摘 要：第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，簡稱5G，于2018年6月的R15的基本協(xié)議版本中初步定型，在2019年開始大規(guī)模商用，為了考慮到各個(gè)國家、各個(gè)運(yùn)營商的差異，ITU提供了13種5G組網(wǎng)的方案，本文分析了其中主要方案的組網(wǎng)架構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用場景，可以為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)等提供參考。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立組網(wǎng)SA;非獨(dú)立組網(wǎng)NSA

第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，簡稱5G，于2018年6月的R15的基本協(xié)議版本中初步定型，按照商議，分為了SA和NSA，即第一階段是NSA，第二階段是SA。

SA是Stand alone，就是獨(dú)立組網(wǎng)，采用全新的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，NSA，非獨(dú)立組網(wǎng)，利用現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行改造、升級，混合組網(wǎng)。考慮到各個(gè)運(yùn)營商已經(jīng)存在的覆蓋廣泛的4G網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省投資，平滑過渡，5G協(xié)議了規(guī)定了13種5G組網(wǎng)方式，為運(yùn)營商提供不同的參考。

（1）Option1

選項(xiàng)1，是單一的4G的組網(wǎng)架構(gòu)，采用4G的基站eNodeB和4G的核心網(wǎng)EPC，同樣只能采用支持4G網(wǎng)絡(luò)的終端UE。

（2）Option2

選項(xiàng)2，是單一的5G組網(wǎng)架構(gòu)，采用5G基站gNodeB和5G的核心網(wǎng)NGC，在5G核心網(wǎng)中包含了AMF、NEF、PCF等網(wǎng)元，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：

（3）3系列

3系列又分為了3系列分為3，3a和3x這3個(gè)選項(xiàng)

1.Option 3

Option 3 的組網(wǎng)中，采用4G基站和4G核心網(wǎng)，搭配5G基站，信令錨點(diǎn)和數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)在4G基站上，4G負(fù)責(zé)控制面管理，還需要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分發(fā)給5G基站和終端，終端和5G基站之間只有用戶面沒有控制面。這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的缺點(diǎn)是由于5G基站和核心網(wǎng)之間沒有連接，原有的4G基站既要承擔(dān)終端的數(shù)據(jù)流量，還要承擔(dān)5G基站的數(shù)據(jù)流量。

2.Option 3a

選項(xiàng)3a針對選項(xiàng)3的缺點(diǎn)做了進(jìn)一步的改進(jìn)，5G基站和核心網(wǎng)之間有了用戶面的連接，數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)在了4G核心網(wǎng)上，由核心網(wǎng)向4G基站和5G基站分發(fā)用戶面數(shù)據(jù)，但是5G基站需要通過4G基站和核心網(wǎng)、終端進(jìn)行信令交互。

3.Option 3X

選項(xiàng)3x在3a的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn)，5G基站和4G基站同時(shí)和核心網(wǎng)連接，但是

有了明顯的分工，4G負(fù)責(zé)信令的轉(zhuǎn)發(fā)，5G基站負(fù)責(zé)用戶面的轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)在5G基站上，由于5G基站功能強(qiáng)大，能夠較好的體現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，成為NSA較好的選擇。

（4）4系列

4系列分為選項(xiàng)4和4a兩種，采用了5G核心網(wǎng)、5G基站為主，增強(qiáng)型4G基站為輔組網(wǎng)方式。 如果把5G核心網(wǎng)替換成為4G核心網(wǎng)，就是選項(xiàng)8，對于選項(xiàng)8不在做單獨(dú)描述。

由于采用了5G基站和5G核心網(wǎng)，所以4G基站必須選擇增強(qiáng)型的4G基站，增強(qiáng)型4G基站的部署需要的改造工作量較大。選項(xiàng)4a數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)在核心網(wǎng)，選項(xiàng)4的分流控制點(diǎn)在5G基站。終端和增強(qiáng)型4G基站間只有用戶面，沒有控制面信令。

（5）Option 5和Option 6

選項(xiàng)5和選項(xiàng)6都是混搭模式，選項(xiàng)5是5G核心網(wǎng)搭配增強(qiáng)型4G基站，選項(xiàng)6是4G核心網(wǎng)搭配5G基站。

可以看出，把4G基站升級增強(qiáng)之后連到了5G核心網(wǎng)之上，本質(zhì)上還是4G，改造后的增強(qiáng)型4G基站跟5G基站相比，在峰值速率、時(shí)延、容量等方面依然有明顯差別。

在新建5G核心網(wǎng)之后，由于覆蓋、擴(kuò)容等要求，一定會(huì)出現(xiàn)4G基站這連接5G核心網(wǎng)的應(yīng)用場景。

在3GPP的協(xié)議中，選項(xiàng)1、2、5、6都屬于獨(dú)立組網(wǎng)SA方式，選項(xiàng)3、4、7、8都屬于非獨(dú)立組網(wǎng)NSA方式，總結(jié)出來各自有下面的特點(diǎn)：

（1）NSA利用現(xiàn)有的4G核心網(wǎng)接入，沒有5G核心網(wǎng)，而SA全部采用5G核心網(wǎng)（選項(xiàng)1除開）。

（2）NSA中5G與4G在接入網(wǎng)級互通復(fù)雜，雖然利舊了4G設(shè)備，但組網(wǎng)和運(yùn)營成本大增;在SA組網(wǎng)下，5G核心網(wǎng)兼容5G基站和增強(qiáng)型4G基站，技術(shù)實(shí)現(xiàn)較為簡單。

（3）在NSA組網(wǎng)下，終端需要支持LTE和NR雙連接，終端成本會(huì)更高;SA組網(wǎng)下，終端僅僅支持NR既可。

那么各種NSA和SA各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適合哪些應(yīng)用場景呢？如表1所示。

參考文獻(xiàn)

[1] 5G共建共享NSA向SA演進(jìn)技術(shù)方案研究.龍青良等.《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》.2020年06期.

[2] 5G NSA和SA組網(wǎng)方案的評估與分析.李軍.《電信快報(bào)》.2020年06期.

作者簡介：趙闊（1983-11-），男，漢族，四川綿陽，大學(xué)本科，副教授，專業(yè)主任，教育教學(xué)改革。