E-UTRAN과 EPC¶
스펙 · 릴리즈
무선망 구조: TS 36.300 §4 · 핵심망 구조: TS 23.401 §4 (EPS 구조, 참조점) · 비3GPP 접속: TS 23.402
Rel-8~ (Rel-12 이중 연결, Rel-14 CUPS로 S/P-GW 분리)
한눈에 보기
LTE 시스템 전체를 EPS(Evolved Packet System)라고 부르고, 두 부분으로 나뉩니다.
- E-UTRAN (무선 접속망): 기지국 eNB들의 모임. 단말과 전파를 주고받고, 무선 자원을 관리합니다.
- EPC (Evolved Packet Core, 핵심망): 가입자 인증, 이동성 관리, IP 주소 할당, 인터넷 연결을 맡습니다.
EPC 안에서는 제어(신호)와 데이터(사용자 트래픽)가 다른 길로 갑니다. 제어는 MME가 맡고, 데이터는 S-GW → P-GW를 거쳐 인터넷으로 나갑니다.
전체 구조¶
flowchart LR
UE([UE<br/>단말])
subgraph EUTRAN[E-UTRAN]
eNB1[eNB]
eNB2[eNB]
end
subgraph EPC[EPC]
MME[MME<br/>이동성·세션 제어]
HSS[(HSS<br/>가입자 DB)]
SGW[S-GW<br/>서빙 게이트웨이]
PGW[P-GW<br/>PDN 게이트웨이]
PCRF[PCRF<br/>정책·과금 규칙]
end
PDN((인터넷 /<br/>IMS))
UE ---|LTE-Uu| eNB1
eNB1 ---|X2| eNB2
eNB1 -.->|S1-MME| MME
eNB2 -.->|S1-MME| MME
eNB1 ==>|S1-U| SGW
eNB2 ==>|S1-U| SGW
MME -.->|S6a| HSS
MME -.->|S11| SGW
SGW ==>|S5/S8| PGW
PGW -.->|Gx| PCRF
PGW ==>|SGi| PDN실선 굵은 화살표(⇒)는 사용자 데이터 경로, 점선은 제어 신호 경로입니다.
3G와 비교¶
| 항목 | 3G UMTS | LTE/EPS |
|---|---|---|
| 기지국 | NodeB (단순 송수신) | eNB (RRC, 스케줄링, 핸드오버 결정까지) |
| 기지국 제어기 | RNC | 없음 — 기능을 eNB와 MME로 분산 |
| 핵심망 | CS 도메인(MSC) + PS 도메인(SGSN, GGSN) | PS만 (MME, S-GW, P-GW) |
| 음성 | 회선 교환 | VoLTE (IMS) 또는 CSFB(3G/2G로 전환) |
| 기지국 간 연결 | Iur (RNC 사이) | X2 (eNB 직접) |
계층이 하나 줄어 지연이 짧아지고, 장비 수가 줄어 비용이 낮아졌습니다. 이를 평평한(flat) 구조라고 부릅니다.
기능 분담¶
| 노드 | 주요 기능 |
|---|---|
| eNB | 무선 자원 관리(RRM), 스케줄링, 무선 베어러 제어, 연결 이동성(핸드오버 결정), 헤더 압축·암호화, MME 선택, 페이징 메시지 전송 |
| MME | NAS 시그널링·보안, 인증, Idle 단말 추적(TA 관리), 페이징 시작, S-GW/P-GW 선택, 베어러 관리, 로밍 |
| S-GW | 사용자 데이터 라우팅, eNB 간 핸드오버의 이동성 앵커, Idle 단말의 하향 데이터 버퍼링, 합법적 감청 |
| P-GW | 단말 IP 주소 할당, 외부 PDN 연결, 패킷 필터링(TFT), 정책 집행(PCEF), 과금 |
| HSS | 가입자 정보, 인증 벡터 생성(AuC), 위치 등록 정보 |
| PCRF | QoS·과금 정책 결정 → P-GW에 규칙(PCC rule) 전달 |
전문가 노트 — 구조의 변화와 실무 포인트
CUPS (Rel-14, TS 23.214). S-GW와 P-GW를 제어부(SGW-C, PGW-C)와 사용자부(SGW-U, PGW-U)로 나누고 Sx 인터페이스(PFCP)로 연결했습니다. 사용자부를 엣지에 분산 배치할 수 있어 5GC의 SMF/UPF 분리로 이어졌습니다.
S5와 S8. 같은 사업자 내 S-GW–P-GW는 S5, 로밍 시 방문망 S-GW와 홈망 P-GW 사이는 S8입니다(Home-routed). 로컬 브레이크아웃이면 방문망 P-GW를 씁니다.
MME 풀 / S1-flex. eNB 하나가 여러 MME에 연결되어 부하 분산과 장애 대비를 합니다. 단말의 GUTI 안에 있는 MMEGI/MMEC로 담당 MME를 찾습니다.
기타 EPC 노드. - SGSN (S3/S4): 2G/3G와의 이동성 - MSC/VLR (SGs): CSFB, SMS over SGs - PCRF (Gx, Rx): IMS P-CSCF가 Rx로 음성 세션 QoS를 요청 - ePDG (S2b): 비신뢰 Wi-Fi 접속(VoWiFi) - SCEF (Rel-13, T6a): NB-IoT 비IP 데이터 전달(NIDD) - E-SMLC (SLs): LTE 측위 서버
NSA(EN-DC)에서의 EPC. 5G NSA Option 3x는 EPC를 그대로 쓰고, NR 기지국(en-gNB)은 X2로 eNB와, S1-U로 S-GW와 연결됩니다. 단말 NAS는 여전히 EPS(24.301)입니다. → NSA와 SA