Network Performance (Core) – 3GPP TS 23.288

Network Performance (Core) – 3GPP TS 23.288 기반 분석

**Network Performance (Core)**는 3GPP TS 23.288에서 정의된 개념으로, **5G Core Network(5GC)**의 성능을 평가하고 최적화하기 위한 다양한 지표를 포함합니다. **Network Data Analytics Function(NWDAF)**은 5GC의 실시간 데이터를 분석하여 네트워크 운영자가 최적의 성능을 유지할 수 있도록 지원합니다.

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1. Network Performance (Core)의 정의

• 5G Core(5GC) 내 개별 네트워크 기능(NFs)의 성능을 측정하는 **Key Performance Indicators(KPIs)**를 기반으로 분석.
• AMF, SMF, PCF, UPF, UDM 등 다양한 5GC 요소에서 데이터를 수집하여 실시간 모니터링 수행.
• AI 및 머신러닝을 활용하여 트래픽 예측, 부하 분산, 장애 예방, 최적화를 진행.

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2. Network Performance (Core)의 주요 지표

5GC 성능을 측정하는 주요 KPI는 다음과 같습니다.

지표 (KPI)설명

Session Setup Success Rate (%)	UE가 5G Core에 접속할 때 세션이 정상적으로 설정되는 비율
Latency (End-to-End, ms)	네트워크의 단말(UE)부터 애플리케이션 서버까지의 데이터 왕복 지연
Throughput (Gbps)	사용자가 실제로 경험하는 데이터 속도
Packet Loss (%)	전송 중 손실된 패킷의 비율
Service Availability (%)	네트워크 서비스의 가용성 및 정상 동작 시간 비율
NF Load (%)	개별 네트워크 기능(NF: AMF, SMF, UPF 등)의 CPU 및 메모리 사용률
Handover Success Rate (%)	UE가 기지국 간 이동할 때 5G Core에서 핸드오버가 성공하는 비율
Control Plane Signaling Load	AMF 및 SMF에서 처리하는 시그널링 트래픽의 부하 수준
User Plane Performance	UPF에서 처리되는 사용자 데이터의 품질 및 처리량

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3. 5G Core 성능 분석 및 최적화 방법

(1) NWDAF 기반 Core Network 성능 분석

• **NWDAF(Network Data Analytics Function)**는 5G Core의 다양한 네트워크 기능(NFs)에서 실시간 데이터를 수집하여 분석.
• AI 기반 패턴 분석을 통해 트래픽 변화 및 성능 저하 예측.
• 이상 탐지(Anomaly Detection)를 활용하여 장애를 사전에 감지 및 예방.

(2) 부하 상태 분석 (NF Load 포함)

부하 상태설명

Low Load (낮은 부하)	NF 리소스 사용량이 낮고, 성능 최적화 불필요
Medium Load (중간 부하)	NF 부하가 증가 중이며, 균형 잡힌 부하 분산 필요
High Load (높은 부하)	NF가 과부하 상태이며, Auto Scaling 또는 부하 분산 필요

(3) 성능 최적화 방안

1. NF Scaling (자동 확장)
   • 부하가 높은 NF(예: AMF, SMF, UPF)를 자동으로 확장(Auto Scaling)하여 성능 유지.
2. Traffic Steering (트래픽 분산)
   • UPF(User Plane Function)에서 트래픽을 여러 경로로 분산하여 대역폭 최적화.
3. Network Slicing 기반 QoS 최적화
   • 특정 서비스(eMBB, URLLC, mMTC)에 맞춰 슬라이스별 자원 할당 최적화.
4. Control Plane 최적화
   • AMF, SMF 등의 시그널링 트래픽을 분석하여 불필요한 트래픽을 줄이고 효율적인 세션 관리 수행.
5. AI 기반 Predictive Maintenance
   • NWDAF와 머신러닝을 활용하여 장애 발생 가능성을 사전에 예측하고 예방.

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4. 5G Core 성능 분석의 활용 사례

(1) 대규모 사용자 환경에서의 네트워크 성능 최적화

• 고밀도 지역(예: 대규모 이벤트, 스마트 시티)에서 5GC의 부하를 분석하여 최적화 수행.
• 필요 시 NF 확장(Auto Scaling) 적용.

(2) VoNR (Voice over NR) 및 MEC (Multi-Access Edge Computing) 성능 개선

• VoNR 통화 성능을 분석하여 최적의 통화 품질(QoE) 유지.
• MEC에서 애플리케이션 응답 속도를 최적화하여 초저지연 서비스 제공.

(3) 자동 장애 대응 및 서비스 복구

• NWDAF가 실시간 데이터를 분석하여 이상 징후 감지 시 자동 대응 수행.
• 장애 발생 시 대체 UPF, AMF 등을 즉시 할당하여 서비스 연속성 유지.

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5. Network Performance (Core) 관련 3GPP 규격

3GPP 규격설명

TS 23.288	NWDAF 기반 5GC 성능 분석 및 최적화
TS 23.501	5G Core 네트워크 아키텍처 및 기능
TS 28.552	5G 네트워크 성능 관리

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결론

**Network Performance (Core)**는 5G Core Network에서 네트워크 기능(NFs)의 성능을 평가하고 최적화하는 필수 개념입니다. NWDAF를 활용한 실시간 모니터링과 AI 기반 분석을 통해 5GC의 부하 분산, 자동 확장(Auto Scaling), 장애 예방 등이 가능하며, 서비스 품질(QoS) 및 사용자 경험(QoE) 개선에 기여할 수 있습니다.