PDU Session Traffic – 3GPP TS 23.288

PDU Session Traffic – 3GPP TS 23.288 기반 분석

PDU (Protocol Data Unit) Session Traffic은 5G 네트워크에서 개별 PDU 세션을 통해 전달되는 트래픽의 양과 특성을 분석하고 최적화하는 개념입니다.
3GPP TS 23.288에서는 **Network Data Analytics Function (NWDAF)**을 활용하여 PDU 세션의 트래픽 패턴을 모니터링하고, QoS 최적화, 부하 분산, 트래픽 우선순위 조정 등의 기능을 수행할 수 있도록 정의하고 있습니다.

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1. PDU Session Traffic의 정의

• PDU Session은 UE(User Equipment)가 5G Core(5GC) 및 데이터 네트워크(DN)와 통신하기 위해 설정하는 논리적 연결.
• PDU 세션을 통해 데이터 트래픽이 UPF(User Plane Function)를 거쳐 DN(인터넷, 기업망, MEC 등)으로 전달됨.
• NWDAF는 PDU 세션에서 발생하는 트래픽을 분석하여 QoS 유지, 부하 균형 조정, 네트워크 혼잡 관리 등을 최적화.

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2. PDU Session Traffic의 주요 성능 지표(KPIs)

PDU 세션 트래픽을 평가하기 위한 주요 성능 지표는 다음과 같습니다.

지표 (KPI)설명

PDU Session Establishment Time (ms)	PDU 세션이 설정되는 데 걸리는 시간
Data Transfer Volume (MB/GB)	특정 PDU 세션에서 전송된 총 데이터량
Throughput (Mbps/Gbps)	PDU 세션을 통한 실시간 데이터 전송 속도
Latency (ms)	PDU 세션 내 패킷 전송 지연 시간
Packet Loss Rate (%)	PDU 세션에서 손실된 패킷 비율
QoS Compliance Rate (%)	PDU 세션에서 QoS 요구사항이 준수된 비율
PDU Session Drop Rate (%)	비정상적인 PDU 세션 종료 비율
PDU Session Handover Success Rate (%)	핸드오버 중 PDU 세션 유지율

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3. PDU Session Traffic 최적화 전략

(1) NWDAF 기반 PDU 세션 트래픽 분석

• **NWDAF(Network Data Analytics Function)**는 PDU 세션에서 발생하는 실시간 트래픽 데이터를 수집하여 분석.
• AI 기반으로 PDU 세션 트래픽 패턴을 분석하고, 혼잡을 사전에 감지하여 QoS를 최적화.

(2) PDU 세션 트래픽 최적화 기술

최적화 방법설명

Dynamic QoS Adjustment	PDU 세션의 트래픽 변동에 따라 QoS를 실시간 조정
Session Continuity Enhancement	핸드오버 중에도 PDU 세션을 유지하여 연결 안정성 보장
Network Slicing 기반 트래픽 분리	eMBB, URLLC, mMTC 서비스에 맞게 PDU 세션 트래픽을 분리하여 처리
Load Balancing (부하 분산)	특정 UPF 및 네트워크 경로가 과부하될 경우, PDU 트래픽을 다른 경로로 분산
MEC Integration for Traffic Offloading	MEC(Multi-access Edge Computing)에서 PDU 트래픽을 로컬에서 처리하여 전송 지연 최소화

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4. PDU Session Traffic의 활용 사례

(1) 5G 클라우드 게이밍 및 비디오 스트리밍 QoS 보장

• PDU 세션을 통해 고해상도 스트리밍 및 클라우드 게이밍에서 필요한 대역폭 및 QoS를 실시간 조정.
• Adaptive Bitrate Streaming(ABR) 기법과 연계하여 PDU 세션 트래픽을 최적화.

(2) VoNR(Voice over NR) 및 비즈니스 애플리케이션 최적화

• VoNR 및 기업 화상회의(Zoom, Microsoft Teams)에서 실시간 QoS 분석을 통해 트래픽 우선 처리.
• NWDAF를 활용하여 PDU 세션 내 패킷 손실 및 지연을 사전 감지하여 자동 조정.

(3) 5G 스마트 팩토리 및 IoT 트래픽 최적화

• 대량의 IoT 센서 데이터를 PDU 세션을 통해 전송할 때 실시간 분석을 수행하여 네트워크 혼잡 방지.
• mMTC 트래픽을 별도의 네트워크 슬라이싱을 통해 분리하여 안정적인 데이터 전송 보장.

(4) 기업 네트워크 및 SD-WAN 환경에서의 PDU 세션 최적화

• 기업이 5G 기반 SD-WAN을 운영할 때, PDU 세션을 최적화하여 대용량 데이터 전송 성능 향상.
• 보안이 중요한 금융 및 의료 서비스에서 PDU 세션 트래픽을 정책 기반으로 필터링 및 우선 처리.

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5. PDU Session Traffic 관련 3GPP 규격

3GPP 규격설명

TS 23.288	NWDAF 기반 PDU 세션 트래픽 분석 및 최적화
TS 23.501	5G Core 및 PDU 세션 아키텍처
TS 29.244	PDU 세션을 통한 UPF와 DN 간 트래픽 관리

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6. 결론

PDU Session Traffic은 5G 네트워크에서 데이터 전송 품질을 유지하고, QoS 보장, 부하 분산, 트래픽 최적화를 수행하는 핵심 개념입니다.
이를 위해 NWDAF 기반 실시간 분석, AI 기반 트래픽 예측, 네트워크 슬라이싱 적용, MEC 활용, 부하 균형 조정 등을 적용하면 PDU 세션을 통한 데이터 전송 속도를 극대화하고, 네트워크 혼잡을 방지하며, 사용자 경험(QoE)을 개선할 수 있습니다.