SA網絡架構是5G商用最終目標

王翠林

自2019年6月6日工信部向基礎電信運營商發放5G商用牌照以來，運營商不斷加快5G網絡建設步伐。2020年中國移動、中國聯通、中國電信在5G相關部分的投資分別為1000億元、350億元和453億元，分別占各自總投資的55.6%、50%和53.3%。目前中國移動已經完成5G承載網、無線網、核心網的全部招標工作。中國電信和中國聯通已經啟動SA無線網主設備聯合招標，并分別啟動5G核心網招標工作。我國5G網絡建設進入加速階段。

5G網絡架構從NSA向SA平滑演進

5G核心網、頻率、天線等獨特性決定了5G新型基礎設施投資的必要性。根據移動互聯網和物聯網主要場景和業務需求，國際電信聯盟（ITU）為第五代移動通信技術定義了eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、URLLC（低時延高可靠通信）三大應用場景。為了滿足上述場景的業務需求，5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1-1Gbps的用戶體驗速率，百萬級的連接數密度以及毫秒級的時延。因此，5G核心網、天線構造、無線頻率都和4G完全不同，5G基站不可以在4G基站的基礎上升級。主要不同體現在三方面，一是芯片組不兼容。4G基站芯片無法支持5G制式。二是5G網絡架構中采用大規模天線陣列（Massive MIMO），以實現5G網絡時代Gbps級的用戶體驗速率性能，這要求在鐵塔上新建更多的抱桿資源和平臺。三是4G和5G使用的頻段不同，4G網絡頻段在1.8-2.6GHz，而5G網絡頻段更高，最低也會在3GHz頻段以上，這就造成了5G的設備需要重新投資建設。

4G網絡邁向5G的進程以核心網與無線接入網分開演進的方式進行。從3GPP 5G標準看，基于前向兼容和支撐未來網絡創新的設計原則，5G R15標準設計了兩個不同階段，移動核心網網關設備將控制功能和轉發功能進一步分離，以滿足未來海量移動流量轉發需求，降低業務傳輸時延，因此出現NSA（非獨立組網）和SA（獨立組網）兩種部署方式。NSA是融合現有的4G基站和網絡架構而部署的5G基站，但由于依托的是4G網絡架構，導致5G網絡的海量機器連接和超可靠低時延特性無法發揮，相應的應用場景無法支撐。SA則是支持5G網絡切邊、邊緣計算等所有新特性，并支撐三大場景而新建的5G基站和后端5G核心網，可以完全實現5G網絡的所有特性和功能。

5G網絡架構的演進路徑是經濟社會發展需求、技術能力以及國家發展戰略等多種因素綜合考量的選擇。包括我國在內的全球多數國家基礎運營商選擇首先以NSA網絡架構實現5G商用，并逐步向最終SA目標網絡架構平滑演進。究其原因，從技術和產業鏈成熟度分析，NSA技術和產業鏈更為成熟，NSA方案中部分選項可以依托運營商已建的4G網絡以4G基站做錨點，快速實現大面積覆蓋，使得運營商可以在5G發展初期快速實現部分大寬帶數據業務，而SA則需要新建5G核心網和5G基站，需要一定的時間。從經濟社會發展需求分析，我國通信產業更新換代、傳統產業轉型升級以及人民對美好生活的需要，決定了我國需要加速推進5G建設和應用，而NSA向SA的平滑演進是快速滿足國內經濟社會發展需求的現實選擇。從搶抓國際競爭制高點角度，我國移動通信技術從1G落后、2G追隨、3G突破到4G同步，國際地位不斷提升。如今發展5G技術成為各國普遍共識，搶抓5G發展機遇成為贏得未來國家戰略競爭新優勢的重要手段。

5G核心應用場景

5G商用前提之一是建立5G通信網絡基礎設施并發布5G商用標準。國內外標準組織針對5G提出若干應用場景及其典型功能。例如，2015年國際電信聯盟（ITU）則定義了5G三個應用場景方案：增強型移動寬帶（eMBB）、大連接物聯網（mMTC）及低時延高可靠通信（uRLLC）。我國網絡軟件系統（IMT）-2020（5G）促進組定義了5G應用的四種技術：連續的多個廣度和全覆蓋范圍，連續的高容量和小型容量熱點，低功耗比和大連接，高穩定性、可靠性和低延遲。

5G在速率、容量、覆蓋率及精確性方面質的提升為人類生產生活方式帶來顛覆變化。以國際電聯的定義為例，從信息交互對象不同角度劃分，其中eMBB場景是指對現有移動寬帶業務場景能力進一步增強，以更大帶寬的頂級寬帶應用追求極致通信體驗。在該場景下，VR/AR/XR、4K/8K超高清視頻等大流量移動寬帶業務將實現爆發式應用。相比于4G網絡，mMTC和uRLLC則是5G時代針對行業推出的全新場景。mMTC主要體現物與物之間的智能通信需求，面向智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等以傳感和數據采集為目標的應用場景。uRLLC應用于對時延和可靠性具有極高指標要求的行業，如車聯網、工業控制、遠程醫療等垂直行業的特殊應用。

勘誤說明：2020年4月27日，13-14期第8版中由于編輯排版疏忽，刊登的作者職務名稱有誤，正確應是獨立分析師云晴，特此說明，對作者造成的損失深表歉意。