【转】5G标准——独立组网(SA)和非独立组网(NSA)

独立组网模式（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作所面临的技术挑战将超越3G和4G系统。

非独立组网模式（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，其控制信令仍通过4G网络传输。

5G独立组网

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，如下图所示。

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还有不同的子选项。

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，不具有实际部署价值，标准中不予考虑。

下面我们逐个探讨,，先从独立组网说起

这就是选项1，其实这是纯4G的组网架构。

注意看图里面连接手机、4G基站和4G核心网的各有一条实线和一条虚线。其中虚线代表控制面，实线代表用户面。

控制面：就是用来发送管理、调度资源所需的信令的通道。

用户面：直观理解就是发送用户具体的数据通道。用户面和控制面是完全分离的。

然而，选项1和5G并没有什么关系！

这是选项2，架构很简单，就是5G基站连接5G核心网，这是5G网络架构的终极形态，可以支持5G的所有应用。 虽然架构简单，但是要建这样一张5G网，要新建大量的基站和核心网，代价不菲。目前中国移动就有将近230万个4G站点，要是在建同样大的一张5G网络花费巨大。

这是选项5，可以看出，这其实是把4G基站升级增强之后连到了5G核心网之上，本质上还是4G。但新建了5G核心网之后，原先的4G核心网也该慢慢退服，一定会出现4G基站这连接5G核心网的需求，因此也算是未来会出现的架构。

但是，改造后的增强型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别。后续的优化和演进，增强型4G基站也不一定都能支持。因此选项5架构的前景也不乐观。

这是选项6。把5G基站连到4G核心网，还独立组网？这样5G基站有力使不出，也太憋屈了。况且，5G基站作为花钱的大头都建了，竟然不建相对是小头的5G核心网？因此这个架构是不会有运营商选择的，3GPP也没有考虑标准化。

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的优势如下：

1、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。
2、全新的5G基站和5G核心网，能够支持5G网络引入的所有新功能和新业务。

选项2对应的劣势如下：

1、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，用户体验不好。
2、初期部署成本相对较高，无法有效利用现有4G基站资源。

5G非独立组网

下面到了非独立组网了，总体上来说，非独立组网要比独立组网复杂得多,这也是省钱所必须要付出的代价。

首先解释几个术语：

双连接：顾名思义，就是手机能同时跟4G和5G都进行通信，能同时下载数据。一般情况下，会有一个主连接和从连接。

我们可以把双连接想象成我们常用的耳机一样，两路数据可以通过左右一双耳机传送。

控制面锚点：双连接中的负责控制面的基站就叫做控制面锚点。

不妨继续以耳机做比喻，控制面就像耳机中的控制按钮，有控制按钮那一侧一样既可以控制播放也可以发送数据。

分流控制点：用户的数据需要分到双连接的两条路径上独立传送，但是在哪里分流呢？这个分流的位置就叫分流控制点。

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：

非独立组网的3系列，7系列及4系列，就是对这3个问题的不同回答。下面我们来逐个介绍。

选项3系列

该系列的基站连接的核心网是4G核心网，控制面锚点都在4G，适用于5G部署的最初阶段，覆盖不连续，也没太多业务，纯粹是作为4G无线宽带的补充而存在。

3系列分为3，3a和3x这3个选项，为什么有这样的区分呢？关键在于数据分流控制点的不同。

从上图可以看出，选项3的数据分流控制点在4G基站上，也就是说，4G不但要负责控制管理，还要负责把从核心网下来的数据分为两路，一路自己发给手机，另一路分流到5G去发给手机。

由于选项2中的4G基站须大力软件升级才能具备这样的能力，然而，基站硬件能否扛得住5G的流量还真不好说，因此，选项3颇不受待见，自提出以来就乏人问津。

而有的运营商，不愿意花钱改造4G基站(毕竟都是旧设备，迟早要淘汰)。于是，想了别的办法。

第一种办法，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。

什么叫用户面?什么叫控制面?
简单来说，用户面就是用户具体的数据，控制面就是管理和调度的那些命令。
上面这种方式，叫做"选项3a"。 第二种方法，就是把用户面数据分为两部分，会对4G基站造成瓶颈的那部分，迁移到5G基站。剩下的部分，继续走4G基站.

这种方式，叫做"选项3x"。 我们把它们三个放在一起，可以对比看看：

注意，只有"选项3"是增强型4G基站

3/3a/3x组网方式，是目前国外运营商最喜欢的方式，原因很简单：

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

毕竟，很多优质的5G体验，必须基于5G核心网才能实现。

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。

需要注意的是，因为核心网是5G核心网，所以此类方式下，4G基站都需要升级成增强型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。

唯一不同的，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。如下图所示：

这么多系里面，最重要的，就是那个3系。搞懂了3系，其它系都容易懂。将来打交道，研究最多的，估计就是3系和2系。 最后放一张完整版组网图，看得更清楚：

NSA与SA比较

1、NSA的优势在哪儿？
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的优势主要包括：
（1）借助目前成熟的4G网络扩大5G 覆盖范围。由于手机终端发射功率有限，所以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），那么通过与4G联合组网的方式（NSA）可以实现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标准更为提前，产品路标也相应的提早成熟。当前我国5G推进组也已经基本完成了NSA的大部分测试工作；

（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。

2、相较SA，NSA架构也有如下劣势
（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，所以势必涉及到对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网络密度无法满足5G覆盖。

（2）无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需要互操作的统一性，仍然需要采购原网厂商的设备，则运营商不能重新划分设备厂商的投资结构。

（3）现网无法满足5G高可靠低时延要求。由于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空口却无法满足5G对于时延和传输可靠性的要求。

3、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，无论采用SA还是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米以内，通过对5G基站在密集城区室外场景的链路预算分析，我们认为在4G／5G基站共站址的基础上，SA网络架构方案即可实现5G的连续覆盖（NSA架构下，也需要5G和4G基站共站址）；
SA基站单站价格更有优势。由于NSA需要5G与4G同厂商，而SA则无此要求。因此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，总体来说，无论如何组网，最终必然会走向SA架构。目前国内5G商用牌照已提前发放，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全部测试预计也将于明年3月份左右完成（目前华为进度已基本完成），如不为了抢先5G用户，预计6月份能一步跳过NSA组网，直接开展SA组网，有利于减少投资并且降低网络复杂度！
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