隨著5G應用的持續拓展并不斷向垂直行業延申，5G網絡逐步實現了從“樣板間”到“商品房”的轉變。作為運營商服務垂直行業的橋頭堡，5G用戶面在滿足訪問資源隔離、業務本地分流等需求時發揮了至關重要的作用，但也不可避免地遇到一些問題和挑戰。基于此我們對當前5G網絡的用戶面機制進行了分析，并結合未來技術革新與應用場景拓展對下一代網絡的用戶面發展進行了思考與展望。
引言
用戶面是移動通信網中連接用戶、基站、核心網以及互聯網（Internet）的分組數據路由、處理和轉發鏈路。而用戶面功能（User Plane Function，UPF）則是負責分組數據處理的關鍵功能模塊，它不僅負責分組數據轉發和統計上報，還需具備特定業務識別、QoS策略執行等多項關鍵功能。
5G用戶面鏈路通常由基站以及一個或多個UPF組成，網元間通過GTP-U協議連接，并由接入和移動性管理功能（Access and Mobility Management Function，AMF）和會話管理功能（Session Management Function，SMF）等網元聯合建立、維護。
在很多業務場景（尤其是邊緣分流、雙域專網場景）下，用戶個性化業務要求用戶面路由的精確規劃，其規劃結果直接影響網絡服務的可用性、安全性和可靠性。因此為用戶進行精確的路由規劃是滿足其業務需求的必要前提和保障，更是運營商獲取差異化市場競爭優勢、提升用戶滿意度和忠誠度的有力手段。
5G網絡用戶面問題淺析
在支撐5G網絡運營運維過程中，我們深入分析了當前5G網絡用戶面演進趨勢和路由選擇機制的痛點問題及挑戰，并進行了系統的梳理與總結。
（一）公用UPF設備功能臃腫：隨著5G業務不斷向千行百業延伸，為支持廣域接入的特殊業務需求（如雙域專網、工業互聯網等），現有網絡的UPF設備功能不斷疊加（如業務分流、反向分流、切片隔離、5G LAN等），未來還將引入NPU、GPU等硬件以支持智能識別及體驗感知等需求。上述情況將導致網絡規劃建設、運營運維的難度持續增加。
（二）用戶面服務化不夠徹底：目前5G控制面已基本實現服務化，但5G用戶面的服務化進程相對滯后，依然停留在AMF選擇SMF、SMF選擇UPF的間接選擇機制，無法借助服務化提升網絡架構的靈活性和服務的開放性，難以滿足愈發精細化、多樣化的場景需求。
（三）路由規劃復雜度持續增加：當前5G用戶面規劃參數已達20余個，隨著業務的持續增加以及場景的不斷復雜，用戶面規劃參數還將繼續增加。當前基于DNN、切片等傳統參數進行簡單條件匹配的處理邏輯過于單一，如需進行精細化業務設計則要通盤考慮現有網絡部署情況，并進行繁雜的規劃和配置，網絡的運營和運維負擔持續增加。
（四）轉發協議自路由能力不足：當前用戶面網元間主要依靠GTP-U協議連接，但上述用戶面連接過程需要借助控制面網元居中傳遞GTP-U隧道信息，這不僅會給控制面網元帶來不必要的信令開銷，也會使用戶面路徑選擇結果受制于控制面路徑，限制了選擇靈活性。
（五）核心網用戶面與其他網絡聯動不足：GTP-U協議自2G/3G時代啟用以來雖在QoS保障、性能優化等方面取得了顯著進展，但也逐漸暴露出無法與底層承載網聯動以實現端到端的全生命周期SLA體驗保障的缺點，未來可能難以滿足超高可靠、超低時延以及超高帶寬等更加嚴苛的網絡質量要求。
下一代網絡演進思考
針對以上用戶面存在的問題，下一代網絡用戶面需要考慮向能力敏捷提供、規劃服務調用、維護智能提升、路由協議優化、網間互聯互動五大方向演進：
（一）能力敏捷提供:未來UPF可通過硬件資源靈活共享、功能角色快速轉換等新能力、趨同產品適當合并等新設計實現資源的優化配置，對外敏捷提供智能感知、業務保障等多樣化服務，降低網絡規劃建設的難度，并有效避免因軟硬件的煙囪式堆疊導致的資源浪費。
（二）規劃服務調用：下一代網絡用戶面可考慮獨立設置用戶面路由規劃服務以供控制面網元靈活調用，用來代替傳統繁雜的UPF間接選擇機制，推動用戶面路由規劃實現粒度可控、流程解耦、隨時調用。
（三）維護智能提升：未來用戶面需與人工智能等技術相結合共同參與用戶面的管理、規劃和維護，以實現用戶業務體驗提升、網絡運維復雜度降低等多方面的優化。
（四）路由協議優化：需考慮對現有GTP-U協議進行升級或替換以實現用戶面的自路由，基于新協議無需控制面網元參與其中即可自動打通核心網內部的路由轉發全路徑，降低控制面信令開銷并提升路由組織的靈活性。
（五）網間互聯互動：未來核心網用戶面協議需支持與承載網、傳輸網聯動，綜合考慮承載網節點負荷、路徑負荷等信息建立并實時調整用戶面數據的傳輸路徑，以提升端到端SLA體驗。
結語
隨著6G應用場景的逐步清晰和標準化進程的不斷加速，圍繞“三體四層五面”的6G總體架構，下一代用戶面架構、流程及協議研究也正緊鑼密鼓地展開。本文基于目前5G網絡商用過程中遇到的痛點問題，對下一代網絡的用戶面發展進行了思考與展望，旨在為下一代網絡的廣泛應用提供更加高效、靈活、可靠的用戶面技術支撐。
