5G NSA 구조와 LTE·5G 연동 방식
5G NSA의 LTE EPC 기반 구조, Option 3·4·7 연동 방식, 이중 연결과 SA 전환 경로를 실무 관점에서 정리합니다.
2026-08-14 · 최초 발행 2025-08-10
LTE를 기반으로 5G를 먼저 제공하는 방식
5G Non-Standalone(NSA)은 기존 LTE 인프라 위에 5G 서비스를 얹는 전환 단계의 아키텍처다. LTE망과 5G망을 하나의 네트워크처럼 통합 운영하면서, 통신사업자가 5G를 점진적으로 도입할 수 있게 한다.
이 구조에서 LTE는 제어 기능의 기반이 되고, 5G는 고속 데이터 전송을 맡는다. 전국적인 5G 커버리지가 완성되기 전에도 서비스를 제공할 수 있으며, 기존 LTE 네트워크에서 5G로 넘어가는 경로를 마련한다.
제어는 LTE, 데이터는 5G NR과 함께 처리한다
NSA는 독립적으로 운영되지 않는 5G 네트워크를 뜻한다. 기존 4G LTE의 제어 평면(Control Plane)을 활용하고 5G 사용자 평면(User Plane)을 결합한 하이브리드 구조다. LTE EPC(Evolved Packet Core)를 코어 네트워크로 사용하면서 5G NR(New Radio) 기지국을 추가한다.
이 방식은 5G 인프라 구축 비용을 단계적으로 분산할 수 있다. 기존 LTE 인프라를 활용해 초기 투자 부담과 통신사의 재정적 리스크를 낮추고, LTE 커버리지를 바탕으로 사용자 경험의 연속성도 유지한다.
네트워크를 이루는 역할 분담
EPC는 LTE의 코어 네트워크로, 모빌리티 관리·세션 관리·인증을 처리하며 NSA 환경에서는 네트워크 제어를 담당한다.
LTE eNB(evolved NodeB)는 제어 신호를 처리하는 LTE 기지국이다. NSA 구성에서는 마스터 노드(Master Node) 역할을 맡는다. 반대로 5G NR은 고속 데이터 전송을 담당하는 5G 기지국이며 세컨더리 노드(Secondary Node)로 동작한다.
NG Core(Next Generation Core)는 5G 전용 코어 네트워크다. 일부 NSA 구성에서는 EPC 대신 이 코어 네트워크를 사용한다.
코어와 무선망의 연결 방식
EPC를 사용하는 Option 3
Option 3에서는 LTE eNB가 마스터 노드가 되고, 5G NR이 세컨더리 노드로 붙는다. 코어 네트워크는 EPC를 사용한다. 제어 신호는 LTE를 통해 전달하며, 데이터는 LTE와 5G 양쪽을 사용할 수 있다.
Option 3a는 5G NR이 LTE eNB를 통해서만 EPC와 연결되는 형태다. Option 3x는 5G NR이 EPC에 직접 연결된다.
NG Core를 중심에 두는 Option 4
Option 4는 5G NR이 마스터 노드이고 LTE eNB가 세컨더리 노드다. 5G NG Core를 코어 네트워크로 쓰며, 제어 신호는 5G를 통해 처리한다. 데이터는 LTE와 5G 모두에서 사용할 수 있다.
LTE eNB가 NG Core에 붙는 Option 7
Option 7에서는 LTE eNB가 마스터 노드, 5G NR이 세컨더리 노드를 맡는다. 코어 네트워크는 5G NG Core이며, LTE eNB가 NG Core와 직접 인터페이스한다.
이중 연결이 커버리지와 트래픽을 다루는 방식
사용자 장비는 LTE eNB와 5G NR에 동시에 연결될 수 있다. 제어 신호는 주로 LTE로 처리하고, 데이터 트래픽은 상황에 따라 LTE, 5G 또는 두 네트워크를 함께 사용한다.
고속 다운로드가 필요한 데이터는 5G NR로 라우팅할 수 있다. 지연에 민감하거나 신뢰성이 중요한 트래픽은 LTE로 라우팅하며, QoS(Quality of Service)를 기준으로 트래픽을 동적으로 분배한다.
5G 커버리지를 벗어나면 LTE로 자동 전환된다. 두 네트워크 사이의 전환에는 원활한 핸드오버를 위한 시그널링 프로토콜이 사용된다.
상용화 초기에 NSA가 선택된 배경
국내 주요 통신사는 2019년 초기 5G 상용화에서 NSA 방식을 채택했다. 서울과 주요 대도시에 5G NR을 설치하고 기존 LTE 인프라를 활용하는 방식이었다. 밀집 지역에서는 5G 초고속 서비스를 제공하고, 외곽 지역에서는 LTE가 기본 서비스를 제공했다.
해외에서도 초기 상용화에 NSA가 활용됐다. AT&T와 Verizon은 미국 주요 도시 중심의 초기 5G 서비스에 NSA 방식을 채택했다. Vodafone과 Deutsche Telekom은 단계적 5G 전환에 NSA를 사용했고, NTT Docomo는 올림픽 대비 NSA 기반 5G 서비스를 초기 구축했다.
SA로 옮겨 가는 네트워크 경로
5G SA(Standalone)는 5G 전용 코어인 5GC와 5G NR만으로 구성된 완전한 5G 네트워크다. LTE 인프라에 의존하지 않는 독립적 아키텍처라는 점에서 NSA와 구별된다.
전환은 기존 LTE 인프라에 5G NR을 추가하는 NSA 구축부터 시작한다. 이후 5GC를 구축하고 테스트한 뒤, NSA와 SA를 병행 운영한다. 마지막 단계에서는 핵심 서비스를 SA로 이전하고 NSA를 단계적으로 축소한다.
과도기 구조가 제공하는 것과 남기는 제약
NSA는 기존 LTE 인프라를 활용해 초기 투자 비용을 줄이고 5G 서비스를 빠르게 상용화할 수 있다. LTE 커버리지를 이용해 넓은 서비스 영역을 확보하고, 기술 검증과 최적화를 위한 과도기적 솔루션으로도 쓸 수 있다.
반면 LTE 의존성은 네트워크 복잡성을 높인다. 초저지연과 네트워크 슬라이싱 같은 완전한 5G 성능과 특성의 구현도 제한될 수 있다. 이중 연결은 단말기 배터리 소모를 늘릴 수 있으며, 장기적으로는 SA로의 마이그레이션이 필요하다.
통신사업자는 점진적 투자로 5G 구축 리스크를 낮추고 기존 LTE 투자 가치를 연장할 수 있다. 단말기 제조사는 NSA와 SA를 모두 지원하는 칩셋, 이중 연결을 고려한 안테나 설계, 배터리 효율 개선 기술을 준비해야 한다. 서비스 사용자는 초기부터 5G에 접근하면서도 커버리지 공백 없이 일관된 서비스를 이용할 수 있다.