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5G的NSA和SA,到底啥意思?

2020/06/23
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5G 技術(shù)發(fā)展至今,我相信大家對 NSA 和 SA 這兩個詞并不陌生。

從 2017 年年底開始,這兩個概念就已經(jīng)進(jìn)入我們的視線。當(dāng)時,5G NSA 標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布,曾經(jīng)引起全球的廣泛關(guān)注。

大家都問,5G 標(biāo)準(zhǔn)就 5G 標(biāo)準(zhǔn)唄,怎么還來個 5G?NSA 標(biāo)準(zhǔn)(所謂的“半個 5G 標(biāo)準(zhǔn)”)的說法?

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

標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)波結(jié)束之后,到了 2019 年年底,圍繞 NSA 和 SA,又鬧了一場風(fēng)波,也就是真假 5G 手機(jī)之爭。

這場風(fēng)波比上次更猛烈,幾乎是全國范圍的大論戰(zhàn)。

當(dāng)時的爭論焦點,主要集中在 5G 手機(jī)的模式支持上。很多人認(rèn)為,僅支持 NSA 組網(wǎng)的手機(jī),并不是真正的 5G 手機(jī)。只有支持 SA 組網(wǎng)的手機(jī),才是真 5G 手機(jī)。

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

我可以預(yù)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。為什么呢?

因為國內(nèi)三大運營商的 5G SA 核心網(wǎng),很有可能在 9 月份左右正式開啟商用。也就是說,SA 組網(wǎng)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,我重新整理了這篇介紹文章,請大家拍磚。

我們先從一個故事開始說起——

從前,有一個做餐飲業(yè)的老板。

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(shù)日益增加,餐廳已經(jīng)無法為顧客提供滿意的服務(wù)。

所以,老板打算擴(kuò)張自己的生意。他的腦海里,浮現(xiàn)出兩種擴(kuò)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(fù)責(zé)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,管理上也復(fù)雜了很多。

于是,老板就開始在兩種方案之間反復(fù)糾結(jié)……

嗯,上面這個故事,聰明的通信汪肯定一下子就猜出來了——故事里面的老板,就是運營商。他開的店,就是移動通信網(wǎng)絡(luò)。店面,就是基站。店里面的廚師,就是核心網(wǎng)。四季,就是 4G。五季,就是 5G。

方案 A

方案 B

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

移動通信網(wǎng)絡(luò),由基站(接入網(wǎng))、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)共同組成。(承載網(wǎng)主要是內(nèi)部連接,本篇暫不討論。)

NSA 和 SA 所謂的“組網(wǎng)”,就是指基站和核心網(wǎng)的搭配方式。

NSA,通常是指無線側(cè) 4G 基站和 5G 基站并存,核心網(wǎng)采用 4G 核心網(wǎng)或 5G 核心網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)。而 SA,是指無線側(cè)采用 5G 基站,核心網(wǎng)采用 5G 核心網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)。

事實上,放眼全球,直接采用 SA 方案的運營商并不多。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(wǎng)方式。(注意!4 系的歸屬存在爭議,詳情見文末說明?。?/p>

之所以會有這么多方式,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(wǎng)和基站全部新建,就是選項 2 組網(wǎng)方式。財力十分充足的運營商,或者初創(chuàng)的運營商,無疑會選擇這樣的方案。

"選項 2"組網(wǎng)方式

或者,你把現(xiàn)有的 4G 基站升級一下,變成增強(qiáng)型 4G 基站。然后把它們接入 5G 核心網(wǎng),這樣可以利舊、省錢。這就是"選項 5"組網(wǎng)方式。

e 就是 enhanced,增強(qiáng)型的意思

這里有點別扭,實際上應(yīng)該是? e(LTE eNB)

"選項 5"組網(wǎng)方式

選項 2 和選項 5,都是獨立建網(wǎng),所以都屬于“SA 獨立組網(wǎng)方式”。

再來看看 NSA 非獨立組網(wǎng)。

相比 SA 來說,NSA 要復(fù)雜得多。如果從純 4G 網(wǎng)絡(luò)一步一步演進(jìn)到純 5G 網(wǎng)絡(luò)(SA 組網(wǎng)),那么,可以經(jīng)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(wǎng)方式。目前我們國內(nèi)三大運營商所處的 5G 階段,也是“3 系”。

“3 系”,就是“4G 核心網(wǎng)+4G/5G 基站”。

?

"3 系"組網(wǎng)方式,包括選項 3、選項 3a、選項 3x。

"3 系"組網(wǎng)方式,參考的是雙連接架構(gòu)。

▉ 什么是雙連接架構(gòu)(Dual Connectivity)?

在雙連接構(gòu)架中,用戶終端(手機(jī))在連接態(tài)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(wǎng)絡(luò)的錨點,提供用戶終端接入網(wǎng)絡(luò)的信令控制功能并能夠提供用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。從站僅為用戶終端提供額外的用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)資源。

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

因為傳統(tǒng) 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(jìn)行硬件改造,變成增強(qiáng)型 4G 基站。

圖中,增強(qiáng)型 4G 基站就是錨點。

▉?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業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),控制面就是管理和調(diào)度的那些命令。

這種組網(wǎng)方式,就是"選項 3"。

而有的運營商,不愿意花錢改造 4G 基站(畢竟都是舊設(shè)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(wǎng),控制面繼續(xù)錨定于 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(shù)據(jù)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?nèi)齻€放在一起,可以對比看看:

注意,只有"選項 3"是增強(qiáng)型 4G 基站。

這 3 個選項,都是以 4G 基站為錨點。

3/3a/3x 組網(wǎng)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,有利于將 5G 迅速推入市場,搶占用戶。

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?jīng)]有提升。

5G 核心網(wǎng)這個“新廚師”,和“老廚師”有很大的不同。

如果沒有 5G 核心網(wǎng),就不能實現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡(luò)切片,5G 低時延等優(yōu)點就無法實現(xiàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等 5G 拳頭場景也沒有辦法實現(xiàn)。5G 虛擬化架構(gòu)帶來的靈活運維等優(yōu)勢,也沒有辦法發(fā)揮。

所以,隨著 5G 基站越來越多,建設(shè) 5G 核心網(wǎng)就是一件必然的事情。

5G 核心網(wǎng)建成之后,把"3 系"組網(wǎng)方式里面的 4G 核心網(wǎng)替換掉,就變成了"7 系"組網(wǎng)方式。

注意,錨點還是在 4G 基站上。

需要注意的是,因為核心網(wǎng)是 5G 核心網(wǎng),所以此類方式下,4G 基站都需要升級成增強(qiáng)型 4G 基站。

“7 系”和“3 系”相似,小棗君就不多做解釋了。

最后再看看"4 系"。

在"4 系"組網(wǎng)里,4G 基站和 5G 基站共用 5G 核心網(wǎng),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(wǎng)。如下圖所示:

?

錨點變成了 5G 基站

“4 系”再往后發(fā)展,隨著 4G 基站逐步退網(wǎng),最終變成純 5G 網(wǎng)絡(luò),也就是前面所說的“2 系(選項 2)”。

以上,就是 NSA/SA 組網(wǎng)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。

扔一個完全版的全家福,看得更清楚:

大家也許會問,為什么有 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(jié)構(gòu)中實現(xiàn),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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該都解釋清楚啦!

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

嗯,今天的內(nèi)容就到這里。感謝大家的耐心觀看,我們下期再見!

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通信行業(yè)知名新媒體鮮棗課堂創(chuàng)始人,通信行業(yè)資深專家、行業(yè)分析師、自媒體作者,《智聯(lián)天下:移動通信改變中國》叢書作者。通信行業(yè)13年工作經(jīng)驗,曾長期任職于中興通訊股份有限公司,從事2/3/4G及5G相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域方面的研究,曾擔(dān)任中興通訊核心網(wǎng)產(chǎn)品線產(chǎn)品經(jīng)理、能力提升總監(jiān)、中興通訊學(xué)院二級講師、中興通訊高級主任工程師,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗和積累。