5G的NSA和SA,到底啥意思?

2020-12-15 本本分分n英利檢測

5G技術發展至今,我相信大家對NSA和SA這兩個詞並不陌生。

從2017年年底開始,這兩個概念就已經進入我們的視線。當時,5G NSA標準正式發布,曾經引起全球的廣泛關注。

大家都問,5G標準就5G標準唄,怎麼還來個5G NSA標準(所謂的「半個5G標準」)的說法?

後來,大家才聽明白,5G分為兩種組網類型,分別是NSA和SA。NSA是Non-Standalone,非獨立組網。SA是Standalone,獨立組網。

標準風波結束之後,到了2019年年底,圍繞NSA和SA,又鬧了一場風波,也就是真假5G手機之爭。

這場風波比上次更猛烈,幾乎是全國範圍的大論戰。

當時的爭論焦點,主要集中在5G手機的模式支持上。很多人認為,僅支持NSA組網的手機,並不是真正的5G手機。只有支持SA組網的手機,才是真5G手機。

隨著時間的推移,大部分5G手機晶片都開始同時支持SA和NSA,爭論也隨之平息。

我可以預測,到了今年9月份左右,NSA和SA又會在大家的朋友圈刷屏一次。為什麼呢?

因為國內三大運營商的5G SA核心網,很有可能在9月份左右正式開啟商用。也就是說,SA組網的5G,將在那個時候和大家見面。

為了幫助大家搞明白NSA和SA,

我們先從一個故事開始說起——

從前,有一個做餐飲業的老闆。

他開了一家餐廳,名叫四季餐廳。餐廳的主廚,叫胖四。

四季餐廳的生意一直很好。但是,隨著就餐人數日益增加,餐廳已經無法為顧客提供滿意的服務。

所以,老闆打算擴張自己的生意。他的腦海裡,浮現出兩種擴張方案:

方案A,就是再租一個新門面房,開一家全新的餐廳,取名「五季餐廳」。同時,聘請一個更厲害的新大廚,叫胖五。

這種方案最簡單直接,顧客體驗更好。但是,這種方案也最花錢,租店面、請廚師,成本很高。

方案B,還是租一個新門面房,開一家全新的「五季餐廳」。但是,不聘請新大廚,而是由胖四直接負責照看四號餐廳和五號餐廳。

這種方案,雖然省錢,但是有點麻煩——胖四很可能忙不過來,五季餐廳口味沒有提升。此外,管理上也複雜了很多。

於是,老闆就開始在兩種方案之間反覆糾結……

嗯,上面這個故事,聰明的通信汪肯定一下子就猜出來了——故事裡面的老闆,就是運營商。他開的店,就是移動通信網絡。店面,就是基站。店裡面的廚師,就是核心網。四季,就是4G。五季,就是5G。

方案A

方案B

我可以告訴大家,上面故事裡面的方案A,就是獨立組網方式。而方案B,是非獨立組網方式。(注意,獨立組網和非獨立組網各自分為多種,方案A和B只是其中一種。)

移動通信網絡,由基站(接入網)、核心網、承載網共同組成。(承載網主要是內部連接,本篇暫不討論。)

NSA和SA所謂的「組網」,就是指基站和核心網的搭配方式。

NSA,通常是指無線側4G基站和5G基站並存,核心網採用4G核心網或5G核心網的組網架構。而SA,是指無線側採用5G基站,核心網採用5G核心網的組網架構。

事實上,放眼全球,直接採用SA方案的運營商並不多。大家都窮,所以,都會選擇NSA作為過渡方案。

前面我提到,NSA和SA方案分為很多種,我們來具體看一下到底包括哪些。

如下圖所示,5G NSA和SA總共包括5個系列,共10種方式。

每一個小方框,都代表一種組網方式。

(注意!4系的歸屬存在爭議,詳情見文末說明!)

之所以會有這麼多方式,主要是因為全球運營商有不同的客觀情況及需求。

我們逐一介紹一下吧。先挑簡單的說。

前面我們說的方案A,核心網和基站全部新建,就是選項2組網方式。財力十分充足的運營商,或者初創的運營商,無疑會選擇這樣的方案。

"選項2"組網方式

或者,你把現有的4G基站升級一下,變成增強型4G基站。然後把它們接入5G核心網,這樣可以利舊、省錢。這就是"選項5"組網方式。

e就是enhanced,增強型的意思

這裡有點彆扭,實際上應該是 e(LTE eNB)

"選項5"組網方式

選項2和選項5,都是獨立建網,所以都屬於「SA獨立組網方式」。

再來看看NSA非獨立組網。

相比SA來說,NSA要複雜得多。如果從純4G網絡一步一步演進到純5G網絡(SA組網),那麼,可以經過「3系→7系→4系」這三個階段(也可以跳過某階段)。

先看3系。

前面所說的餐廳方案B,就是典型的"3系"組網方式。目前我們國內三大運營商所處的5G階段,也是「3系」。

「3系」,就是「4G核心網+4G/5G基站」。

"3系"組網方式,包括選項3、選項3a、選項3x。

"3系"組網方式,參考的是雙連接架構。

▉ 什麼是雙連接架構(Dual Connectivity)?

在雙連接構架中,用戶終端(手機)在連接態下可同時使用至少兩個不同基站的無線資源(分為主站和從站)。主站是用戶終端接入網絡的錨點,提供用戶終端接入網絡的信令控制功能並能夠提供用戶面數據轉發。從站僅為用戶終端提供額外的用戶面數據轉發資源。

5G基站是無法直接連在4G核心網上面的,所以,它會通過4G基站接到4G核心網。

因為傳統4G基站的處理能力有限,所以無法承載5G基站這個「拖油瓶」,所以,需要進行硬體改造,變成增強型4G基站。

圖中,增強型4G基站就是錨點。

▉ 什麼叫用戶面?什麼叫控制面?

簡單來說,用戶面就是用戶具體的業務數據,控制面就是管理和調度的那些命令。

這種組網方式,就是"選項3"。

而有的運營商,不願意花錢改造4G基站(畢竟都是舊設備,遲早要淘汰)。於是,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,控制面繼續錨定於4G基站。

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。

這3個選項,都是以4G基站為錨點。

3/3a/3x組網方式,是目前大部分運營商選擇的方式,原因很簡單:

1、利舊了4G基站,省錢。

2、部署起來很快很方便,有利於將5G迅速推入市場,搶佔用戶。

接下來,就是「7系」。

正如前面餐廳的例子,「3系」是一個老廚師給2個店面供餐。雖然看似顧客能夠容納更多,但實際上廚師的水平沒有提升。

5G核心網這個「新廚師」,和「老廚師」有很大的不同。

如果沒有5G核心網,就不能實現端到端的網絡切片,5G低時延等優點就無法實現,工業網際網路、車聯網、遠程醫療等5G拳頭場景也沒有辦法實現。5G虛擬化架構帶來的靈活運維等優勢,也沒有辦法發揮。

所以,隨著5G基站越來越多,建設5G核心網就是一件必然的事情。

5G核心網建成之後,把"3系"組網方式裡面的4G核心網替換掉,就變成了"7系"組網方式。

注意,錨點還是在4G基站上。

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。

「7系」和「3系」相似,小棗君就不多做解釋了。

最後再看看"4系"。

在"4系"組網裡,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:

錨點變成了5G基站

「4系」再往後發展,隨著4G基站逐步退網,最終變成純5G網絡,也就是前面所說的「2系(選項2)」。

以上,就是NSA/SA組網方式的解釋說明。不知道大家都看明白了沒?

我做了個動圖,如下:

簡而言之,這麼多系裡面,最重要的就是那個3系。搞懂了3系,其它系都容易懂。

扔一個完全版的全家福,看得更清楚:

大家也許會問,為什麼有2、3、4、5、7,卻沒有1、6?

其實,不僅有1、6,還有8。只不過,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。所以,在正式的場合,一般都不再提及1、6、8。

好啦,說了半天,應該都解釋清楚啦!

最後再提醒大家一下:非獨立組網的過渡,是一個漫長的過程。就算SA核心網正式上線,大量的4G基站仍然會繼續存在。7系和4系的過渡過程,會比3系更加漫長。以國內的國情來看,也很可能會出現幾個系列同時存在的情況。

以上信息由英利檢測整理髮布,如有出入請及時指正,歡迎一起討論,我們一直在關注其發展,如有引用也請註明出處。我們在無線通信產品認證領域服務既深入又廣泛:::┆GCF┆PTCRB┆VERIZON┆ATT┆TMO┆SPRINT┆CCC┆SRRC┆CTA┆JATE┆TELEC┆BQB┆GMS┆USB┆HDMI┆Trad Mark┆:::

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