5G是未來大勢所趨，但4G仍是主流

5G要來了，帶著期許的每秒上G的網速。

但對于5G的到來，我們似乎并沒有像對當初3G和4G那樣殷切地期待。

3G和4G催生了移動互聯網的浪潮，如今這座大廈已經建成，5G的eMBB似乎僅是錦上添花，讓網速更快一些而已。

曾經大熱的eMBB應用VR，現在又開始在低谷蟄伏。

而5G的愿景：萬物互聯呢？5G為此定義了兩個場景mMTC和uRLLC，期望以此引爆物聯網垂直應用。下圖是5G的3個應用場景：

然而，從4G時代引入的NB-IoT和eMTC這兩個低功耗廣覆蓋的物聯網技術已經可以滿足海量機器互聯的需求，但業(yè)界對應用和商業(yè)模式還在苦苦探索。

以自動駕駛為代表的低時延高可靠通信的應用，目前還在蹣跚學步，路慢慢其修遠。

所以，5G的部署真的要這么快嗎？

5G是未來大勢所趨，但4G仍是主流。

據相關咨詢公司預測，在2020年，4G將承載全球88%的流量，即使到了2025年，4G用戶數仍然占據50%到60%。

因此，和4G不同，業(yè)界對5G的投資都會比較謹慎，希望能投石問路，循序漸進。

這一切也反映在了3GPP對5G的架構標準化的進程上。

在最早凍結的5G NSA（非獨立組網）下，5G無法單獨工作，僅僅是作為4G的補充，分擔4G的流量。5G SA（獨立組網）的標準化足足比非獨立組網慢了半年之久。

下面我們將詳細討論什么是非獨立組網和獨立組網，以及它們有何異同之處。首先介紹一下

獨立組網模式（SA）：指的是新建5G網絡，包括新基站、回程鏈路以及核心網。SA引入了全新網元與接口的同時，還將大規(guī)模采用網絡虛擬化、軟件定義網絡等新技術，并與5GNR結合，同時其協議開發(fā)、網絡規(guī)劃部署及互通互操作所面臨的技術挑戰(zhàn)將超越3G和4G系統。

非獨立組網模式（NSA）：非獨立組網指的是使用現有的4G基礎設施，進行5G網絡的部署。基于NSA架構的5G載波僅承載用戶數據，其控制信令仍通過4G網絡傳輸。

5G獨立組網

對于5G的網絡架構，在3GPP TSG-RAN 第 72 次全體大會上，提出了8個選項，如下圖所示。

這8個選項分為獨立組網和非獨立組網兩組。其中選項1，2，5，6是獨立組網，選項3，4，7，8是非獨立組網。非獨立組網的選項3，4，7還有不同的子選項。

在這些選項中，選項1早已在4G結構中實現，選項6和選項8僅是理論存在的部署場景，不具有實際部署價值，標準中不予考慮。

下面我們逐個探討,，先從獨立組網說起。

這就是選項1，其實這是純4G的組網架構。

注意看圖里面連接手機、4G基站和4G核心網的各有一條實線和一條虛線。其中虛線代表控制面，實線代表用戶面。

控制面：就是用來發(fā)送管理、調度資源所需的信令的通道。

用戶面：直觀理解就是發(fā)送用戶具體的數據通道。用戶面和控制面是完全分離的。

然而，選項1和5G并沒有什么關系！

這是選項2，架構很簡單，就是5G基站連接5G核心網，這是5G網絡架構的終極形態(tài)，可以支持5G的所有應用。

雖然架構簡單，但是要建這樣一張5G網，要新建大量的基站和核心網，代價不菲。目前中國移動就有將近230萬個4G站點，要是在建同樣大的一張5G網絡花費巨大。

這是選項5，可以看出，這其實是把4G基站升級增強之后連到了5G核心網之上，本質上還是4G。但新建了5G核心網之后，原先的4G核心網也該慢慢退服，一定會出現4G基站這連接5G核心網的需求，因此也算是未來會出現的架構。

但是，改造后的增強型4G基站跟5G基站相比，在峰值速率、時延、容量等方面依然有明顯差別。后續(xù)的優(yōu)化和演進，增強型4G基站也不一定都能支持。因此選項5架構的前景也不樂觀。

這是選項6。把5G基站連到4G核心網，還獨立組網？這樣5G基站有力使不出，也太憋屈了。況且，5G基站作為花錢的大頭都建了，竟然不建相對是小頭的5G核心網？因此這個架構是不會有運營商選擇的，3GPP也沒有考慮標準化。

總結起來，5G可能的獨立組網方案只有選項2和選項5，其中選項2是5G網絡的終極架構。

選項2的優(yōu)勢如下：

1、一步到位引入5G基站和5G核心網，不依賴于現有4G網絡，演進路徑最短。
2、全新的5G基站和5G核心網，能夠支持5G網絡引入的所有新功能和新業(yè)務。

與此同時，選項2對應的劣勢如下：

1、5G 頻點相對 LTE 較高，初期部署難以實現連續(xù)覆蓋，會存在大量的5G與4G系統間的切換，用戶體驗不好。
2、初期部署成本相對較高，無法有效利用現有4G基站資源。

5G非獨立組網

下面到了非獨立組網了，總體上來說，非獨立組網要比獨立組網復雜得多,這也是省錢所必須要付出的代價。

首先解釋幾個術語：

雙連接：顧名思義，就是手機能同時跟4G和5G都進行通信，能同時下載數據。一般情況下，會有一個主連接和從連接。

我們可以把雙連接想象成我們常用的耳機一樣，兩路數據可以通過左右一雙耳機傳送。

控制面錨點：雙連接中的負責控制面的基站就叫做控制面錨點。

不妨繼續(xù)以耳機做比喻，控制面就像耳機中的控制按鈕，有控制按鈕那一側一樣既可以控制播放也可以發(fā)送數據。

分流控制點：用戶的數據需要分到雙連接的兩條路徑上獨立傳送，但是在哪里分流呢？這個分流的位置就叫分流控制點。

5G非獨立組網的諸多選項，都是由下面的三個問題的答案排列組合而成：

非獨立組網的3系列，7系列及4系列，就是對這3個問題的不同回答。下面我們來逐個介紹。

選項3系列

該系列的基站連接的核心網是4G核心網，控制面錨點都在4G，適用于5G部署的最初階段，覆蓋不連續(xù)，也沒太多業(yè)務，純粹是作為4G無線寬帶的補充而存在。

3系列分為3，3a和3x這3個選項，為什么有這樣的區(qū)分呢？關鍵在于數據分流控制點的不同。

從上圖可以看出，選項3的數據分流控制點在4G基站上，也就是說，4G不但要負責控制管理，還要負責把從核心網下來的數據分為兩路，一路自己發(fā)給手機，另一路分流到5G去發(fā)給手機。

由于選項2中的4G基站須大力軟件升級才能具備這樣的能力，然而，基站硬件能否扛得住5G的流量還真不好說，因此，選項3頗不受待見，自提出以來就乏人問津。

而有的運營商，不愿意花錢改造4G基站(畢竟都是舊設備，遲早要淘汰)。于是，想了別的辦法。

第一種辦法，5G基站的用戶面直接通4G核心網，控制面繼續(xù)錨定于4G基站。

什么叫用戶面?什么叫控制面?
簡單來說，用戶面就是用戶具體的數據，控制面就是管理和調度的那些命令。
上面這種方式，叫做"選項3a"。

第二種方法，就是把用戶面數據分為兩部分，會對4G基站造成瓶頸的那部分，遷移到5G基站。剩下的部分，繼續(xù)走4G基站

這種方式，叫做"選項3x"。

我們把它們三個放在一起，可以對比看看：

注意，只有"選項3"是增強型4G基站

3/3a/3x組網方式，是目前國外運營商最喜歡的方式，原因很簡單：

1、利用了舊的4G基站，省錢。
2、部署起來很快很方便，有利于迅速推入市場，搶占用戶。

畢竟，很多優(yōu)質的5G體驗，必須基于5G核心網才能實現。

7系組網方式

把"3系"組網方式里面的4G核心網替換成5G核心網，這就是"7系"組網方式。

需要注意的是，因為核心網是5G核心網，所以此類方式下，4G基站都需要升級成增強型4G基站。

4系組網方式

在"4系"組網里，4G基站和5G基站共用5G核心網，5G基站為主站，4G基站為從站。

唯一不同的，選項4的用戶面從5G基站走，選項4a的用戶面直接連5G核心網。如下圖所示：

這么多系里面，最重要的，就是那個3系。搞懂了3系，其它系都容易懂。將來打交道，研究最多的，估計就是3系和2系。

最后放一張完整版組網圖，看得更清楚：

NSA與SA比較

1、NSA的優(yōu)勢在哪兒？
SA架構相比較而言更為簡單，而NSA架構則略為復雜。相較SA，NSA的優(yōu)勢主要包括：
（1）借助目前成熟的4G網絡擴大5G 覆蓋范圍。由于手機終端發(fā)射功率有限，所以5G網絡的覆蓋范圍主要受限于上行（即手機發(fā)送信號到基站），那么通過與4G聯合組網的方式（NSA）可以實現5G單站覆蓋范圍的擴大；

（2）NSA標準更早結束，產品更成熟。NSA相較SA標準更為提前，產品路標也相應的提早成熟。當前我國5G推進組也已經基本完成了NSA的大部分測試工作；

（3）無需建設新的核心網。NSA組網下，5G基站將利用現有4G核心網，省去5G核心網絡的建設。

2、相較SA，NSA架構也有如下劣勢
（1）仍必須改動4G現網。如上所述，NSA是4G網絡和5G網絡融合的組網方式，所以勢必涉及到對4G現網的升級改造（包括無線和核心網）；同時5G NR應用頻段更高，覆蓋范圍更小，現有4G網絡密度無法滿足5G覆蓋。

（2）無法調整現有設備的供應商結構。NSA組網方式下，更加依托于原有的設備投入，采用NSA需要互操作的統一性，仍然需要采購原網廠商的設備，則運營商不能重新劃分設備廠商的投資結構。

（3）現網無法滿足5G高可靠低時延要求。由于NSA無需建設5G新核心網，且NSA需借助4G無線空口（NSA無線錨點在4G），但現有的4G核心網架構和4G空口卻無法滿足5G對于時延和傳輸可靠性的要求。

3、NSA架構有助于快速建網，但較SA直接建網資本開支更高
連續(xù)覆蓋的前提下，無論采用SA還是NSA密集城區(qū)場景所需5G基站數量相同。考慮到國內4G現網在密集城區(qū)的站間距已經在300米以內，通過對5G基站在密集城區(qū)室外場景的鏈路預算分析，我們認為在4G／5G基站共站址的基礎上，SA網絡架構方案即可實現5G的連續(xù)覆蓋（NSA架構下，也需要5G和4G基站共站址）；
SA基站單站價格更有優(yōu)勢。由于NSA需要5G與4G同廠商，而SA則無此要求。因此NSA架構下，運營商在采購5G基站時的議價能力勢必會減弱。

綜上所述，總體來說，無論如何組網，最終必然會走向SA架構。目前國內5G商用牌照已提前發(fā)放，為了搶占5G先發(fā)市場，NSA或將成為部分運營商的先期建網選擇。但SA全部測試預計也將于明年3月份左右完成（目前華為進度已基本完成），如不為了搶先5G用戶，預計6月份能一步跳過NSA組網，直接開展SA組網，有利于減少投資并且降低網絡復雜度！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5G标准——独立组网(SA)和非独立组网(NSA)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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