5G SA和NSA的技術(shù)要點(diǎn)和優(yōu)劣對(duì)比

本文摘選自5G哥的新書章節(jié),如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)。


 1 

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特性


5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),首先是分成了SA和NSA,在3GPP的R15版本中,分成了兩個(gè)階段,其中第一個(gè)階段發(fā)布的就是NSA,第二階段發(fā)布的是SA,它們的部署是不相同的。


什么是5G SA呢,SA即是Stand alone,就是獨(dú)立組網(wǎng),就是一套全新的5G網(wǎng)絡(luò),包括全新的基站和核心網(wǎng)。


而5G NSA呢,就是非獨(dú)立組網(wǎng),使用現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行改造、升級(jí)和增加一些5G設(shè)備,使網(wǎng)絡(luò)可以讓用戶體驗(yàn)到5G的超高網(wǎng)速,又不浪費(fèi)現(xiàn)有的設(shè)備。

 


 2 

SA和NSA的選項(xiàng)和技術(shù)要點(diǎn)


如果從技術(shù)理論設(shè)計(jì)上來說,SA(獨(dú)立組網(wǎng))無疑是最佳的選擇,但現(xiàn)實(shí)是3GPP不得不考慮目前各大運(yùn)營商已存在龐大的4G網(wǎng)絡(luò),如何能讓就網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能繼續(xù)發(fā)揮作用,節(jié)省投資,又能享受5G的體驗(yàn),這就是NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))。

 

但其實(shí)并不是這么簡(jiǎn)單,在NSA和SA下,又分成了很多的選項(xiàng),為運(yùn)營商提供組網(wǎng)參考。


SANSA組網(wǎng)方式


這么多的選項(xiàng),就是3GPP提供給運(yùn)營商更多的選擇,主要為他們提供節(jié)省資源利舊,我們看一下它們的差別。


SA 選項(xiàng)2全新的5G核心網(wǎng)和無線網(wǎng)gNB組網(wǎng),完全全新建。這樣的優(yōu)勢(shì)是可以完全發(fā)揮出5G的各項(xiàng)性能,按照3GPP的標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)。缺點(diǎn)就需要浩大的投資。


SA 選項(xiàng)5和上面的選項(xiàng)2相比,在這個(gè)模式下,把原來的4G基站進(jìn)行升級(jí)接入,它也屬于獨(dú)立組網(wǎng)。

 

NSA的組網(wǎng)方式就更多了,我們就講大類,選項(xiàng)34G核心網(wǎng)+4G基站與5G基站混合),而選項(xiàng)47,則是5G核心網(wǎng)+4G基站與5G基站混合),區(qū)別是對(duì)控制面和用戶面的方式的不同。具體的細(xì)分我們就不講解了,因?yàn)椋旧线\(yùn)營商大多數(shù)選擇了選項(xiàng)3的方式,原因很簡(jiǎn)單,增加的投資不多,卻最大效益的實(shí)現(xiàn)5G的功能。

 

NSA一般采用選項(xiàng)3x方案,就是把用戶面數(shù)據(jù)分為兩部分,會(huì)對(duì)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。

NSA選項(xiàng)3x組網(wǎng)方案


從上面SANSA的組網(wǎng)方式不同,我們總結(jié)其中的技術(shù)要點(diǎn)
1、NSA沒有5G核心網(wǎng),是利用現(xiàn)有的4G核心網(wǎng)接入,而SA則是全部采用5G架構(gòu),包括5G的核心網(wǎng)。
 
2、由于NSA是新建5G基站+4G基站升級(jí)支持5G的,再連接4G核心網(wǎng),因此,在NSA組網(wǎng)下,5G4G在接入網(wǎng)級(jí)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;SA組網(wǎng)下,5G4G僅在核心網(wǎng)級(jí)互通,非常簡(jiǎn)單。
 
3、在NSA組網(wǎng)下,終端需要支持LTENR雙連接,終端成本會(huì)更高;SA組網(wǎng)下,終端僅連接NR一種無線接入技術(shù),對(duì)4G采用回落技術(shù),簡(jiǎn)單成熟的技術(shù)。

看似簡(jiǎn)單的架構(gòu)區(qū)別,背后卻會(huì)牽涉出一堆性能指標(biāo)差別,這些指標(biāo)主要包括了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、上行帶寬、網(wǎng)絡(luò)靈活敏捷性和服務(wù)可靠性等。從技術(shù)的角度來說,NSA肯定是要比SA差很遠(yuǎn),但NSA可以利用現(xiàn)有的設(shè)備,節(jié)省投資快速部署5G,是運(yùn)營商愿意使用的關(guān)鍵。



 3 

SA和NSA的優(yōu)劣對(duì)比
 
5G網(wǎng)絡(luò)切片
 
NSASA的關(guān)鍵區(qū)別是有無5G核心網(wǎng),相對(duì)于2/3/4G,5G核心網(wǎng)是一次顛覆式設(shè)計(jì),它基于SBA服務(wù)化架構(gòu),使能敏捷高效地創(chuàng)建“網(wǎng)絡(luò)切片”,不同的切片應(yīng)對(duì)不同行業(yè)的多樣化的5G用例,運(yùn)營商可以輕松對(duì)客戶進(jìn)行個(gè)性化定制,既能提升現(xiàn)有客戶的價(jià)值,也能開展B2B,B2B2C模式擴(kuò)展,獲得新的商業(yè)模式和收入增長(zhǎng)點(diǎn)。
 
網(wǎng)絡(luò)切片通過靈活的網(wǎng)絡(luò)資源組合,為不同行業(yè)的5G用例保障不同的QoS,可大大提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,并可降低部署成本。
 
SA支持網(wǎng)絡(luò)切片  NSA不支持
 

MEC(多接入邊緣計(jì)算)
 
使用5G核心網(wǎng)的用戶面和控制面徹底分離,使能UPF(用戶面功能)實(shí)現(xiàn)下沉和分布式部署。這種分離架構(gòu),使MEC(多接入邊緣計(jì)算)成為可能,并分布式部署于網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)、本地側(cè)、匯聚側(cè)和核心側(cè)。
 
分布式的UPF/MEC意味著內(nèi)容和服務(wù)將從互聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)移動(dòng)內(nèi)網(wǎng),使之更接近用戶側(cè),從而減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延,并減輕核心網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),可實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制、AR/VR等低時(shí)延、大帶寬5G應(yīng)用。
 
由于MEC的存在,讓5G的低時(shí)延成為可能,這在V2X、工業(yè)自動(dòng)化等等行業(yè)應(yīng)用成為可能。
 
SA支持MEC   NSA不支持
 

網(wǎng)絡(luò)安全與開放
 
在安全構(gòu)架上,5G核心網(wǎng)比4G EPC更強(qiáng),具有更強(qiáng)的加密算法,更安全的隱私加密,更安全的網(wǎng)間互聯(lián)和更安全的用戶數(shù)據(jù),可全面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。
 
同時(shí),支持網(wǎng)絡(luò)能力的開放,5G核心網(wǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)接口,支持其它系統(tǒng)在安全框架內(nèi)接入。
 
SA安全和開放功能強(qiáng)  NSA安全與4G網(wǎng)絡(luò)一致,無開放能力
 




部署和運(yùn)維

 

NSA組網(wǎng)下,5G4G在接入網(wǎng)級(jí)互通,互連更復(fù)雜。而在SA組網(wǎng)下,與4G或以前的2G、3G網(wǎng)絡(luò),都只是一個(gè)網(wǎng)間互聯(lián)的關(guān)系,互聯(lián)非常簡(jiǎn)單。

 

互連復(fù)雜會(huì)影響空口時(shí)延。在控制面時(shí)延上, NSA組網(wǎng)下NR錨定于LTE控制面,因此,控制面時(shí)延基本與4G一樣。在用戶面時(shí)延上,如果LTENR數(shù)據(jù)流聚合,用戶面時(shí)延會(huì)受限于4G。

 

同時(shí),互連復(fù)雜會(huì)影響切換時(shí)延。在NSA組網(wǎng)下,由于5G NR錨定于4G LTE,NRNR之間的切換若發(fā)生LTE錨定改變,需多步驟才能完成,花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

 

NSA的部署,可以最大效能的利用原有的4G網(wǎng)絡(luò),原來的4G基站也可以通過軟升級(jí)支持5G,能節(jié)約投資,但會(huì)給運(yùn)維帶來極大的難題。SA下,雖然投入的設(shè)備會(huì)更多,但后期能接入自動(dòng)化運(yùn)維,真正實(shí)現(xiàn)智能化的故障處理等。

 

SA部署成本較高,運(yùn)維成本低  NSA部署投入少,部署快,運(yùn)維成本高


 4 

總結(jié)

 

綜上所述,SA將是運(yùn)營商未來的方向,NSA只作為過渡快速部署和利舊的方案,會(huì)獲得短期的應(yīng)用作為5G的嘗鮮,但從長(zhǎng)期來說,NSA終究會(huì)退出讓路。



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