L4S (Low Latency, Low Loss, Scalable throughput)

**L4S (Low Latency, Low Loss, Scalable throughput)**는 5G 및 차세대 네트워크에서 중요한 기술입니다. 3GPP뿐만 아니라 IETF와 함께 발전 중이며, 특히 초저지연(ULL), 대용량 트래픽, 혼잡 제어 최적화를 동시에 달성하기 위한 기술입니다.

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1. L4S란?

**L4S (Low Latency, Low Loss, Scalable throughput)**는 기존 TCP의 한계를 극복하기 위해 제안된 기술로, 다음 3가지 목표를 동시에 달성하기 위한 새로운 네트워크 큐 관리(AQM) 및 전송 제어 방식입니다:

항목설명

항목	설명
Low Latency	지연 < 5ms (예: AR/VR, 게임, 원격 제어에 필수)
Low Loss	패킷 손실 없이 혼잡 제어
Scalable Throughput	고속에서도 혼잡 없이 수천 세션 처리 가능

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2. 핵심 기술 요소

요소	설명
ECN (Explicit Congestion Notification)	패킷을 버리는 대신 혼잡 표시 비트를 통해 송신자에게 신호 전달
Dual Queue Coupled AQM	고전 TCP와 L4S 플로우를 이중 큐로 분리 처리하여 상호 간섭 최소화
Scalable congestion control	기존 TCP보다 빠르고 민감하게 반응하는 congestion control 알고리즘 사용 (예: TCP Prague)

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3. 5G 및 3GPP와의 연계

3GPP 연동 방식:

• 3GPP Rel-17~18에서 5QI=86, 87은 L4S 기반 QoS 흐름을 정의
• UPF → gNB 구간에 ECN 처리 및 DualQ 지원 필요
• PDU Session 설정 시 L4S support 플래그 설정 가능

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4. 활용 시나리오

시나리오	설명
클라우드 게이밍	지연 5ms 이하 유지, 잔끊김 제거
AR/VR	양방향 고속 피드백 및 저지연 필수
원격 제어 (예: 로봇)	L4S로 지연 없는 제어 가능
비디오 스트리밍 (8K/VR)	고속 + 저지연 + 무손실 전송 보장

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5. 기술 구성 구조도

csharp

 

       [UE]
         │
         ▼
   [gNB - L4S DualQ AQM]    ← ECN marking
         │
         ▼
        [UPF]
         │
         ▼
   [L4S-aware Application]

Dual Queue Coupled AQM이 핵심 구성요소로, 일반 TCP 트래픽과 L4S 전용 트래픽을 분리 관리

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6. 요구 사항 및 장비 조건

구성 요소	요구 조건
UE	L4S 플로우 지원 TCP 스택 (예: TCP Prague)
gNB	ECN 마킹 및 DualQ AQM 처리 기능 필요
UPF	QoS Flow Rule에서 5QI=86,87 매핑 및 L4S 지원 여부 표시
Application	ECN 및 RTT 기반 빠른 congestion control 가능해야 함

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7. 표준 문서 (IETF & 3GPP)

출처	문서명	링크
IETF	RFC 9330: L4S Architecture	https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc9330
IETF	RFC 9331: DualQ Coupled AQM	https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc9331
3GPP	TS 23.501, TS 23.503	5QI 정의에 L4S QoS 포함 (5QI 86,87)

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• 슬라이스 ID, SST/SD, 5QI=86 기반 L4S 슬라이스 설계 예시 포함
• TCP Prague 기반 ECN/저지연 트래픽 구성 JSON 예시 포함

 

1. L4S 실험 환경 구성 예시:
   • Mininet, Dual Queue AQM, tc, ECN, TCP Prague를 활용한 테스트 설정 안내
2. 3GPP + IETF 기반 종합 기술 요약:
   • 3GPP TS 23.501/503과 IETF RFC 9330/9331 기반 연동 구조 및 활용 사례 정리
3. 고객 제안서 요약 슬라이드 확장:
   • L4S 포함 슬라이스 구성 전략 및 적용 효과 추가