[Protocol] 5G NR Fundamental - Part 15

5G NR Fundamental - Part 15: Policy Control, PCC Rule과 Charging 흐름

Part 14에서 Network Slicing을 보면서 UE가 어떤 Slice와 DNN으로 PDU Session을 만들지까지 살펴봤습니다. 그런데 실제 망에서는 여기서 끝나지 않습니다. 같은 Slice에 붙어도 가입자 요금제, 앱 종류, 기업 APN/DNN, 로밍 상태, 트래픽 사용량, 과금 조건에 따라 허용할 트래픽, 적용할 QoS, 과금 방식이 달라져야 합니다. 이 역할을 5GC 안에서 정리해 주는 중심 노드가 PCF이고, 그 결과물이 흔히 말하는 PCC Rule입니다.

작성 기준: 2026-05-12 · 3GPP TS 23.501/23.502/23.503/29.512/29.513/32.240/32.255 기준으로 학습용 설명을 덧붙였습니다.

핵심 요약

PCF는 정책 판단 노드: 가입자, Slice, DNN, 애플리케이션, 로밍, 과금 상태를 보고 어떤 정책을 적용할지 결정합니다.

 

PCC Rule은 정책의 묶음: 어떤 트래픽을 잡을지, 어떤 QoS를 줄지, 과금은 어떻게 할지를 하나의 규칙 단위로 표현합니다.

 

SMF가 실제 배포자: PCF가 내린 정책을 SMF가 UE의 QoS Rule, gNB의 QoS Flow 정보, UPF의 패킷 처리 규칙, CHF 과금 처리로 풀어냅니다.

 

 

구분	짧게 보면	로그에서 자주 보이는 포인트
PCF	Policy Control Function	SM Policy Association 생성/수정, PCC Rule 결정
PCC Rule	Policy and Charging Control Rule	Service Data Flow Filter, Precedence, QoS Data, Charging Data
QoS Rule	UE가 UL 패킷을 QFI에 매핑하는 규칙	PDU Session Establishment Accept 또는 Modification Command 내 QoS Rules
QFI	QoS Flow Identifier	5QI, ARP, GBR/MBR, reflective QoS 여부와 함께 확인
CHF	Charging Function	SMF와 과금 세션, 사용량 리포트, 온라인/오프라인 과금 처리

1. Policy Control이 필요한 이유

무선 구간만 보면 5G는 RRC, DRB, QoS Flow, RLC/MAC scheduling으로 설명할 수 있습니다.

 

하지만 상용망의 실제 동작은 그보다 훨씬 많은 조건을 봅니다. 예를 들어 같은 유튜브 트래픽이라도 일반 요금제, 프리미엄 요금제, 기업 회선, 로밍 가입자, 데이터 소진 상태에 따라 속도 제한이나 과금 처리가 달라질 수 있습니다.

이 차이를 SMF나 UPF가 제각각 로컬 설정만으로 처리하면 망 전체 정책이 금방 복잡해집니다.

 

그래서 5GC는 정책 판단을 PCF로 모읍니다.

 

PCF는 가입자 정책, 서비스 정책, 네트워크 상태, AF(Application Function)의 요청, 과금 상태 등을 참고해 SMF나 AMF가 사용할 정책을 제공합니다.

 

실무 로그에서는 이 과정이 “PDU Session을 만들었는데 왜 특정 5QI가 붙었는가”, “왜 이 DNN에서는 세션이 거절되었는가”, “데이터를 다 쓴 뒤 왜 속도 제한이 걸렸는가” 같은 질문으로 나타납니다.

감각적으로 이해하기 RAN이 무선 자원을 배정하는 현장 관리자라면, PCF는 “이 가입자와 이 서비스에는 어떤 규칙을 적용해야 하는가”를 정하는 정책 담당자에 가깝습니다. 그리고 SMF는 그 정책을 NAS, N2, N4, Charging 쪽으로 나눠 전달하는 조정자 역할을 합니다.

2. PCF는 5GC에서 무엇을 결정하는가

PCF는 이름 그대로 Policy Control Function입니다.

단순히 QoS 값 하나를 내려주는 노드가 아니라, Access and Mobility 정책과 Session Management 정책을 모두 다룰 수 있습니다.

 

Part 15에서는 PDU Session과 직접 연결되는 Session Management Policy Control을 중심으로 보겠습니다.

정책	영역	주요 소비자예시	대표 인터페이스
Access and Mobility Policy	AMF	서비스 영역 제한, RFSP Index, UE 정책 관련 판단	N15 / Npcf_AMPolicyControl
Session Management Policy	SMF	PCC Rule, QoS, 과금 제어, 트래픽 제어	N7 / Npcf_SMPolicyControl
UE Policy	UE	URSP 기반 앱별 Route Selection	NAS를 통한 UE Policy 전달
Application Influence	AF, NEF	애플리케이션 요구 기반 QoS/Traffic Steering 요청	N5 또는 NEF 경유

실제 장애 분석에서는 PCF가 독립적으로 보이지 않을 때가 많습니다.

UE 로그에는 PCF 메시지가 직접 보이지 않고, NAS 메시지의 QoS Rule 또는 PDU Session 거절 원인으로 간접적으로 보입니다.

 

코어망 로그에서는 SMF가 PCF로 정책 Association을 생성하거나 수정하는 메시지를 볼 수 있고, UPF 쪽에서는 PFCP 규칙이 바뀐 결과가 보입니다.

3. Policy and Charging 구조 한눈에 보기

아래 도식은 5GC에서 Policy와 Charging이 PDU Session에 관여하는 큰 흐름을 단순화한 것입니다. 정확한 표준 그림을 복사한 것이 아니라, 학습용으로 직접 재구성한 SVG입니다. 중요한 점은 PCF가 정책을 결정하고, SMF가 그 정책을 여러 방향으로 변환해 적용한다는 구조입니다.

5GC Policy and Charging 구조 단순화

4. PCC Rule의 의미와 구성 요소

PCC Rule은 Policy and Charging Control Rule의 약자입니다.

 

이름 그대로 정책과 과금을 한 번에 다루는 규칙입니다. 여기서 “정책”은 단순히 속도 제한만 뜻하지 않습니다.

어떤 패킷을 어느 QoS Flow로 보낼지, 특정 서비스에 gating을 걸지, 트래픽을 어느 경로로 보낼지, 사용량을 어떤 단위로 보고할지까지 포함될 수 있습니다.

PCC Rule	요소설명	실무에서 보는 방식
Rule ID	규칙 식별자	PCF/SMF 로그에서 어떤 Rule이 생성·수정·삭제됐는지 추적
Service Data Flow Filter	IP 5-tuple, protocol, port, domain/app 식별 등으로 서비스 트래픽을 분류	특정 앱만 별도 QoS를 받는지 확인할 때 중요
Precedence	여러 Rule이 겹칠 때 어떤 Rule을 우선 적용할지 결정	Default Rule보다 전용 Rule이 우선인지 확인
QoS Data	5QI, ARP, GBR/MBR, Reflective QoS 등 QoS 관련 정보	QFI 생성과 gNB/UE QoS 정보로 이어짐
Charging Data	Rating Group, Charging Key, Online/Offline charging 여부 등	과금 누락, 무료 데이터, 데이터 차감 이슈 분석
Gating/Control	허용, 차단, 제한 등 트래픽 제어	가입 제한, 데이터 소진 후 차단/제한 정책과 연결

Default QoS와 Dedicated QoS를 구분해서 보기 PDU Session이 생성되면 보통 기본 QoS Flow가 먼저 존재합니다. 이후 특정 서비스나 앱에 대해 별도 5QI 또는 GBR 요구가 있으면 Dedicated QoS Flow가 추가될 수 있습니다. PCC Rule 분석 시 “이 Rule이 기본 세션용인지, 특정 서비스용인지”를 먼저 나누면 로그가 훨씬 잘 읽힙니다.

5. PCC Rule, QoS Rule, QoS Flow의 관계

처음 보면 PCC Rule, QoS Rule, QoS Flow, PDR, QER 같은 용어가 한꺼번에 나와서 헷갈립니다.

 

핵심은 하나의 정책 결과가 각 노드에 맞는 언어로 번역된다는 점입니다. PCF가 PCC Rule을 SMF에 제공하면, SMF는 그것을 UE가 이해할 QoS Rule, gNB가 이해할 QoS Flow 정보, UPF가 이해할 PFCP Rule로 나눠 전달합니다.

PCC Rule이 UE/gNB/UPF/CHF 방향으로 변환되는 흐름

결과물	받는 노드	역할	분석 키워드
QoS Rule	UE	UL 패킷을 어떤 QFI로 보낼지 결정	Packet Filter, QFI, QoS Rule Identifier
QoS Flow 정보	gNB	QFI별 무선 자원 처리, DRB 매핑, ARP 판단	5QI, ARP, GBR, N2 SM information
PDR/QER/FAR	UPF	패킷 탐지, QoS enforcement, forwarding 처리	PFCP Session Establishment/Modification
URR/Charging 정보	UPF/CHF/SMF	사용량 측정, 과금 보고, quota 관리	Usage Report, Charging Key, Rating Group

6. PDU Session Establishment 중 Policy Control 흐름

PDU Session Establishment는 Part 6에서 한 번 봤지만, 이번에는 Policy 관점으로 다시 보겠습니다.

UE 입장에서는 단순히 NAS로 PDU Session Establishment Request를 보내는 것처럼 보입니다.

하지만 코어망 내부에서는 SMF가 PCF와 정책 Association을 만들고, 필요 시 CHF와 charging control을 준비하고, UPF에는 PFCP 규칙을 설치합니다.

PDU Session Establishment 중 Policy/Charging 관련 흐름

1. UE → AMF: UE가 DNN, S-NSSAI, PDU Session ID 등을 포함해 PDU Session Establishment Request를 보냅니다.
2. AMF → SMF: AMF는 적절한 SMF를 선택하고 Session Context 생성을 요청합니다.
3. SMF → PCF: SMF는 PDU Session에 적용할 정책을 받기 위해 SM Policy Association을 생성합니다.
4. PCF → SMF: PCF는 PCC Rule, QoS Data, Charging 관련 정보를 내려줍니다.
5. SMF → UPF: SMF는 N4/PFCP로 UPF에 PDR, QER, FAR, URR 등을 설치합니다.
6. SMF → AMF → UE/gNB: UE에는 QoS Rule이 NAS로 전달되고, gNB에는 QoS Flow 관련 정보가 N2로 전달됩니다.
7. 이후: 트래픽이 흐르면 UPF/SMF/CHF 경로에서 사용량 보고와 과금 처리가 이어집니다.

7. Charging: SMF, CHF, 온라인/오프라인 과금

Charging은 단순히 “요금을 매긴다”보다 넓은 개념입니다.

사용량을 어느 단위로 측정할지, 어떤 Rating Group에 넣을지, 실시간 quota를 확인할지, CDR을 만들지, 데이터 소진 상태를 정책에 반영할지 등이 모두 연결됩니다.

 

5G에서는 CHF(Charging Function)가 핵심 역할을 맡고, SMF는 세션의 과금 제어와 사용량 리포트 흐름을 관리합니다.

구분	의미	예시 상황	로그 포인트
Offline Charging	사용 이력을 기록해 나중에 과금/정산	월정액 데이터 사용량 집계, CDR 생성	Charging Data Record, Usage Report
Online Charging	실시간 잔액/quota를 확인하며 서비스 허용	선불 요금제, 데이터 잔량 소진 시 차단/속도 제한	Quota grant, quota exhaustion, re-authorization
Converged Charging	온라인/오프라인 과금 기능을 통합적으로 다루는 구조	동일 세션에서 사용량 보고와 실시간 제어를 함께 적용	Nchf service, SMF-CHF interaction
Spending Limit Control	사용자 지출/사용량 상태를 정책 판단에 활용	데이터 초과 후 특정 서비스 제한	PCF가 CHF 정보를 참조해 정책 변경

 

현장에서 많이 헷갈리는 부분은 PCF와 CHF의 관계입니다.

PCF는 정책을 결정하지만, 실제 charging session을 만들고 사용량을 보고하는 주체는 주로 SMF 쪽에서 보게 됩니다.

 

다만 PCF는 spending limit, quota 상태, 가입자 정책을 참고해 “이제 QoS를 낮춰라”, “이 서비스는 차단해라” 같은 정책 변경을 만들 수 있습니다.

QoS와 Charging은 따로 보이지만 실제로는 함께 움직인다 무료 데이터 대상 서비스는 과금 키가 별도로 잡힐 수 있고, 프리미엄 서비스는 전용 5QI를 받을 수 있습니다. 즉, 같은 PCC Rule 안에서 “어떤 패킷을 분류할 것인가”, “QoS를 어떻게 줄 것인가”, “과금은 어떻게 할 것인가”가 함께 묶이는 경우가 많습니다.

8. Policy Update가 발생하는 대표 상황

Policy는 PDU Session 생성 시 한 번만 결정되고 끝나는 것이 아닙니다.

 

세션이 유지되는 동안에도 조건이 바뀌면 PCF가 정책 업데이트를 만들고, SMF가 UE, RAN, UPF, CHF 쪽 구성을 수정할 수 있습니다.

로그에서 PDU Session Modification이 갑자기 보인다면, 그 배경에 Policy Update가 있는지 확인할 필요가 있습니다.

상황	정책 변화 예시	UE/RAN/UPF에서 보이는 결과
데이터 잔량 소진	속도 제한, 특정 트래픽 차단, 과금 Rule 변경	PDU Session Modification, QER rate limit 변경, charging update
AF의 QoS 요청	특정 애플리케이션에 dedicated QoS 부여	새 QFI 추가, QoS Rule 추가, DRB 재구성 가능
로밍/위치 변화	서비스 허용 범위 또는 정책 제한 변경	세션 유지 중 Policy 재평가 또는 세션 거절
가입자 정책 변경	요금제 변경, 기업 정책 변경, slice/DNN 정책 변경	기존 세션 수정 또는 재연결 시 다른 정책 적용
망 혼잡/운영 정책	일부 서비스 우선순위 조정	ARP/5QI 정책 변경 또는 admission 결과 변화

예시 흐름: 데이터 소진 후 속도 제한
1) UPF/SMF가 사용량 조건 충족을 감지
2) SMF/CHF 경로에서 quota 또는 charging 상태 갱신
3) PCF가 새로운 정책 판단
4) SMF가 UPF의 QER rate limit 변경
5) 필요 시 UE에 PDU Session Modification Command 전달
6) 이후 트래픽은 제한된 QoS/과금 정책으로 처리

9. Policy/Charging 관련 실패 원인

PDU Session 실패를 보면 무조건 무선 품질이나 RRC 문제로 의심하기 쉽습니다.

 

하지만 Attach/Registration은 정상이고 특정 DNN 또는 특정 서비스에서만 실패한다면, Policy/Charging 쪽 원인을 함께 봐야 합니다.

증상	가능 원인	확인 방향
PDU Session Establishment Reject	DNN/S-NSSAI 정책 불일치, 가입자 권한 없음	SMF selection, PCF policy decision, NAS cause
QoS Flow 생성 실패	PCF가 준 QoS 요구를 RAN이 수용하지 못함	5QI/GBR/ARP, NGAP PDU Session Resource Setup response
특정 앱만 느림	Dedicated Rule 미적용, Rule precedence 문제, QER 제한	SDF filter, QFI 매핑, UPF PDR/QER
데이터 소진 후 동작 이상	CHF quota 처리, spending limit 상태 반영 실패	CHF response, SMF charging update, PCF policy update
세션은 성공했지만 과금 누락	Rating Group/Charging Key 오류, URR 누락, Usage Report 실패	SMF-CHF, UPF URR, CDR/charging event
Policy update 후 세션 끊김	PDU Session Modification 처리 실패, RAN resource reject	NAS modification cause, NGAP reject, SMF rollback

로그를 볼 때 흔한 함정 UE 로그만 보면 “Network failure”처럼 뭉뚱그려 보이는 경우가 있습니다.  이때는 NAS cause 하나만 보고 결론을 내리지 말고, SMF-PCF의 policy response, SMF-UPF의 PFCP 결과, SMF-CHF의 charging 결과를 같은 시간축에 놓고 봐야 합니다.

10. 로그 분석 시 확인 포인트

Policy/Charging 문제는 여러 노드에 흔적이 흩어져 있습니다.

UE 로그, AMF/SMF 로그, PCF 로그, UPF PFCP 로그, CHF 로그를 한 번에 볼 수 없다면 최소한 “어떤 정책 결과가 실제 어느 노드까지 내려갔는지”를 단계별로 끊어서 확인해야 합니다.

단계	확인 항목	질문
1. UE 요청	DNN, S-NSSAI, PDU Session Type, SSC Mode	UE가 의도한 서비스 조합으로 요청했는가?
2. SMF 선택	Selected SMF, slice/DNN support	해당 Slice/DNN을 처리할 수 있는 SMF가 선택됐는가?
3. PCF 연동	SM Policy Association Create/Update	PCF가 PCC Rule을 정상 반환했는가?
4. QoS 결정	5QI, ARP, GBR/MBR, QFI, Default/Dedicated Flow	요구 QoS가 가입자/서비스 정책과 맞는가?
5. RAN 적용	N2 SM information, PDU Session Resource Setup/Modify	gNB가 QoS Flow를 수용했는가?
6. UPF 적용	PDR, QER, FAR, URR	패킷 탐지/제어/사용량 측정 규칙이 설치됐는가?
7. Charging	CHF response, quota, charging key, usage report	과금 세션과 사용량 보고가 정상인가?

UE 로그에서 보이는 단서

• PDU Session Establishment Accept 안의 QoS Rule, Session AMBR, PDU Address
• PDU Session Establishment Reject 또는 PDU Session Modification Reject의 NAS cause
• Dedicated QoS Flow 추가 시 PDU Session Modification Command 수신 여부
• UL 패킷이 어느 QFI로 매핑되는지, Reflective QoS가 사용되는지 여부

Core 로그에서 보이는 단서

• SMF가 PCF에 보낸 SM Policy Association Create/Update 요청과 응답
• PCF가 반환한 PCC Rule ID, SDF Filter, QoS Data, Charging Data
• SMF가 UPF에 설치한 PFCP PDR/QER/FAR/URR
• SMF와 CHF 사이의 charging init/update/terminate, quota 관련 응답
• Policy Update 이후 NAS/N2/N4가 모두 같은 방향으로 수정되었는지 여부

분석 순서 추천 PDU Session 문제는 UE 요청값 → SMF 선택 → PCF 정책 → RAN 수용 → UPF 설치 → CHF 과금 순서로 보면 좋습니다.  어느 지점까지 성공했고 어느 지점에서 정책이 사라졌는지 찾으면, “무선 문제인지”, “정책 문제인지”, “과금/가입자 데이터 문제인지”가 훨씬 빨리 갈립니다.

FAQ

Q1. PCF와 PCRF는 같은 개념인가요?

LTE EPC의 PCRF와 5GC의 PCF는 역할상 이어지는 부분이 있습니다.

둘 다 정책과 과금 제어를 담당하지만, 5GC는 Service Based Architecture 기반으로 Npcf 서비스, URSP, 5G QoS 구조 등과 결합되면서 동작 방식과 주변 노드 관계가 달라졌습니다.

 

Q2. PCC Rule과 QoS Rule은 무엇이 다른가요?

PCC Rule은 PCF가 SMF에 주는 정책/과금 규칙입니다. QoS Rule은 SMF가 UE에 내려주는 규칙으로, UE가 UL 패킷을 어떤 QFI로 매핑할지 판단하는 데 사용됩니다. 쉽게 말해 PCC Rule은 코어 정책 원본에 가깝고, QoS Rule은 UE용으로 번역된 결과물입니다.

 

Q3. PCF가 없으면 PDU Session이 불가능한가요?

구현과 구성에 따라 SMF의 로컬 정책으로 동작하는 경우도 있을 수 있습니다. 다만 표준적인 5GC 정책 구조에서는 PCF가 동적 정책 판단과 일관된 정책 적용을 담당합니다. 상용망에서는 PCF 연동 실패가 특정 DNN, Slice, QoS, 과금 이슈로 이어질 수 있습니다.

 

Q4. Charging 문제는 UE 로그에서 바로 확인할 수 있나요?

대부분 직접 보이지 않습니다. UE에는 세션 거절, 세션 수정, 속도 변화, QoS Rule 변화처럼 결과만 보이는 경우가 많습니다. 정확한 원인을 보려면 SMF, PCF, CHF, UPF 로그를 함께 봐야 합니다.

 

Q5. Dedicated QoS Flow가 생성되지 않으면 PCF 문제인가요?

꼭 그렇지는 않습니다. PCF가 Rule을 내리지 않았을 수도 있고, SMF가 매핑하지 못했을 수도 있으며, gNB가 자원을 수용하지 못했거나 UPF Rule 설치가 실패했을 수도 있습니다. 따라서 PCF 응답, SMF 처리, NGAP 응답, PFCP 결과를 순서대로 확인해야 합니다.

 

Q6. URSP는 이번 주제와 어떤 관계가 있나요?

URSP는 UE가 애플리케이션별로 어떤 PDU Session, DNN, S-NSSAI를 사용할지 선택하는 데 도움을 주는 UE Policy입니다. PCC Rule이 세션 내부 트래픽 제어에 가깝다면, URSP는 UE가 어떤 세션 경로를 선택할지에 더 가깝습니다.

3GPP 공식 참고자료

아래 문서는 3GPP 공식 DynaReport 기준입니다.

세부 릴리스와 버전은 발행 시점에 따라 변경될 수 있으므로, 실제 업무에서는 사용하는 Release 버전을 맞춰 확인하는 것이 좋습니다.

• 3GPP TS 23.503 - Policy and charging control framework for the 5G System (5GS); Stage 2
• 3GPP TS 23.501 - System architecture for the 5G System (5GS)
• 3GPP TS 23.502 - Procedures for the 5G System (5GS)
• 3GPP TS 29.512 - 5G System; Session Management Policy Control Service; Stage 3
• 3GPP TS 29.513 - 5G System; Policy and Charging Control signalling flows and QoS parameter mapping; Stage 3
• 3GPP TS 32.240 - Charging management; Charging architecture and principles
• 3GPP TS 32.255 - 5G data connectivity domain charging; Stage 2

다음 Part 16에서는 이 흐름을 이어서 5G Voice/IMS, PDU Session for IMS, EPS Fallback 또는 VoNR 기본 흐름으로 확장하면 좋습니다. 데이터 세션과 정책/과금까지 이해한 뒤 음성 서비스로 넘어가면, 왜 IMS 전용 DNN과 QoS가 필요한지 훨씬 자연스럽게 보입니다.