技術(shù)
導(dǎo)讀:學(xué)通信,學(xué)5G,就上鮮棗課堂!
5G技術(shù)發(fā)展至今,相信大家對(duì)NSA和SA這兩個(gè)詞并不陌生。
從2017年年底開(kāi)始,這兩個(gè)概念就已經(jīng)進(jìn)入我們的視線。當(dāng)時(shí),5G NSA標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布,曾經(jīng)引起全球的廣泛關(guān)注。
大家都問(wèn),5G標(biāo)準(zhǔn)就5G標(biāo)準(zhǔn)唄,怎么還來(lái)個(gè)5GNSA標(biāo)準(zhǔn)(所謂的“半個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)”)的說(shuō)法?
后來(lái),大家才聽(tīng)明白,5G分為兩種組網(wǎng)類型,分別是NSA和SA。NSA是Non-Standalone,非獨(dú)立組網(wǎng)。SA是Standalone,獨(dú)立組網(wǎng)。
標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)波結(jié)束之后,到了2019年年底,圍繞NSA和SA,又鬧了一場(chǎng)風(fēng)波,也就是真假5G手機(jī)之爭(zhēng)。
這場(chǎng)風(fēng)波比上次更猛烈,幾乎是全國(guó)范圍的大論戰(zhàn)。
當(dāng)時(shí)的爭(zhēng)論焦點(diǎn),主要集中在5G手機(jī)的模式支持上。很多人認(rèn)為,僅支持NSA組網(wǎng)的手機(jī),并不是真正的5G手機(jī)。只有支持SA組網(wǎng)的手機(jī),才是真5G手機(jī)。
隨著時(shí)間的推移,大部分5G手機(jī)芯片都開(kāi)始同時(shí)支持SA和NSA,爭(zhēng)論也隨之平息。
可以預(yù)測(cè),到了今年9月份左右,NSA和SA又會(huì)在大家的朋友圈刷屏一次。為什么呢?
因?yàn)閲?guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商的5G SA核心網(wǎng),很有可能在9月份左右正式開(kāi)啟商用。也就是說(shuō),SA組網(wǎng)的5G,將在那個(gè)時(shí)候和大家見(jiàn)面。
為了幫助大家搞明白NSA和SA,重新整理了這篇介紹文章,請(qǐng)大家拍磚。
我們先從一個(gè)故事開(kāi)始說(shuō)起——
從前,有一個(gè)做餐飲業(yè)的老板。
他開(kāi)了一家餐廳,名叫四季餐廳。餐廳的主廚,叫胖四。
四季餐廳的生意一直很好。但是,隨著就餐人數(shù)日益增加,餐廳已經(jīng)無(wú)法為顧客提供滿意的服務(wù)。
所以,老板打算擴(kuò)張自己的生意。他的腦海里,浮現(xiàn)出兩種擴(kuò)張方案:
方案A,就是再租一個(gè)新門(mén)面房,開(kāi)一家全新的餐廳,取名“五季餐廳”。同時(shí),聘請(qǐng)一個(gè)更厲害的新大廚,叫胖五。
這種方案最簡(jiǎn)單直接,顧客體驗(yàn)更好。但是,這種方案也最花錢(qián),租店面、請(qǐng)廚師,成本很高。
方案B,還是租一個(gè)新門(mén)面房,開(kāi)一家全新的“五季餐廳”。但是,不聘請(qǐng)新大廚,而是由胖四直接負(fù)責(zé)照看四號(hào)餐廳和五號(hào)餐廳。
這種方案,雖然省錢(qián),但是有點(diǎn)麻煩——胖四很可能忙不過(guò)來(lái),五季餐廳口味沒(méi)有提升。此外,管理上也復(fù)雜了很多。
于是,老板就開(kāi)始在兩種方案之間反復(fù)糾結(jié)……
嗯,上面這個(gè)故事,聰明的通信汪肯定一下子就猜出來(lái)了——故事里面的老板,就是運(yùn)營(yíng)商。他開(kāi)的店,就是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。店面,就是基站。店里面的廚師,就是核心網(wǎng)。四季,就是4G。五季,就是5G。
方案A
方案B
我可以告訴大家,上面故事里面的方案A,就是獨(dú)立組網(wǎng)方式。而方案B,是非獨(dú)立組網(wǎng)方式。(注意,獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)各自分為多種,方案A和B只是其中一種。)
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),由基站(接入網(wǎng))、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)共同組成。(承載網(wǎng)主要是內(nèi)部連接,本篇暫不討論。)
NSA和SA所謂的“組網(wǎng)”,就是指基站和核心網(wǎng)的搭配方式。
NSA,通常是指無(wú)線側(cè)4G基站和5G基站并存,核心網(wǎng)采用4G核心網(wǎng)或5G核心網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)。而SA,是指無(wú)線側(cè)采用5G基站,核心網(wǎng)采用5G核心網(wǎng)的組網(wǎng)架構(gòu)。
事實(shí)上,放眼全球,直接采用SA方案的運(yùn)營(yíng)商并不多。大家都窮,所以,都會(huì)選擇NSA作為過(guò)渡方案。
前面我提到,NSA和SA方案分為很多種,我們來(lái)具體看一下到底包括哪些。
如下圖所示,5GNSA和SA總共包括5個(gè)系列,共10種方式。
每一個(gè)小方框,都代表一種組網(wǎng)方式。
(注意!4系的歸屬存在爭(zhēng)議,詳情見(jiàn)文末說(shuō)明?。?/strong>
之所以會(huì)有這么多方式,主要是因?yàn)槿蜻\(yùn)營(yíng)商有不同的客觀情況及需求。
我們逐一介紹一下吧。先挑簡(jiǎn)單的說(shuō)。
前面我們說(shuō)的方案A,核心網(wǎng)和基站全部新建,就是選項(xiàng)2組網(wǎng)方式。財(cái)力十分充足的運(yùn)營(yíng)商,或者初創(chuàng)的運(yùn)營(yíng)商,無(wú)疑會(huì)選擇這樣的方案。
"選項(xiàng)2"組網(wǎng)方式
或者,你把現(xiàn)有的4G基站升級(jí)一下,變成增強(qiáng)型4G基站。然后把它們接入5G核心網(wǎng),這樣可以利舊、省錢(qián)。這就是"選項(xiàng)5"組網(wǎng)方式。
e就是enhanced,增強(qiáng)型的意思
這里有點(diǎn)別扭,實(shí)際上應(yīng)該是 e(LTE eNB)
"選項(xiàng)5"組網(wǎng)方式
選項(xiàng)2和選項(xiàng)5,都是獨(dú)立建網(wǎng),所以都屬于“SA獨(dú)立組網(wǎng)方式”。
再來(lái)看看NSA非獨(dú)立組網(wǎng)。
相比SA來(lái)說(shuō),NSA要復(fù)雜得多。如果從純4G網(wǎng)絡(luò)一步一步演進(jìn)到純5G網(wǎng)絡(luò)(SA組網(wǎng)),那么,可以經(jīng)過(guò)“3系→7系→4系”這三個(gè)階段(也可以跳過(guò)某階段)。
先看3系。
前面所說(shuō)的餐廳方案B,就是典型的"3系"組網(wǎng)方式。目前我們國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商所處的5G階段,也是“3系”。
“3系”,就是“4G核心網(wǎng)+4G/5G基站”。
"3系"組網(wǎng)方式,包括選項(xiàng)3、選項(xiàng)3a、選項(xiàng)3x。
"3系"組網(wǎng)方式,參考的是雙連接架構(gòu)。
▉ 什么是雙連接架構(gòu)(Dual Connectivity)?
在雙連接構(gòu)架中,用戶終端(手機(jī))在連接態(tài)下可同時(shí)使用至少兩個(gè)不同基站的無(wú)線資源(分為主站和從站)。主站是用戶終端接入網(wǎng)絡(luò)的錨點(diǎn),提供用戶終端接入網(wǎng)絡(luò)的信令控制功能并能夠提供用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。從站僅為用戶終端提供額外的用戶面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)資源。
5G基站是無(wú)法直接連在4G核心網(wǎng)上面的,所以,它會(huì)通過(guò)4G基站接到4G核心網(wǎng)。
因?yàn)閭鹘y(tǒng)4G基站的處理能力有限,所以無(wú)法承載5G基站這個(gè)“拖油瓶”,所以,需要進(jìn)行硬件改造,變成增強(qiáng)型4G基站。
圖中,增強(qiáng)型4G基站就是錨點(diǎn)。
▉什么叫用戶面?什么叫控制面?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),用戶面就是用戶具體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),控制面就是管理和調(diào)度的那些命令。
這種組網(wǎng)方式,就是"選項(xiàng)3"。
而有的運(yùn)營(yíng)商,不愿意花錢(qián)改造4G基站(畢竟都是舊設(shè)備,遲早要淘汰)。于是,想了別的辦法。
第一種辦法,5G基站的用戶面直接通4G核心網(wǎng),控制面繼續(xù)錨定于4G基站。
上面這種方式,叫做"選項(xiàng)3a"。
第二種方法,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。
這種方式,叫做"選項(xiàng)3x"。
我們把它們?nèi)齻€(gè)放在一起,可以對(duì)比看看:
注意,只有"選項(xiàng)3"是增強(qiáng)型4G基站。
這3個(gè)選項(xiàng),都是以4G基站為錨點(diǎn)。
3/3a/3x組網(wǎng)方式,是目前大部分運(yùn)營(yíng)商選擇的方式,原因很簡(jiǎn)單:
1、利舊了4G基站,省錢(qián)。
2、部署起來(lái)很快很方便,有利于將5G迅速推入市場(chǎng),搶占用戶。
接下來(lái),就是“7系”。
正如前面餐廳的例子,“3系”是一個(gè)老廚師給2個(gè)店面供餐。雖然看似顧客能夠容納更多,但實(shí)際上廚師的水平?jīng)]有提升。
5G核心網(wǎng)這個(gè)“新廚師”,和“老廚師”有很大的不同。
如果沒(méi)有5G核心網(wǎng),就不能實(shí)現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡(luò)切片,5G低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)就無(wú)法實(shí)現(xiàn),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等5G拳頭場(chǎng)景也沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)。5G虛擬化架構(gòu)帶來(lái)的靈活運(yùn)維等優(yōu)勢(shì),也沒(méi)有辦法發(fā)揮。
所以,隨著5G基站越來(lái)越多,建設(shè)5G核心網(wǎng)就是一件必然的事情。
5G核心網(wǎng)建成之后,把"3系"組網(wǎng)方式里面的4G核心網(wǎng)替換掉,就變成了"7系"組網(wǎng)方式。
注意,錨點(diǎn)還是在4G基站上。
需要注意的是,因?yàn)楹诵木W(wǎng)是5G核心網(wǎng),所以此類方式下,4G基站都需要升級(jí)成增強(qiáng)型4G基站。
“7系”和“3系”相似,就不多做解釋了。
最后再看看"4系"。
在"4系"組網(wǎng)里,4G基站和5G基站共用5G核心網(wǎng),5G基站為主站,4G基站為從站。
唯一不同的,選項(xiàng)4的用戶面從5G基站走,選項(xiàng)4a的用戶面直接連5G核心網(wǎng)。如下圖所示:
錨點(diǎn)變成了5G基站
“4系”再往后發(fā)展,隨著4G基站逐步退網(wǎng),最終變成純5G網(wǎng)絡(luò),也就是前面所說(shuō)的“2系(選項(xiàng)2)”。
以上,就是NSA/SA組網(wǎng)方式的解釋說(shuō)明。不知道大家都看明白了沒(méi)?
我做了個(gè)動(dòng)圖,如下:
簡(jiǎn)而言之,這么多系里面,最重要的就是那個(gè)3系。搞懂了3系,其它系都容易懂。
扔一個(gè)完全版的全家福,看得更清楚:
大家也許會(huì)問(wèn),為什么有2、3、4、5、7,卻沒(méi)有1、6?
其實(shí),不僅有1、6,還有8。只不過(guò),選項(xiàng)1早已在4G結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn),選項(xiàng)6和選項(xiàng)8僅是理論存在的部署場(chǎng)景,不具有實(shí)際部署價(jià)值,標(biāo)準(zhǔn)中不予考慮。所以,在正式的場(chǎng)合,一般都不再提及1、6、8。
好啦,說(shuō)了半天,應(yīng)該都解釋清楚啦!
最后再提醒大家一下:非獨(dú)立組網(wǎng)的過(guò)渡,是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。就算SA核心網(wǎng)正式上線,大量的4G基站仍然會(huì)繼續(xù)存在。7系和4系的過(guò)渡過(guò)程,會(huì)比3系更加漫長(zhǎng)。以國(guó)內(nèi)的國(guó)情來(lái)看,也很可能會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)系列同時(shí)存在的情況。
嗯,今天的內(nèi)容就到這里。感謝大家的耐心觀看!
▉關(guān)于4系歸屬問(wèn)題的補(bǔ)充說(shuō)明
本文中,將4系歸屬于NSA,其實(shí)是存在爭(zhēng)議的。4系組網(wǎng)下,對(duì)NR來(lái)看,RRC和NAS信令都承載在5G側(cè),可以認(rèn)為是SA;但對(duì)于4G側(cè)來(lái)看,只有用戶面,就不能獨(dú)立了,是NSA。所以,站在不同的角度(4G或5G),得出的結(jié)論不同。網(wǎng)上大部分資料(包括GSMA)都直接將4系判定為NSA,并不嚴(yán)謹(jǐn),這里需要特別注意。技術(shù)本質(zhì)上,它們屬于MRDC,包括ENDC(3系),NGENDC(7系), NEDC(4系)。所以,4系叫做NEDC(NR-EUTRA Dual Connectivity),才是最準(zhǔn)確的。