5G部署組網方式研究

鄭 巍

（湖北郵電規劃設計有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

5G即第五代通信技術，主要包括三大應用場景eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（大規模物聯網）和URLLC（高可靠低時延連接）。作為新一代的移動通信技術，5G將全面構建經濟社會中各行各業數字化轉型的關鍵技術設施，推動傳統領域數字化、網絡化和智能化升級，成為下一個萬億規模的經濟增長新動力。據中國信息通信研究院測算，到2030年，5G價值鏈將產出6.3萬億元[1]。

5G網絡部署的大致時間點為2020年。如何引入5G網絡，如何兼顧與4G的融合，如何實現5G網絡的目標架構，成為運營商考慮的重要問題。

1 5G架構選項介紹

從5G架構看，在3GPP制定的標準中，有Option1/2/3/4/5/6/7七種5G架構選項[2]，又分為獨立組網方式（SA）和非獨立組網方式（NSA）兩大類。其中，Option1/2/5/6屬于獨立組網方式，Option3/4/7屬于非獨立組網方式。

1.1 Option1

如圖1所示，LTE目前的部署方式，由LTE的核心網和基站組成。

1.2 Option2

如圖2所示，該架構屬于5G獨立組網，由gNB和NGC組成，完全替代LTE系統的基站和核心網。

1.3 Option3/3a/3x

如圖3所示，該方式保持EPC不變，先部署5G基站，將eNB和gNB連接至EPC。根據控制面和用戶面的轉發方式不同，Option3包含Option3/3a/3x三種方式。

Option3：控制面和用戶面都經由4G基站轉發。

Option3a：控制面都經由4G基站轉發，5G的用戶面數據直接連接到4G核心網。

Option3x：控制面信令都經由4G基站轉發，4G基站不能傳輸的用戶面數據使用5G基站與EPC直接傳輸。

圖1 Option1

圖2 Option2

圖3 Option3/3a/3x

1.4 Option4/4a

如圖4所示，Option4與Option3的不同在于，4G基站和5G基站共用5GC。Option4包含Option4/4a兩種方式。

Option4：控制面和用戶面都經由5G基站轉發。

Option4a：控制面都經由5G基站轉發，4G基站的用戶面數據直接連接到5GC。

圖4 Option4/4a

1.5 Option5

如圖5所示，該方式可以理解為先部署5GC，并在5GC中實現EPC的功能，先使用增強型4G基站，隨后再逐步部署5G無線接入網。

圖5 Option5

1.6 Option6

如圖6所示，該方式可以理解為先部署5G的無線接入網，但暫時采用4G LTE EPC。此場景會限制5G系統的部分功能，如網絡切片等，因此在網絡部署中已基本不再考慮。

圖6 Option6

1.7 Option7/7a/7x

如圖7所示，該方式和Option3類似，區別在于同時部署了5G RAN和5GC，將Option3中的EPC變成了5GC。根據控制面和用戶面的轉發方式不同，Option7包含Option7/7a/7x三種方式。

Option7：控制面和用戶面都經由4G基站轉發。

Option7a：控制面都經由4G基站轉發，5G的用戶面數據直接連接到5GC。

Option7x：控制面信令都經由4G基站轉發，4G基站不能傳輸的用戶面數據使用5G基站與5GC直接傳輸。

圖7 Option7/7a/7x

2 5G部署架構比較

結合第1章的介紹，運營商可選的5G組網方式主要有Option2/3/4/5/7。現在從終端連接、核心網、無線網組網方式和互操作方面進行比較，結果如表1所示。

3 運營商選擇方式的思考

運營商部署5G網絡，需要考慮業務場景需求、頻譜資源、覆蓋范圍、與現網的互操作及語音解決方案、技術成熟度和競爭態勢等方面的因素。長期看，5G網絡發展的最終目標架構是Option2，實現5G全覆蓋。從演進過程看，運營商可以選擇獨立組網，優先采用Option2方式部署5G，提供更強的業務能力和更好的用戶體驗；也可以在前期選擇非獨立方案，優選通過Option3/7引入5G，后期逐步過渡至Option2。

國內運營商中，中國電信在白皮書中已表示，5G網絡將優先選擇SA組網，并通過核心網互操作方案實現4G和5G網絡的協同[3]。中國移動在6月份聯合合作伙伴發布了“5G SA起航行動”。中國聯通表態將以SA為目標架構，但初期的5G引入策略尚不明確。

表1 5G部署架構比較

4 結 論

由于5G網絡在應用場景、關鍵指標、智能化配置、開放性等方面，較以往的通信網絡將出現變革性的創新發展，因此在5G網絡組網建設中采用了大量的新技術和新的網絡結構，給運營商網絡部署帶來了一定挑戰。不同運營商結合自身的網絡現狀和發展思路，可以選擇不同的演進路線。可以預見，在目前三大運營商都在進行5G部署驗證測試的基礎上，大規模的5G建設將很快到來。