 방식, 생성할 PDU 세션, 사용할 DNN, 적용할 슬라이스 정보, 할당할 QoS 규칙, 트래픽을 앵커링할 UPF, UE 이동 시 연속성을 처리하는 방식을 결정하는 제어 계층입니다. 이는 4G 베어러 관리의 이름만 바꾼 것이 아닙니다. 모바일 브로드밴드, 5G 음성, 기업 접속, 저지연 서비스, 로컬 영역 데이터 네트워크 및 엣지 컴퓨팅을 위해 설계된 더 유연한 프레임워크입니다.

따라서 세션 관리는 5G 코어의 핵심 개념 중 하나가 됩니다. 이동성 관리는 UE의 위치와 도달 가능 여부를 네트워크에 알려 줍니다. 세션 관리는 UE에 필요한 서비스 경로, 연결할 데이터 네트워크, 트래픽 분류 방식, 사용자 평면 자원 제어 방식을 결정합니다. 두 기능은 긴밀히 협력하지만 더 이상 하나의 통합 제어 블록으로 처리되지 않습니다.

세션 제어가 변경된 이유

가장 큰 아키텍처 변화는 이동성 관리와 세션 관리의 분리입니다. 5G 코어에서 AMF는 NAS 이동성 관리를 담당하고 SMF는 세션 관리를 담당합니다. NAS-SM 메시지는 AMF 내부에서 완전히 처리되지 않습니다. AMF는 N11 인터페이스를 통해 세션 관리 시그널링을 SMF로 전달합니다. 따라서 AMF는 기존 통합 제어 로직과 같은 방식으로 UE의 세션 관리 컨텍스트를 유지하지 않습니다.

이러한 분리는 5G 코어 구조를 더 명확하게 만듭니다. AMF는 등록, 접속 제어, 도달성, 이동성 상태 및 위치 관련 절차에 집중할 수 있습니다. SMF는 PDU 세션 설정·변경·해제, DNN 처리, UPF 선택, QoS 규칙 제어, 세션 연속성 및 과금 관련 매개변수에 집중할 수 있습니다. 책임이 분리되면 네트워크는 각 기능을 고유한 부하에 맞춰 확장할 수 있습니다.

이 변화는 5G 서비스 방향에도 부합합니다. 스마트폰, 산업용 센서, 차량, 사설망 장치, 엣지 컴퓨팅 애플리케이션은 5G를 서로 다르게 사용할 수 있습니다. 일부 장치는 빈번한 데이터 세션이 필요하고, 일부는 등록한 뒤 오랫동안 통신하지 않을 수 있습니다. 지정된 영역에서 로컬 접속만 필요한 장치도 있고, 이동 중 안정적인 IP 연속성이 필요한 장치도 있습니다. “전원을 켜면 항상 기본 베어러를 생성하는” 단일 모델은 이러한 다양성을 수용하기에 충분히 유연하지 않습니다.

5G에서 UE는 PDU 세션을 즉시 설정하지 않고 등록할 수 있습니다. 서비스가 실제로 필요로 하기 전에 사용자 평면 자원을 생성하지 않아도 됩니다. 이는 대규모 IoT와 머신 타입 접속에서 특히 중요합니다. 네트워크는 불필요한 데이터 경로를 설정하지 않으면서 UE를 인식하고 도달 가능한 상태로 유지할 수 있습니다.

이동성 제어와 세션 제어의 분리는 가입자 데이터에도 영향을 줍니다. UDM 가입 데이터는 이동성 관련 부분과 세션 관련 부분으로 나뉩니다. AMF는 이동성 가입 데이터를 받고, SMF는 세션 관리 가입 데이터를 사용합니다. AMF는 PDU 세션 설정 시 적절한 SMF를 선택할 수 있도록 SMF 선택 데이터도 받을 수 있습니다. 이 구조는 코어 네트워크를 더 모듈화하고 네트워크 슬라이싱, DNN별 정책 및 차별화된 서비스 모델과 쉽게 연계할 수 있게 합니다.

PDN에서 PDU로

많은 5G 세션 관리 용어는 4G에 뿌리를 두고 있지만 용어와 구조는 바뀌었습니다. 4G의 PDN 연결 은 5G에서 PDU 세션 이 됩니다. 4G의 PDN 은 DN, 즉 데이터 네트워크가 됩니다. 4G의 APN 은 DNN, 즉 데이터 네트워크 이름이 됩니다. 4G 기본 베어러는 기본 QoS 플로로 대체되고, 전용 베어러는 추가 또는 비기본 QoS 플로로 바뀝니다.

이 변화는 명칭만 바뀐 것이 아닙니다. PDU 세션은 다양한 프로토콜 데이터 단위 연결 유형을 지원하도록 설계되었습니다. 4G의 PDN 유형은 주로 IPv4, IPv6 및 IPv4v6를 지원했습니다. 5G의 PDU 세션 유형은 비IP 옵션으로 Ethernet과 Unstructured 데이터를 지원하여 유연성을 높입니다. 5G는 전통적인 인터넷 접속보다 더 다양한 서비스를 지원해야 하므로 중요한 변화입니다. 산업용 장치, 기업 사설망 및 특수 서비스 환경은 일반적인 IP 연결에 한정되지 않는 서비스 모델을 필요로 할 수 있습니다.

UE는 일반 인터넷 접속용 PDU 세션 하나와 IMS용 PDU 세션 하나를 별도로 설정할 수 있습니다. IMS 관련 PDU 세션 안에서는 SIP 시그널링, VoNR 음성 및 VoNR 영상에 서로 다른 QoS 플로를 사용할 수 있습니다. 중요한 차이는 5G가 모든 서비스를 기존과 같은 방식으로 개별 EPS 베어러에 매핑하지 않는다는 점입니다. 대신 QoS 플로가 서비스 처리의 핵심 단위가 되고, DRB 매핑은 무선 측 gNB가 제어합니다.

이 모델은 더 세밀한 서비스 제어를 제공합니다. 하나의 PDU 세션이 여러 QoS 플로를 운반할 수 있고, 각 Flow에 서로 다른 5QI, ARP 및 QoS 처리를 적용할 수 있습니다. 기업 및 통신사업자 서비스는 모든 서비스를 경직된 베어러 모델에 넣지 않고도 여러 트래픽 등급을 지원하기 쉬워집니다.

SMF가 제어를 담당하는 방식

SMF는 5GC 세션 관리의 주요 제어 기능입니다. PDU 세션 설정, 변경 및 해제를 처리하고, UPF 사용을 선택하거나 제어하며, 세션 관련 정책 연동을 관리하고, QoS 규칙을 할당하며, 사용자 평면을 구축하는 방식을 결정합니다. AMF가 UE로부터 NAS-SM 시그널링을 받으면 전체 세션 로직을 로컬에서 처리하지 않고 해당 정보를 SMF로 전달합니다.

이 설계는 AMF와 SMF가 두 개의 협력 계층처럼 동작하게 합니다. AMF는 UE의 접속 및 이동성 상태를 알고, SMF는 서비스 세션 요구사항을 알고 있습니다. PDU 세션이 요청되면 AMF는 시그널링 전송을 지원하고 접속 관련 컨텍스트를 제공하며, SMF는 DNN, S-NSSAI, 가입 데이터, 정책 제어 및 사용자 평면 가용성에 따라 세션 생성 방식을 결정합니다.

SMF는 SSC 모드 선택에서도 핵심 역할을 합니다. 선택은 임의로 이루어지지 않습니다. UE가 요청한 SSC 모드, UDM 데이터의 가입 SSC 모드, 허용된 SSC 모드 집합에 따라 결정됩니다. PDU 세션이 설정된 뒤에는 SSC 모드를 변경할 수 없으므로 초기 선택이 중요합니다.

또 다른 핵심 책임은 사용자 평면 자원 제어입니다. SMF는 사용자 평면 자원을 활성화하거나 비활성화하고, PDU 세션을 해제하며, 이동성, 서비스 영역, 정책 및 접속 상태에 따라 세션 처리를 조정할 수 있습니다. 예를 들어 LADN에서 UE가 LADN 서비스 영역을 벗어났음을 SMF가 알게 되면 관련 PDU 세션을 해제하거나 사용자 평면 자원을 비활성화할 수 있습니다.

SMF는 엣지 컴퓨팅 시나리오의 트래픽 스티어링도 제어합니다. UPF를 앵커와 분류기로 사용할 때 SMF는 트래픽을 원격 DN으로 보낼지 로컬 서비스 네트워크로 보낼지 결정하는 규칙을 설치할 수 있습니다. 따라서 SMF는 일반 데이터 세션과 고급 로컬 브레이크아웃 모델 모두에서 중심 역할을 합니다.

가입 데이터가 설정을 안내한다

세션 설정은 가입 데이터에 크게 의존합니다. 이동성 관리와 세션 관리가 분리되어 있으므로 UDM 데이터도 서로 다른 논리 영역으로 나뉩니다. AMF는 이동성 관련 가입 데이터를 사용하고 SMF는 세션 관리 가입 데이터를 사용합니다. 또한 UE가 PDU 세션을 요청할 때 적절한 SMF를 선택할 수 있도록 SMF 선택 데이터를 AMF에 제공할 수 있습니다.

세션 관리 가입 데이터에는 여러 중요한 요소가 포함됩니다. S-NSSAI 는 가입한 슬라이스 컨텍스트를 식별합니다. DNN 구성 은 UE가 데이터 네트워크에 접속하는 방식을 정의합니다. 네트워크는 DNN 구성 안에서 기본 및 허용 PDU 세션 유형, 기본 및 허용 SSC 모드, 가입 QoS 정보, 세션 수준 집계 비트레이트 제한 및 과금 특성을 정의할 수 있습니다.

이 구조를 사용하면 PDU 세션이 생성되기 전부터 서비스 조건을 구성할 수 있습니다. UE는 한 DNN에는 접속할 수 있지만 다른 DNN에는 접속하지 못할 수 있습니다. 인터넷 접속에는 IPv4v6를 사용하고 기업 또는 특수 서비스에는 다른 PDU 유형을 사용할 수도 있습니다. DNN별로 기본 SSC 모드와 허용 모드 집합을 다르게 설정하고, 가입 서비스에 따라 서로 다른 Session-AMBR 및 QoS 프로파일을 적용할 수 있습니다.

DNN 구성

DNN 구성은 세션 관리 데이터에서 가장 실용적인 부분 중 하나입니다. 특정 데이터 네트워크 이름이 사용자에게 어떻게 동작해야 하는지를 제어합니다. DNN이 인터넷 서비스를 나타내면 정책은 일반 모바일 브로드밴드에 초점을 둘 수 있습니다. IMS를 나타내면 시그널링과 음성 관련 QoS를 지원할 수 있습니다. 로컬 영역 서비스를 나타내면 LADN 동작 및 지리적 제한과 연결될 수 있습니다.

슬라이스 정보

S-NSSAI는 세션 관리와 네트워크 슬라이싱을 연결합니다. PDU 세션은 DNN뿐 아니라 슬라이스와도 연결될 수 있습니다. 이를 통해 네트워크는 서로 다른 서비스 범주, 기업 고객 또는 운영 도메인을 개별 슬라이스 정책으로 지원할 수 있습니다.

속도 제한과 과금

Session-AMBR은 PDU 세션 수준의 집계 비트레이트 제한을 정의합니다. 과금 특성도 세션 관리 프로파일의 일부가 될 수 있습니다. 세션 관리는 연결만이 아니라 서비스 제어, 정책 적용 및 상업적 처리까지 포함하므로 이러한 매개변수가 중요합니다.

PDU 세션이 접속 방식을 형성한다

PDU 세션은 5G 코어를 통해 UE를 DN에 연결하는 기본 접속 단위입니다. DNN, PDU 세션 유형, S-NSSAI, SSC 모드 및 PDU 세션 ID와 같은 서비스 속성을 포함합니다. 생성된 뒤에는 하나 이상의 QoS 플로를 담는 컨테이너가 됩니다. 사용자 트래픽은 QoS 규칙, QFI 값, 패킷 필터 및 무선 측 매핑에 따라 처리됩니다.

이 모델은 단순한 상시 연결보다 유연합니다. UE는 서비스가 필요로 할 때만 PDU 세션을 생성할 수 있습니다. 인터넷과 IMS에 별도의 PDU 세션을 설정할 수 있습니다. 가입 조건과 영역 규칙이 허용하면 특정 기업, 로컬 또는 엣지 서비스 DNN으로 세션을 설정할 수도 있습니다.

PDU 세션 ID는 UE 관점에서 세션을 식별합니다. UE는 여러 PDU 세션을 가질 수 있으며 각각 다른 DNN, 슬라이스 또는 세션 유형과 연결됩니다. 예를 들어 하나의 PDU 세션은 인터넷 DN에, 다른 하나는 IMS DN에 연결할 수 있습니다. 세션 내부의 QoS 플로는 서로 다른 서비스 요구사항을 나타냅니다.

PDU 세션 유형은 접속 모델도 확장합니다. IPv4, IPv6 및 IPv4v6는 여전히 익숙한 옵션이지만 Ethernet과 Unstructured PDU 유형은 5G가 비전통적 서비스에 더 적합하도록 합니다. 장치가 계층 2 서비스 동작이나 비IP 페이로드 전송을 필요로 할 수 있는 기업 및 산업 환경에서 특히 중요합니다.

PDU 세션 설계는 네트워크가 음성을 처리하는 방식에도 영향을 줍니다. VoNR 중심 서비스 모델에서 IMS 시그널링은 Non-GBR QoS 플로를 사용할 수 있고, 음성과 영상은 서로 다른 5QI 값을 가진 GBR QoS 플로를 사용할 수 있습니다. QoS 플로 모델을 통해 EPS 전용 베어러 구조를 그대로 복사하지 않고도 동일한 IMS 관련 접속 컨텍스트 안에서 시그널링, 음성 및 영상을 구분할 수 있습니다.

SSC 모드가 사용자 경험을 유지한다

SSC는 세션 및 서비스 연속성을 의미합니다. 이 표현에는 서로 연관되지만 다른 두 가지 개념이 포함됩니다. 세션 연속성은 PDU 세션과 UE IP 주소가 바뀌지 않는 것을 뜻합니다. 서비스 연속성은 애플리케이션 관점에서 사용자 경험이 계속 이어지는 것을 뜻합니다. 동영상을 보거나 음성 통화를 하거나 대화형 서비스를 이용하는 사용자는 주로 서비스 중단 여부를 중요하게 보지만, 네트워크는 동일한 세션과 IP 주소가 유지되는지도 알아야 합니다.

SSC 모드는 UE 이동으로 경로, 앵커 또는 서비스 접속이 바뀔 때 네트워크가 연속성을 처리하는 방식을 정의합니다. 5G는 세 가지 SSC 모드를 정의하며, 각 모드는 세션 연속성, 서비스 연속성 및 사용자 평면 유연성 사이에서 서로 다른 균형을 제공합니다.

SSC 모드 1

SSC 모드 1은 세션 연속성과 서비스 연속성을 모두 유지합니다. 동일한 PDU 세션이 유지되고 UE IP 주소도 바뀌지 않습니다. 가장 강한 연속성 옵션이며 중단을 허용할 수 없는 서비스에 필요합니다. VoNR은 대표적인 예로, 이동 중 음성 서비스는 안정적인 연속성에 의존합니다.

SSC 모드 2

SSC 모드 2는 세션 연속성을 유지하지 않지만 사용자 경험 관점에서 서비스 연속성을 유지하려고 합니다. 선해제 후설정 방식을 사용하여 기존 PDU 세션을 해제한 뒤 새 세션을 설정합니다. 일부 서비스에서는 허용할 수 있지만 사용자 경험은 다른 두 방식보다 약합니다.

SSC 모드 3

SSC 모드 3도 동일한 세션 연속성을 유지하지 않지만 선설정 후해제 방식을 사용합니다. 기존 PDU 세션을 해제하기 전에 새 PDU 세션을 설정합니다. 전환 중 UE는 일시적으로 두 개의 PDU 세션을 유지할 수 있습니다. 서비스 중단을 줄일 수 있어 많은 경우 SSC 모드 2보다 더 나은 사용자 경험을 제공합니다.

사용자 경험 관점에서 SSC 모드 1이 가장 강한 연속성을 제공하고, 일반적으로 SSC 모드 3이 SSC 모드 2보다 우수하며, SSC 모드 2가 세 가지 중 가장 불리합니다. SMF는 UE 요청, 가입 데이터 및 허용 모드 집합에 따라 선택합니다. 세션이 설정된 뒤에는 해당 PDU 세션의 SSC 모드가 고정됩니다.

LADN이 로컬 도달 범위를 제한한다

LADN은 로컬 영역 데이터 네트워크를 의미합니다. 하나 이상의 추적 영역으로 구성된 특정 서비스 영역 안에서만 사용할 수 있는 데이터 네트워크 서비스입니다. UE가 LADN 영역 안에 있고 가입과 구성이 허용하면 관련 DNN에 접속할 수 있습니다. 영역을 벗어나면 해당 DN의 5G 서비스에 접속할 수 없습니다.

LADN은 일부 서비스가 특정 지역 안에서만 의미가 있기 때문에 유용합니다. 자율주행 서비스는 시험 구역 안에서만 제공될 수 있고, 원격 의료 서비스는 병원 구역에 한정될 수 있으며, 공장 애플리케이션은 사설 산업 단지 안에서만 유효할 수 있습니다. 이 경우 데이터 네트워크는 전 세계 모바일 인터넷 서비스가 아니라 위치에 따라 이용 가능 여부가 달라지는 로컬 서비스입니다.

UE와 네트워크 모두 LADN 관련 정보를 인식해야 합니다. UE는 DNN이 LADN DNN인지, 어떤 애플리케이션이 해당 LADN DNN과 연결되는지 알 수 있도록 구성할 수 있습니다. 서비스 영역과 LADN DNN은 DN별로 AMF에 구성됩니다. AMF는 등록 또는 구성 업데이트 절차 중 UE에 LADN 정보를 제공할 수 있습니다.

세션 관리 관점에서 LADN에는 세 가지 위치 상태가 있습니다. 영역 안 은 UE가 LADN 영역 안에 있음을 의미합니다. 영역 밖 은 UE가 LADN 영역을 벗어났음을 의미합니다. 알 수 없음 은 UE가 CM-IDLE과 같은 상태에 있고 네트워크가 정확한 현재 위치를 알 수 없을 때 적용될 수 있습니다. SMF는 AMF 정보를 사용하여 UE가 여전히 서비스 영역 안에 있는지 판단할 수 있습니다.

UE가 LADN 서비스 영역 밖에 있으면 해당 LADN DNN에 대한 사용자 평면 활성화를 요청해서는 안 되며, 해당 DNN에 대한 PDU 세션 설정 또는 변경도 요청해서는 안 됩니다. UE가 LADN DNN의 서비스 영역 정보를 가지고 있지 않으면 자신을 LADN 서비스 영역 밖에 있는 것으로 간주해야 합니다. SMF가 LADN 관련 세션 요청을 받았지만 UE가 서비스 영역 안에 있다는 유효한 표시를 받지 못하면 UE를 영역 밖으로 판단하고 요청을 거부합니다.

엣지 경로에는 앵커가 필요하다

엣지 컴퓨팅 지원은 5GC 세션 관리에 더 유연한 사용자 평면 설계가 필요한 이유 중 하나입니다. 서비스에 따라 일부 트래픽은 원격 서버로 보내고 다른 트래픽은 로컬에 남겨야 할 수 있습니다. 예를 들어 일반 로그는 원격 데이터 센터로 전송하고, 저지연 제어 트래픽은 접속 네트워크와 가까운 로컬 애플리케이션 서버로 라우팅할 수 있습니다.

여기에서는 PSA, 즉 PDU 세션 앵커 개념이 중요합니다. PSA는 PDU 세션을 앵커링하고 데이터 네트워크 방향으로 N6 인터페이스를 제공하는 UPF입니다. 모든 UPF가 자동으로 PSA가 되는 것은 아닙니다. 일부 UPF는 분류나 전달과 같은 다른 역할을 수행할 수 있습니다. 사용자 평면 설계는 UPF 배치 방식과 트래픽이 로컬 또는 원격 DN에 도달하는 방식에 따라 달라집니다.

두 가지 중요한 스티어링 방식이 있습니다. ULCL, 즉 업링크 분류기는 규칙에 따라 업링크 트래픽을 분류합니다. IPv4와 IPv6 트래픽에 사용할 수 있습니다. SMF는 특정 목적지 또는 서비스 등급에 일치하는 트래픽을 올바른 분기로 보내도록 ULCL 규칙을 설치할 수 있습니다. 예를 들어 한 목적지의 트래픽은 원격 서버로, 다른 목적지의 트래픽은 로컬 엣지 서비스로 전송할 수 있습니다.

두 번째 방식은 분기점 방식으로, IPv6 프리픽스 분기에 기반합니다. 이 방식은 IPv6에만 적용됩니다. IPv6 프리픽스 논리에 따라 트래픽을 분기하므로 IPv6 주소로 로컬 및 원격 서비스 분기를 식별하는 설계에 적합합니다.

이러한 메커니즘은 5GC 세션 관리 안에서 엣지 컴퓨팅을 실용화합니다. SMF는 세션 규칙을 제어하고, UPF는 패킷 전달과 분류를 담당하며, PSA는 DN 방향의 앵커를 제공합니다. 따라서 모든 트래픽을 하나의 원거리 코어 앵커로 보내는 대신 트래픽 유형에 따라 서비스 경로를 구성할 수 있습니다.

QoS 플로가 세분성을 높인다

QoS 플로는 5G의 주요 QoS 제어 단위입니다. 5G는 EPS 베어러를 서비스 차별화의 중심 단위로 사용하는 대신 QFI로 식별되는 QoS 플로를 사용합니다. 각 QoS 플로는 자체 QoS 프로파일을 가지며 gNB가 DRB에 매핑합니다. DRB 수가 QFI 수와 같을 필요는 없습니다. gNB는 무선 조건과 정책에 따라 여러 QoS 플로를 같은 DRB 또는 서로 다른 DRB에 매핑할 수 있습니다.

일반적인 서비스 예에는 보통 인터넷 애플리케이션, 협업 서비스 트래픽 및 통신사업자 자체 서비스가 포함될 수 있습니다. 일반 앱 트래픽은 Non-GBR QoS 플로를 사용할 수 있습니다. 실시간 VR, AR 또는 게임과 같이 요구 수준이 높은 트래픽은 GBR QoS 플로를 사용할 수 있습니다. VoNR 음성과 영상은 서비스별 5QI 값을 가진 서로 다른 GBR QoS 플로를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 네트워크는 다양한 서비스 흐름을 더 세밀하게 처리할 수 있습니다.

QoS 매개변수는 여러 수준으로 구성됩니다. QoS 플로 수준의 일반적인 매개변수에는 5QI 와 ARP가 있습니다. 5QI는 우선순위 수준, 패킷 지연 예산, 패킷 오류율, 평균화 윈도 및 최대 데이터 버스트 양과 관련됩니다. ARP는 자원이 부족할 때 할당 및 유지 우선순위를 결정하는 데 사용됩니다.

GBR 플로 매개변수에는 GFBR, 즉 보장 플로 비트레이트와 MFBR, 즉 최대 플로 비트레이트가 포함됩니다. 두 값은 GBR 플로에 필수입니다. 알림 제어와 최대 패킷 손실률은 선택 매개변수로 사용할 수 있습니다. Non-GBR 플로에서는 RQA, 즉 반사형 QoS 속성을 사용할 수 있습니다. 더 넓은 제한 수준에서는 UE-AMBR 와 Session-AMBR 이 Non-GBR 트래픽의 집계 비트레이트 동작을 제어합니다.

이 세분성은 4G 베어러 로직과 5G 세션 로직의 주요 차이 중 하나입니다. 4G VoLTE에서는 기본 및 전용 베어러가 APN, QCI, EBI, E-RAB, DRB 및 사용자 평면 터널과 연결되었습니다. 5G에서는 PDU 세션, QFI, QoS 플로 유형, N3 터널 및 DRB 매핑이 다른 구조를 형성합니다. 더 유연하지만 올바른 SMF 정책, QoS 규칙 설치 및 gNB 매핑 동작에 대한 의존성도 커집니다.

세션이 구축되는 과정

PDU 세션은 독립적으로 설정되지 않습니다. 사용자 평면을 사용할 수 있기 전에 네트워크는 여러 결정을 내려야 합니다. UE는 DNN, PDU 세션 유형 및 관련 매개변수로 세션을 요청합니다. AMF는 NAS-SM 메시지를 SMF로 전달합니다. SMF는 가입 데이터, 정책, 슬라이스 정보 및 DNN 구성을 확인합니다. 이후 사용자 평면 자원을 선택하고 QoS 규칙을 할당하며 세션을 DN에 연결하는 방식을 제어합니다.

이 과정은 일련의 결정으로 이해할 수 있습니다. 첫째, 네트워크는 UE가 요청한 DNN을 사용할 수 있는지 확인합니다. 둘째, 요청한 PDU 세션 유형이 허용되는지 확인합니다. 셋째, S-NSSAI를 통해 슬라이스 정보를 고려합니다. 넷째, SSC 모드를 선택하거나 확인합니다. 다섯째, 사용할 UPF 또는 앵커 경로를 결정합니다. 여섯째, QoS 및 속도 제어 정보를 적용합니다.

결과로 생성되는 세션은 단순한 터널 이상입니다. 서비스 ID, 데이터 네트워크 ID, 사용자 평면 경로, QoS 규칙, 연속성 동작, 과금 특성 및 필요한 영역 제한을 포함합니다. 로컬 서비스와 관련되면 LADN 규칙이 적용될 수 있고, 엣지 컴퓨팅과 관련되면 PSA와 ULCL 동작이 적용될 수 있으며, 음성과 관련되면 IMS와 QoS 플로 동작이 중요해집니다.

설정 후에도 세션을 변경할 수 있습니다. QoS 플로를 추가하거나 수정할 수 있고, 사용자 평면 자원을 활성화하거나 비활성화할 수 있습니다. 세션이 더 이상 필요하지 않거나 UE가 서비스 영역을 벗어나거나 정책에서 요구하면 세션을 해제할 수 있습니다. SMF는 가입 및 정책 규칙을 실제 데이터 경로 동작으로 변환하는 핵심 기능입니다.

따라서 5GC 세션 문제 해결에서는 무선 접속만 확인해서는 안 됩니다. AMF 전달 동작, SMF 선택, UDM 데이터, DNN 구성, S-NSSAI, UPF 경로, QoS 규칙 설치, LADN 상태, SSC 모드 및 UPF 방향 N4 규칙을 검토해야 할 수 있습니다. 어느 한 영역의 문제도 세션 실패, 비정상 동작 또는 예상 QoS 처리 누락을 일으킬 수 있습니다.

엔지니어를 위한 계획 사항

좋은 5GC 세션 관리 계획은 서비스 분리에서 시작합니다. 모든 서비스를 같은 DNN, 같은 슬라이스, 같은 QoS 모델 및 같은 연속성 모드에 넣어서는 안 됩니다. 인터넷 접속, IMS, 기업 사설 접속, 로컬 캠퍼스 애플리케이션, 산업 제어 트래픽 및 엣지 서비스는 서로 다른 요구사항을 가질 수 있습니다. DNN과 가입 데이터를 구성하기 전에 이러한 차이를 식별해야 합니다.

다음 우선순위는 필요한 세션 연속성 수준을 결정하는 것입니다. 일부 서비스는 안정적인 UE IP 주소와 중단 없는 세션 동작이 필요합니다. 다른 서비스는 애플리케이션이 복구할 수 있다면 새 세션을 허용할 수 있습니다. 선설정 후해제가 유리한 서비스도 있고 선해제 후설정을 허용할 수 있는 서비스도 있습니다. SSC 모드는 표의 매개변수가 아니라 서비스 설계 선택으로 다뤄야 합니다.

LADN 계획은 서비스의 지리적 범위에서 시작해야 합니다. 서비스 영역은 추적 영역으로 구성하고 AMF에는 DN별 LADN DNN과 서비스 영역 정보를 설정해야 합니다. UE에도 DNN이 LADN DNN인지, 어떤 애플리케이션이 이를 사용하는지 이해할 수 있는 올바른 로컬 구성이 필요합니다. LADN 서비스 영역 정보가 없으면 UE는 자신을 영역 밖으로 간주하므로 설계대로 서비스 요청이 실패할 수 있습니다.

엣지 계획에는 명확한 트래픽 스티어링 로직이 필요합니다. ULCL 규칙은 모호한 서비스 가정이 아니라 실제 애플리케이션 트래픽과 일치해야 합니다. 하나의 PDU 세션에 로컬과 원격 트래픽이 섞이면 SMF와 UPF 동작을 신중하게 구성해야 합니다. PSA 선택, N6 연결, N9 경로 및 로컬 서버 위치는 지연과 서비스 연속성에 영향을 줍니다.

QoS 계획도 같은 수준의 주의가 필요합니다. 5QI 값 하나를 정의하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 플로가 GBR인지 Non-GBR인지, GFBR와 MFBR이 필요한지, Session-AMBR와 UE-AMBR가 적절한지, QFI를 어떻게 할당하는지, gNB가 QoS 플로를 DRB에 어떻게 매핑하는지 이해해야 합니다. 무선 매핑이 서비스 기대와 맞지 않으면 세션이 정상적으로 설정되어도 경험이 나쁠 수 있습니다.

마지막으로 세션 관리는 현실적인 이동 및 서비스 시나리오로 시험해야 합니다. 정지된 실험실 통화만으로는 SSC 동작을 입증할 수 없습니다. 하나의 인터넷 세션만으로는 LADN 제한을 입증할 수 없습니다. 단순 처리량 시험만으로는 QoS 플로 차별화를 입증할 수 없습니다. 세션 없는 등록, 여러 PDU 세션, LADN 진입과 이탈, SSC 모드 동작, 엣지 브레이크아웃, QoS 플로 추가, 사용자 평면 활성화 및 세션 해제를 시험해야 합니다.

최종 기술 관점

5GC 세션 관리는 서비스 의도를 데이터 연결로 전환하는 코어 네트워크 기능입니다. PDU 세션을 생성하고 제어하며, DNN 접속을 선택하고, 슬라이스 및 가입 규칙을 적용하고, SSC 모드를 선택하고, UPF 경로를 관리하고, 로컬 영역 제한을 지원하며, QoS 플로 처리를 할당합니다. 스마트폰, 음성 서비스, 산업용 장치, 기업 네트워크, 로컬 접속 및 엣지 컴퓨팅에 필요한 5G의 유연성을 제공합니다.

4G 베어러 로직에서 5G PDU 세션 로직으로의 전환은 단순한 용어 변경이 아닙니다. 연결 생성 방식, 서비스 분리 방식, QoS 적용 방식 및 사용자 평면 경로 스티어링 방식이 바뀝니다. AMF와 SMF의 분리는 아키텍처를 더 모듈화합니다. UDM 가입 데이터는 더 구조화됩니다. SSC 모드는 서로 다른 연속성 모델을 제공합니다. LADN은 영역 기반 서비스 접속을 추가합니다. ULCL과 PSA는 엣지 경로를 지원합니다. QoS 플로는 베어러 중심 사고를 더 세밀한 서비스 분류로 대체합니다.

5GC 세션 관리를 이해하는 가장 좋은 방법은 요청부터 사용자 평면까지 서비스를 추적하는 것입니다. UE가 PDU 세션을 요청하고 AMF가 세션 메시지를 전달합니다. SMF는 가입, DNN, 슬라이스, PDU 유형 및 SSC 모드를 확인합니다. UPF는 DN으로 가는 경로를 만들고 QoS 규칙은 트래픽을 분류하며 gNB는 QoS 플로를 무선 베어러에 매핑합니다. 이후 이동성과 위치 변화가 연속성, 로컬 서비스 접속 및 엣지 라우팅에 영향을 줍니다. 모든 단계가 하나의 세션 관리 체인에 속합니다.

자주 묻는 질문

UE가 PDU 세션을 만들지 않고 등록할 수 있는 이유는 무엇인가요?

등록은 UE가 네트워크에 알려져 있고 도달 가능하다는 사실만 나타냅니다. PDU 세션은 사용자 데이터 서비스가 필요할 때만 필요하므로 5G는 사용자 평면 자원이 실제로 필요해지기 전까지 생성하지 않을 수 있습니다.

AMF가 NAS-SM 메시지를 완전히 처리하지 않고 전달하는 이유는 무엇인가요?

AMF는 접속 및 이동성 제어를 담당하고 SMF는 세션 로직을 담당합니다. NAS-SM 시그널링 전달은 이러한 책임을 분리하고 아키텍처를 더 모듈화합니다.

DNN이 단순히 이름을 바꾼 APN 이상인 이유는 무엇인가요?

DNN은 5G 세션 규칙, 슬라이스 컨텍스트, PDU 세션 유형, LADN 동작, 정책 제어 및 SMF 선택과 연결되므로 단순한 접속 이름보다 더 넓은 역할을 합니다.

SSC 모드 2보다 SSC 모드 3을 우선해야 하는 경우는 언제인가요?

서비스가 세션 변경을 허용하지만 선설정 후해제를 통해 중단을 줄일 필요가 있을 때 SSC 모드 3이 유용합니다. 기존 세션을 먼저 해제하는 방식보다 서비스 중단을 줄일 수 있습니다.

LADN에 UE 측 인식이 필요한 이유는 무엇인가요?

UE는 세션 설정, 변경 또는 사용자 평면 활성화를 요청하기 전에 DNN이 LADN DNN인지, 자신이 구성된 서비스 영역 안에 있는지 알아야 합니다.