5세대(5G) 핵심망(5GC: 5G Core Network)에서 사용자 평면(UP: User Plane)을 처리하는 네트워크 기능.
기지국과 데이터 네트워크(DN: Data Network) 사이에서 사용자 패킷을 라우팅하여 전송하는 기능과 단말과 DN 간의 연결성(Connectivity)을 제공한다.

UPF는 AMF(Access Management Function)와 SMF(Session Management Function)와 함께 5G 핵심망을 구성한다. PDU 세션을 통해 단말과 외부 데이터 네트워크(DN)를 연결하는 노드로 단말과 외부 데이터 네트워크 간 패킷을 라우팅하여 전송하는 기능을 제공한다.
* 4세대(4G)는 사용자 평면(UP)이 S-GW와 P-GW로 분리된 2단 구조여서 트래픽 지연 시간과 네트워크 자원 분리에 불리하였다. 하지만 5G는 하나의 UPF로 사용자 평면을 제공하므로 구조가 단순화되고, gNB와 UPF 간 직접 터널을 사용하여 트래픽 지연이 줄어들게 되었다. 또한 제어 평면(Control Plane)과 사용자 평면(User Plane)을 분리하여 서비스별 네트워크 자원 분리가 쉬워졌다.

UPF의 주요 기능은 다음과 같다.
UPF는 단말로부터 수신한 패킷을 데이터 네트워크로 전달하거나 데이터 네트워크로부터 수신한 패킷을 단말로 전달하기 위해 사용자 단위로 패킷을 필터링한다. UPF는 단말이 5G 시스템 내 또는 다른 시스템으로 이동하는 경우 이동성 앵커 포인트(Mobility Anchor Point) 역할을 한다. ‘End Marker’를 원래의 기지국으로 전달하여 더 이상 해당 경로(path)로는 패킷이 수신되지 않는다는 것을 알린다. UPF는 SMF의 요청으로 단말 IP 주소를 할당할 수도 있다.
UPF는 SDF(Service Data Flow) Template 기반으로 Packet Inspection 기능을 제공하여 Application 감지도 가능하다. Policy에 따른 트래픽 차단(gating), Redirection 또는 Steering을 수행하며 사용자 패킷 수집을 통한 합법적 감청(LI: Lawful Intercept) 기능을 제공한다. UPF는 QoS 제공을 위해 상향 링크(uplink)와 하향 링크(downlink)에 대한 전송 속도 제어와 DSCP(Differentiated Services Code Point)와 같은 패킷 마킹(Packet Marking)과 Reflective QoS 제공을 위한 하향 링크 패킷에 대한 Packet Marking도 제공한다. UPF는 Idle 상태의 단말로 전달해야 할 패킷을 수신하면 SMF를 통해 AMF가 단말 착신을 위한 페이징(paging)을 동작하게 한다. 페이징 이후 단말이 네트워크에 접속하게 되면 UPF는 저장된 패킷을 단말에게 전송한다. UPF는 SMF의 제어를 받아 과금 정보를 수집하는 기능도 수행한다.

* 관련 표준
- 3GPP TS 38.300: "NR; NR and NG-RAN Overall Description; Stage 2"
- 3GPP TS 23.501: "System Architecture for the 5G System; Stage 2"