QoS 플로우¶
스펙 · 릴리즈
5G QoS 모델: TS 23.501 §5.7 (5QI 표: Table 5.7.4-1) · SDAP: TS 37.324 · 정책: TS 23.503 · NG-RAN QoS: TS 38.300 §12 Rel-15~ (Rel-16 TSN·Delay-critical 5QI 확장, Rel-17 PDU Set 준비, Rel-18 XR용 PDU Set QoS)
한눈에 보기
LTE는 품질이 다른 서비스마다 베어러라는 통로를 따로 만들었습니다. 5G에서는 하나의 PDU 세션(통로) 안에서 패킷마다 QoS 플로우 꼬리표(QFI)를 붙여 구분합니다.
- 통로를 새로 만들지 않고 꼬리표만 바꾸면 되므로 더 유연하고 빠릅니다.
- 기지국은 QoS 플로우들을 무선 구간의 DRB로 묶어서 보냅니다. 이 매핑을 SDAP 계층이 합니다.
- 품질 등급 번호는 5QI입니다(LTE의 QCI에 해당).
LTE 베어러와 비교¶
flowchart LR
subgraph UE
APP1[음성 앱] & APP2[웹] & APP3[게임]
end
APP1 -->|QFI 1| SDAP[SDAP<br/>QFI → DRB]
APP2 -->|QFI 9| SDAP
APP3 -->|QFI 3| SDAP
SDAP -->|DRB 1| GNB[gNB]
SDAP -->|DRB 2| GNB
GNB ==>|N3: 하나의 GTP-U 터널<br/>헤더에 QFI 표시| UPF[UPF]
UPF ==> DN((DN))| 항목 | LTE (EPS) | 5G (5GS) |
|---|---|---|
| QoS 단위 | EPS 베어러 | QoS 플로우 (QFI, 6비트) |
| 핵심망 터널 | 베어러마다 GTP-U 터널 | PDU 세션마다 하나 (패킷에 QFI 표시) |
| 무선 매핑 | 베어러 = DRB (1:1) | QoS 플로우 → DRB (N:1, gNB가 결정) |
| 등급 | QCI | 5QI |
| 패킷 분류 | TFT | QoS 규칙(UE), PDR(UPF) |
| 기본 통로 | 기본 베어러 | 기본 QoS 규칙 (match-all) |
QoS 파라미터¶
| 파라미터 | 적용 | 의미 |
|---|---|---|
| 5QI | 플로우 | 자원 유형, 우선순위, 지연 예산(PDB), 오류율(PER), 평균 창, MDBV |
| ARP | 플로우 | 생성·선점 우선순위 |
| GFBR / MFBR | GBR 플로우 | 보장 / 최대 비트레이트 |
| Session-AMBR | PDU 세션 | non-GBR 플로우 합 최대 (UPF·UE 집행) |
| UE-AMBR | 단말 | 모든 세션 non-GBR 합 최대 (gNB 집행) |
| RQA / RQI | 플로우 | Reflective QoS — 단말이 하향 패킷을 보고 상향 QoS 규칙을 자동 생성 |
표준 5QI (주요 값)¶
| 5QI | 자원 유형 | 우선순위 | PDB | PER | 서비스 예 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | GBR | 20 | 100 ms | 10⁻² | 음성 (VoNR) |
| 2 | GBR | 40 | 150 ms | 10⁻³ | 영상통화 |
| 3 | GBR | 30 | 50 ms | 10⁻³ | 실시간 게임, V2X |
| 4 | GBR | 50 | 300 ms | 10⁻⁶ | 버퍼링 스트리밍 |
| 65 | GBR | 7 | 75 ms | 10⁻² | MC-PTT 음성 |
| 5 | Non-GBR | 10 | 100 ms | 10⁻⁶ | IMS 시그널링 |
| 6 | Non-GBR | 60 | 300 ms | 10⁻⁶ | 영상(버퍼링), TCP |
| 7 | Non-GBR | 70 | 100 ms | 10⁻³ | 라이브 음성·영상, 대화형 게임 |
| 8 / 9 | Non-GBR | 80 / 90 | 300 ms | 10⁻⁶ | TCP 서비스, 기본 |
| 79 | Non-GBR | 65 | 50 ms | 10⁻² | V2X 메시지 |
| 80 | Non-GBR | 68 | 10 ms | 10⁻⁶ | 저지연 eMBB, AR |
| 82 | Delay-critical GBR | 19 | 10 ms | 10⁻⁴ | 이산 자동화 (MDBV 255 B) |
| 83 | Delay-critical GBR | 22 | 10 ms | 10⁻⁴ | 이산 자동화 (MDBV 1354 B) |
| 84 | Delay-critical GBR | 24 | 30 ms | 10⁻⁵ | 지능형 교통 |
| 85 | Delay-critical GBR | 21 | 5 ms | 10⁻⁵ | 전력망 원격 제어 |
LTE QCI와 달리 우선순위 숫자 체계가 넓어졌습니다(QCI 1의 우선순위 2 ↔ 5QI 1의 우선순위 20). 숫자가 작을수록 높은 우선순위인 점은 같습니다.
전문가 노트 — SDAP, Reflective QoS, Delay-critical
SDAP 헤더. DL 헤더: RDI(Reflective QoS to DRB mapping Indication), RQI, QFI(6비트). UL 헤더: D/C, R, QFI. 헤더는 DRB별로 켜고 끌 수 있습니다(sdap-HeaderDL/UL). 기본 DRB(defaultDRB)는 매핑 규칙이 없는 플로우를 받습니다.
Reflective QoS 동작. UPF가 하향 패킷 N3 헤더에 RQI를 표시 → gNB가 SDAP 헤더 RQI=1 → 단말 NAS가 그 패킷의 5-tuple을 뒤집어 상향 QoS 규칙(유효 타이머 RQ timer)을 만듭니다. 플로우마다 망이 명시적 규칙을 내려보내지 않아도 되어 시그널링이 줄어듭니다. 무선 구간에서는 RDI로 DRB 매핑도 반사할 수 있습니다.
Delay-critical GBR. 지연 예산을 넘긴 패킷은 손실로 계산됩니다. MDBV(최대 데이터 버스트 크기)가 함께 정의되어, 그 크기 이하 버스트를 PDB 안에 보내는 것이 보장 목표입니다. PDB는 UE–UPF(PSA) 구간 전체이며, 핵심망 구간 지연(CN PDB, 예: 1 ms 또는 5 ms 이상)을 빼고 무선 구간 예산을 계산합니다.
QoS 통지 제어. GBR 플로우에 Notification Control이 켜져 있으면 gNB가 GFBR을 더 이상 보장할 수 없을 때 SMF에 알리고, 응용은 대체 QoS 프로파일(Rel-16 Alternative QoS)로 전환할 수 있습니다.
XR과 PDU Set (Rel-18). 영상 프레임처럼 "여러 패킷이 모두 와야 의미 있는" 단위를 PDU Set으로 정의하고, PDU Set 지연 예산·오류율, 중요도에 따른 폐기를 QoS에 포함했습니다. → XR과 저지연 서비스