5G SA and NSA

简介

独立组网模式(SA)

SA指的是新建5G网络,包括新基站、回程链路以及核心网。SA引入了全新网元与接口的同时,还将大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术,并与5GNR结合,同时其协议开发、网络规划部署及互通互操做所面临的技术挑战将超越3G和4G系统。网络

非独立组网模式(NSA)

NSA非独立组网指的是使用现有的4G基础设施,进行5G网络的部署。基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据,其控制信令仍经过4G网络传输架构

       能够说,SA是纯5G,接入、吞吐量、延时能达到最佳性能。NSA是借用4G设备的演进版5G。事实上,3GPP对5G的架构标准化的过程当中,在最先输出的是5G NSA(非独立组网),5G没法单独工做,仅仅是做为4G的加强,分担4G的流量。而5G SA(独立组网)的标准化足足比非独立组网慢了半年之久。性能

为何会有NSA?

答:穷,SA太烧钱。LTE才建好,你跟我说扔了,玩5G?很差意思,玩不起!测试

 

5G组网架构

对于5G的网络架构,在3GPP TSG-RAN 第 72 次全体大会上,提出了8个选项,以下图所示:优化

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       这8个选项分为独立组网和非独立组网两组。其中选项1,2,5,6是独立组网,选项3,4,7,8是非独立组网。非独立组网的选项3,4,7还有不一样的子选项。3d

       在这些选项中,选项1早已在4G结构中实现,选项6和选项8仅是理论存在的部署场景,不具备实际部署价值,标准中不予考虑。blog

为何这么多组合?

4G、5G设施建设中,耗费巨大,基站是大头,为了推进5G商用,3GPP的成员们不得不煞费苦心,把全部可能的不可能的都提出来,而后标准化可行的若干选项,供营运商选择。接口


独立组网SA

选项1

选项1,其实这是纯4G的组网架构,以下图:资源

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其中虚线表明控制面,实线表明用户面。开发

然而,选项1和5G显然并无一毛钱的关系!

选项2

选项2,架构最简洁,就是5G基站链接5G核心网,这是5G网络架构的终极形态,能够支持5G的全部应用。

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但终极形态通常是要通过几回变身才能达到的,目前中国移动就有将近230万个4G站点,全换成5G?直接杀了他算了。

选项5

选项5,注意,这里把4G基站升级加强了,而后连到了5G核心网上,本质上仍是4G。也就是说原先的4G核心网先退服,基站就改造一下继续用。

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可是,改造后的加强型4G基站跟5G基站相比,在峰值速率、时延、容量等方面依然有明显差异。后续的优化和演进,加强型4G基站也不必定都能支持。所以选项5架构的说是假5G也不冤枉。

选项6

选项6,把5G基站连到4G核心网,

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这样5G基站有力使不出,5G基站做为花钱的大头都建了,居然不建相对是小头的5G核心网?所以这个架构是不会有运营商选择的,3GPP也没有考虑标准化。

SA总结

总结起来,5G可能的独立组网方案只有选项2和选项5,其中选项2是5G网络的终极架构。

选项2的优点以下:

一、一步到位引入5G基站和5G核心网,不依赖于现有4G网络,演进路径最短。
二、全新的5G基站和5G核心网,可以支持5G网络引入的全部新功能和新业务。

与此同时,选项2对应的劣势以下:

一、5G 频点相对 LTE 较高,初期部署难以实现连续覆盖,会存在大量的5G与4G系统间的切换,用户体验很差。
二、初期部署成本相对较高,没法有效利用现有4G基站资源。

非独立组网NSA

前面说了,非独立组网有选项3/4/7/8,你觉得这就完了?仍是太年轻,你觉得是这样:

其实他是这样:

为啥有这些子选项?

5G非独立组网的诸多选项,都是由下面的三个问题的答案排列组合而成:

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热身

首先解释几个术语:

双链接:顾名思义,就是手机能同时跟4G和5G都进行通讯,能同时下载数据。通常状况下,会有一个主链接和从链接。

咱们能够把双链接想象成咱们经常使用的耳机同样,两路数据能够经过左右一双耳机传送。

控制面锚点:双链接中的负责控制面的基站就叫作控制面锚点。

不妨继续以耳机作比喻,控制面就像耳机中的控制按钮,有控制按钮那一侧同样既能够控制播放也能够发送数据。

分流控制点:用户的数据须要分到双链接的两条路径上独立传送,可是在哪里分流呢?这个分流的位置就叫分流控制点。

选项3系列

在"3系"组网方式中,参考的是LTE双链接架构,4G基站是主站,5G基站是从站

该系列的基站链接的核心网是4G核心网,控制面锚点都在4G,UE采用双链接,同时链接4G和5G基站。5G基站没法直接连在4G核心网上面,它会经过4G基站接到4G核心网。

  • 选项3:5G基站的用户面和控制面都经过4G基站链接到核心网。因为传统4G基站能力有限,这种状况须要对4G基站加强改造。
  • 选项3a:5G基站的用户面直接通4G核心网,控制面继续锚定于4G基站。
  • 选项3x:把用户面数据分为两部分,会对4G基站形成瓶颈的那部分,迁移到5G基站。剩下的部分,继续走4G基站。

营运商您看看,哪一种喜欢挑哪一种!

实际上3/3a/3x组网方式,是目前国外运营商最喜欢的方式,缘由很简单:

一、利用了旧的4G基站,省钱。
二、部署起来很快很方便,有利于迅速推入市场,抢占用户。

7系组网方式

把"3系"组网方式里面的4G核心网替换成5G核心网,这就是"7系"组网方式。


须要注意的是,由于核心网是5G核心网,因此此类方式下,4G基站都须要升级成加强型4G基站

4系组网方式

在"4系"组网里,4G基站和5G基站共用5G核心网,5G基站为主站,4G基站为从站

惟一不一样的,选项4的用户面从5G基站走,选项4a的用户面直接连5G核心网。

 

NSA与SA比较

一、NSA的优点在哪儿?


SA架构相比较而言更为简单,而NSA架构则略为复杂。相较SA,NSA的优点主要包括:
(1)借助目前成熟的4G网络扩大5G 覆盖范围。因为手机终端发射功率有限,因此5G网络的覆盖范围主要受限于上行(即手机发送信号到基站),那么经过与4G联合组网的方式(NSA)能够实现5G单站覆盖范围的扩大;

(2)NSA标准更早结束,产品更成熟。NSA相较SA标准更为提早,产品路标也相应的提前成熟。当前我国5G推动组也已经基本完成了NSA的大部分测试工做;

(3)无需建设新的核心网。NSA组网下,5G基站将利用现有4G核心网,省去5G核心网络的建设。

二、相较SA,NSA架构也有以下劣势


(1)仍必须改动4G现网。如上所述,NSA是4G网络和5G网络融合的组网方式,因此势必涉及到对4G现网的升级改造(包括无线和核心网);同时5G NR应用频段更高,覆盖范围更小,现有4G网络密度没法知足5G覆盖。

(2)没法调整现有设备的供应商结构。NSA组网方式下,更加依托于原有的设备投入,采用NSA须要互操做的统一性,仍然须要采购原网厂商的设备,则运营商不能从新划分设备厂商的投资结构。

(3)现网没法知足5G高可靠低时延要求。因为NSA无需建设5G新核心网,且NSA需借助4G无线空口(NSA无线锚点在4G),但现有的4G核心网架构和4G空口却没法知足5G对于时延和传输可靠性的要求。

三、NSA架构有助于快速建网,但较SA直接建网资本开支更高


       连续覆盖的前提下,不管采用SA仍是NSA密集城区场景所需5G基站数量相同。考虑到国内4G现网在密集城区的站间距已经在300米之内,经过对5G基站在密集城区室外场景的链路预算分析,咱们认为在4G/5G基站共站址的基础上,SA网络架构方案便可实现5G的连续覆盖(NSA架构下,也须要5G和4G基站共站址);SA基站单站价格更有优点。因为NSA须要5G与4G同厂商,而SA则无此要求。所以NSA架构下,运营商在采购5G基站时的议价能力势必会减弱。

       综上所述,整体来讲,不管如何组网,最终必然会走向SA架构。目前国内5G商用牌照已提早发放,为了抢占5G先发市场,NSA或将成为部分运营商的先期建网选择。但SA所有测试也很快会完成。