LTE NRM으로 읽는 EPC 구성요소와 데이터·제어 평면
LTE NRM의 UE, eNB, EPC 구성요소와 데이터·제어 신호 경로를 중심으로 인증, 베어러, 정책, 과금 처리 관계를 정리한다.
2026-08-14 · 최초 발행 2025-07-16
LTE 접속을 이루는 단말·무선망·코어망
LTE NRM(Network Reference Model)은 LTE 네트워크를 구성하는 요소와 각 요소의 연결 방식을 정리한 모델이다. 단말이 인터넷에 도달하는 데이터 경로와, 인증·이동성·정책·과금 같은 제어 처리가 분리되어 있다는 점이 구조 이해의 출발점이다.
UE(User Equipment)는 스마트폰, 태블릿, USB 동글처럼 LTE 칩을 탑재한 사용자 단말이다. USIM에 포함된 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)로 가입자를 식별하고 인증하며, 무선으로 LTE 망에 접속하는 최종 종단점이 된다.
eNB(Evolved Node B)는 UE에 무선 인터페이스를 제공하는 LTE 기지국이다. 단말과는 무선으로, 코어 네트워크와는 유선으로 연결된다. 무선 자원 관리, 이동성 제어, 패킷 스케줄링을 맡고, 다른 eNB와 X2 인터페이스로 직접 통신해 핸드오버를 지원한다.
S-GW(Serving Gateway)는 인트라-LTE 이동성에서 기준점이 되는 사용자 평면 게이트웨이다. UE가 eNB1에서 eNB2로 이동해도 S-GW를 중심으로 데이터 경로를 유지하며, 사용자 패킷의 라우팅과 포워딩을 담당한다.
P-GW(PDN Gateway)는 외부 PDN(Packet Data Network)과 LTE 코어망의 접점이다. 3GPP 규정 절차로 단말에 IP 주소를 할당하고, S-GW 간 이동성의 앵커링 포인트가 된다. UE별 QoS 정책을 적용하고 가입자별 Accounting Data와 CDR(Charging Data Record)을 관리한다. 사용자 데이터는 UE → eNB → S-GW → P-GW → 인터넷 경로를 따른다.
MME(Mobility Management Entity)는 사용자 데이터를 통과시키지 않는 제어 노드다. HSS에서 받은 키 정보를 바탕으로 EPS-AKA 프로토콜을 이용한 UE 인증을 수행하고, EPS 베어러(GTP 터널)의 생성·변경·해제를 관리한다. Connected, Idle 등의 가입자 이동성 상태도 MME가 관리한다.
HSS(Home Subscriber Server)는 가입자 정보의 중앙 데이터베이스다. 인증용 키 정보와 가입자 프로파일(QoS 등급, 서비스 정보 등)을 보관하며, MME가 인증과 서비스 제공에 필요한 정보를 받을 수 있도록 한다. 사용자 위치 정보도 추적·관리 대상이다.
정책과 과금은 데이터 전달 경로 밖에서 결정된다
PCRF(Policy and Charging Rules Function)는 QoS와 과금 규칙을 결정하는 기능이다. UE별 정책, 온라인·오프라인 과금 방식을 정하고 P-GW에 그 규칙을 전달한다. 네트워크 자원을 동적으로 조정하는 정책도 PCRF의 결정 범위에 속한다.
SPR(Subscriber Profile Repository)은 가입자별 Access Profile, 즉 정책과 과금 규칙을 위한 데이터를 보관한다. PCRF는 SPR을 조회해 정책 결정의 기준 정보를 얻는다.
OCS(Online Charging System)는 선불제(Prepaid)를 위한 실시간 과금 시스템이다. 사용량과 잔여 크레딧(credit)을 관리하고, 크레딧이 소진되면 서비스 제한에 필요한 정보를 P-GW와 실시간으로 주고받는다.
OFCS(Offline Charging System)는 후불제(Postpaid) 환경의 비실시간 과금 기능이다. P-GW가 전달한 CDR을 중앙에서 관리하고, 청구 시스템에 요금 청구 데이터를 제공한다.
PDN은 인터넷 또는 IP 네트워크를 가리키며, LTE 단말이 P-GW를 통해 도달하는 최종 연결 대상이다.
인터페이스로 보는 LTE NRM의 연결 관계
사용자 트래픽은 UE에서 eNB, S-GW, P-GW를 거쳐 인터넷으로 전달된다. 음성이나 데이터 같은 실제 사용자 트래픽이 이 경로를 지나며, MME·HSS·PCRF는 여기에 포함되지 않는다.
제어 신호는 목적에 따라 별도 경로를 가진다. 인증과 접속에서는 UE → eNB → MME → HSS 순서로 인증 키 정보를 요청하고 응답받으며, MME가 HSS의 키 정보로 UE를 인증한다. 정책과 과금 설정에서는 PCRF가 SPR에서 가입자 프로파일을 조회한 뒤 P-GW에 규칙을 전달한다. 베어러 설정은 MME가 S-GW 및 P-GW와 협력해 EPS 베어러를 만들고, QoS 파라미터와 터널 구성을 적용하는 과정이다.
접속부터 핸드오버까지의 처리
UE가 전원을 켜 LTE 접속을 시도하면 eNB가 그 요청을 MME에 전달한다. MME는 HSS에 UE 인증 정보를 요청하고, HSS는 인증 키와 가입자 프로파일을 제공한다. 인증이 성공하면 MME는 S-GW, P-GW와 EPS 베어러를 설정한다. P-GW는 UE에 IP 주소를 할당하고 PCRF의 QoS 정책을 적용한다. 이 단계가 끝나면 UE는 인터넷 서비스를 이용할 수 있다.
핸드오버에서는 eNB 간의 X2 연결과 S-GW의 앵커링 역할이 함께 작동한다.
UE가 eNB1과 통신하다 신호 강도 변화로 eNB2로 이동해야 하면, 두 eNB가 X2 인터페이스를 통해 핸드오버를 준비한다. UE가 eNB2로 접속을 전환한 뒤 S-GW가 데이터 경로 전환을 처리하므로, 단말은 eNB2를 통해 통신을 계속할 수 있다.
선불제 사용자가 1GB 데이터 한도로 서비스를 이용하는 경우에는 P-GW가 트래픽을 모니터링하고 OCS에 사용량 정보를 실시간으로 전달한다. OCS는 잔여 크레딧을 관리하다 사용량이 1GB에 도달하면 P-GW에 알린다. P-GW는 해당 사용자의 데이터 서비스를 제한하고, 사용자에게 데이터 소진 알림과 충전 안내를 제공한다.
5G 구조로 이어지는 LTE의 역할
LTE NRM은 4G 네트워크의 기반 구조이며, 5G에서는 일부 기능이 다른 형태로 이어진다. eNB는 gNB(5G New Radio 기지국)로 발전하고, MME·S-GW·P-GW의 역할은 AMF·SMF·UPF로 분리·재구성된다. 제어 평면과 사용자 평면의 분리도 더 완전한 구조로 발전하며, 네트워크 슬라이싱과 에지 컴퓨팅 같은 개념이 도입된다.
LTE와 5G의 공존은 당분간 불가피하다. LTE NRM의 데이터 경로, 제어 기능, 이동성 처리 방식을 이해해야 5G의 기능 분리 구조도 맥락 안에서 읽을 수 있다.