5G核心网UPF是什么

UPF是指“用户平面功能”，是3GPP 5G核心网系统架构的重要组成部分，主要负责5G核心网中用户平面数据包的路由和转发相关功能；UPF在5G的边缘计算和网络切片技术中发挥着低延迟和大带宽的重要作用。

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UPF是什么

5G核心网中的UPF全称“User Plane Function”，中文意思为“用户平面功能”，主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发相关功能。

用户平面功能（UPF）是3GPP 5G核心网系统架构的重要组成部分，在5G的边缘计算和网络切片技术中发挥着低延迟和大带宽的重要作用。

UPF是5G网络和多接入边缘计算（MEC）之间的连接锚点。所有的核心网络数据必须由UPF转发，然后才能流向外部网络。MEC是5G业务应用的标志能力。基于5GC的C/U分裂架构，控制面NF集中部署在中心DC，UPF下沉到网络边缘，可以降低传输时延，实现数据流的本地分流，缓解核心网的数据传输压力，从而提高网络数据处理效率，满足垂直行业对网络超低时延、超高带宽和安全性的需求。

UPF作为5GC网络的用户平面网元，主要支持UE业务数据的路由和转发、数据和业务识别、动作和策略执行等。UPF通过N4接口与会话管理功能（SMF）交互，由SMF直接控制和管理，并根据SMF发布的各种策略执行业务流处理。

UPF功能

• 作为移动基础设施（Mobile Infrastructure，例如：RAN）和 DN（Data Network）之间的互连点，完成 UP 上 GTP-U（GRPS 隧道协议）协议的封装和解封装。

• 用于 RAT（Radio Access Technologies，无线接入技术）内部、或 RAT 之间移动性的 PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）会话锚点（Session Anchor Point），包括向 gNB（NG-RAN 节点）发送一个或多个 End 标记包（End Marker Packets）。

• 分组路由和转发：当 UPF 在多个 PSA（PDU session anchor）之间时，即 UPF 作为 I-UPF（Intermediate UPF，中间 UPF）时，会充当上行链路分类器（Uplink Classifier，UL-CL）和分支点的角色以支持多宿主 PDU 会话。作为前者时，会基于 traffic matching filters 将数据流导向到特定 DN。

• 数据包检查：使用 SDF（Service Data Flow，服务数据流）的 traffic filter templates 或者接收从 SMF 发出的 3-tuple（协议、以及服务端的 IP 地址和端口）PDF（Packet Flow Description）来对应用流程进行检测。

• 用户平面部分策略规则实施，例如门控，重定向，流量转向。

• 提供 UP 的 Pre-Flow QoS 功能，对包括上行链路（UL）和下行链路（DL）的传输层数据段实施速率限制（Rate Limiting）以及分组标记，以及在 DL 上处理反射 QoS（DSCP）标记，在 UL 上处理流量验证（SDF 到 QoS 流量映射）。

• 为计费（Billing）以及合法拦截（LI，Lawful Intercept）提供 UP 流量收集接口以及流量使用报告。

扩展知识：相关名词解释

缩写	英文名称	中文名称
UPF	User Plane Function	用户面功能
PFCP	Packet Forwarding Control Protocol	报文转发控制协议
SDF	Service Data Flow	业务数据流
PDRs	Packet Detection Rules	数据包检测规则
FARs	Forwarding Action Rules	转发操作规则
BARs	Buffering Action Rules	缓冲操作规则
QERs	QoS Enforcement Rules	Qos实施规则
URRs	Usage Reporting Rules	用量上报规则
QFI	Qos Flow Identifier	QoS流标识符

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