5G的NSA和SA應用評估與分析

摘 要：第五代移動通信系統，簡稱5G，于2018年6月的R15的基本協議版本中初步定型，在2019年開始大規模商用，為了考慮到各個國家、各個運營商的差異，ITU提供了13種5G組網的方案，本文分析了其中主要方案的組網架構、優缺點以及應用場景，可以為5G網絡建設的規劃、設計等提供參考。

關鍵詞：獨立組網SA;非獨立組網NSA

第五代移動通信系統，簡稱5G，于2018年6月的R15的基本協議版本中初步定型，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，就是獨立組網，采用全新的5G網絡架構，NSA，非獨立組網，利用現有的4G網絡，進行改造、升級，混合組網。考慮到各個運營商已經存在的覆蓋廣泛的4G網絡，節省投資，平滑過渡，5G協議了規定了13種5G組網方式，為運營商提供不同的參考。

（1）Option1

選項1，是單一的4G的組網架構，采用4G的基站eNodeB和4G的核心網EPC，同樣只能采用支持4G網絡的終端UE。

（2）Option2

選項2，是單一的5G組網架構，采用5G基站gNodeB和5G的核心網NGC，在5G核心網中包含了AMF、NEF、PCF等網元，其網絡結構如下：

（3）3系列

3系列又分為了3系列分為3，3a和3x這3個選項

1.Option 3

Option 3 的組網中，采用4G基站和4G核心網，搭配5G基站，信令錨點和數據分流控制點在4G基站上，4G負責控制面管理，還需要負責將數據業務分發給5G基站和終端，終端和5G基站之間只有用戶面沒有控制面。這種網絡架構的缺點是由于5G基站和核心網之間沒有連接，原有的4G基站既要承擔終端的數據流量，還要承擔5G基站的數據流量。

2.Option 3a

選項3a針對選項3的缺點做了進一步的改進，5G基站和核心網之間有了用戶面的連接，數據分流控制點在了4G核心網上，由核心網向4G基站和5G基站分發用戶面數據，但是5G基站需要通過4G基站和核心網、終端進行信令交互。

3.Option 3X

選項3x在3a的基礎上做了進一步的改進，5G基站和4G基站同時和核心網連接，但是

有了明顯的分工，4G負責信令的轉發，5G基站負責用戶面的轉發，數據分流控制點在5G基站上，由于5G基站功能強大，能夠較好的體現5G網絡的優勢，成為NSA較好的選擇。

（4）4系列

4系列分為選項4和4a兩種，采用了5G核心網、5G基站為主，增強型4G基站為輔組網方式。 如果把5G核心網替換成為4G核心網，就是選項8，對于選項8不在做單獨描述。

由于采用了5G基站和5G核心網，所以4G基站必須選擇增強型的4G基站，增強型4G基站的部署需要的改造工作量較大。選項4a數據分流控制點在核心網，選項4的分流控制點在5G基站。終端和增強型4G基站間只有用戶面，沒有控制面信令。

（5）Option 5和Option 6

選項5和選項6都是混搭模式，選項5是5G核心網搭配增強型4G基站，選項6是4G核心網搭配5G基站。

可以看出，把4G基站升級增強之后連到了5G核心網之上，本質上還是4G，改造后的增強型4G基站跟5G基站相比，在峰值速率、時延、容量等方面依然有明顯差別。

在新建5G核心網之后，由于覆蓋、擴容等要求，一定會出現4G基站這連接5G核心網的應用場景。

在3GPP的協議中，選項1、2、5、6都屬于獨立組網SA方式，選項3、4、7、8都屬于非獨立組網NSA方式，總結出來各自有下面的特點：

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

（2）NSA中5G與4G在接入網級互通復雜，雖然利舊了4G設備，但組網和運營成本大增;在SA組網下，5G核心網兼容5G基站和增強型4G基站，技術實現較為簡單。

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

那么各種NSA和SA各自的優缺點和適合哪些應用場景呢？如表1所示。

參考文獻

[1] 5G共建共享NSA向SA演進技術方案研究.龍青良等.《郵電設計技術》.2020年06期.

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

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