5G的NSA和SA,到底啥意思?

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                                                       本文来自与非网

5G 技术发展至今,我相信大家对 NSA 和 SA 这两个词并不陌生。从 2017 年年底开始,这两个概念就已经进入我们的视线。当时,5G NSA 标准正式发布,曾经引起全球的广泛关注。

 

大家都问,5G 标准就 5G 标准呗,怎么还来个 5G NSA 标准(所谓的“半个 5G 标准”)的说法?

 

后来,大家才听明白,5G 分为两种组网类型,分别是 NSA 和 SA。NSA 是 Non-Standalone,非独立组网。SA 是 Standalone,独立组网。

 

 

标准风波结束之后,到了 2019 年年底,围绕 NSA 和 SA,又闹了一场风波,也就是真假 5G 手机之争。

 

这场风波比上次更猛烈,几乎是全国范围的大论战。

 

当时的争论焦点,主要集中在 5G 手机的模式支持上。很多人认为,仅支持 NSA 组网的手机,并不是真正的 5G 手机。只有支持 SA 组网的手机,才是真 5G 手机。

 

 

随着时间的推移,大部分 5G 手机芯片都开始同时支持 SA 和 NSA,争论也随之平息。

 

我可以预测,到了今年 9 月份左右,NSA 和 SA 又会在大家的朋友圈刷屏一次。为什么呢?

 

因为国内三大运营商的 5G SA 核心网,很有可能在 9 月份左右正式开启商用。也就是说,SA 组网的 5G,将在那个时候和大家见面。

 

 

为了帮助大家搞明白 NSA 和 SA,我重新整理了这篇介绍文章,请大家拍砖。

 

我们先从一个故事开始说起——

 

从前,有一个做餐饮业的老板。

 

 

他开了一家餐厅,名叫四季餐厅。餐厅的主厨,叫胖四。

 

 

四季餐厅的生意一直很好。但是,随着就餐人数日益增加,餐厅已经无法为顾客提供满意的服务。

 

 

所以,老板打算扩张自己的生意。他的脑海里,浮现出两种扩张方案:

 

方案 A,就是再租一个新门面房,开一家全新的餐厅,取名“五季餐厅”。同时,聘请一个更厉害的新大厨,叫胖五。

 

 

这种方案最简单直接,顾客体验更好。但是,这种方案也最花钱,租店面、请厨师,成本很高。

 

方案 B,还是租一个新门面房,开一家全新的“五季餐厅”。但是,不聘请新大厨,而是由胖四直接负责照看四号餐厅和五号餐厅。

 

 

这种方案,虽然省钱,但是有点麻烦——胖四很可能忙不过来,五季餐厅口味没有提升。此外,管理上也复杂了很多。

 

于是,老板就开始在两种方案之间反复纠结……

 

 

嗯,上面这个故事,聪明的通信汪肯定一下子就猜出来了——故事里面的老板,就是运营商。他开的店,就是移动通信网络。店面,就是基站。店里面的厨师,就是核心网。四季,就是 4G。五季,就是 5G。

 

方案 A

 

方案 B

 

我可以告诉大家,上面故事里面的方案 A,就是独立组网方式。而方案 B,是非独立组网方式。(注意,独立组网和非独立组网各自分为多种,方案 A 和 B 只是其中一种。)

 

移动通信网络,由基站(接入网)、核心网、承载网共同组成。(承载网主要是内部连接,本篇暂不讨论。)

 

 

NSA 和 SA 所谓的“组网”,就是指基站和核心网的搭配方式。


NSA,通常是指无线侧 4G 基站和 5G 基站并存,核心网采用 4G 核心网或 5G 核心网的组网架构。而 SA,是指无线侧采用 5G 基站,核心网采用 5G 核心网的组网架构。

 


事实上,放眼全球,直接采用 SA 方案的运营商并不多。大家都穷,所以,都会选择 NSA 作为过渡方案。

 


前面我提到,NSA 和 SA 方案分为很多种,我们来具体看一下到底包括哪些。

 

 

如下图所示,5G NSA 和 SA 总共包括 5 个系列,共 10 种方式。

 

 

每一个小方框,都代表一种组网方式。(注意!4 系的归属存在争议,详情见文末说明!)

 

之所以会有这么多方式,主要是因为全球运营商有不同的客观情况及需求。

 

我们逐一介绍一下吧。先挑简单的说。

 

前面我们说的方案 A,核心网和基站全部新建,就是选项 2 组网方式。财力十分充足的运营商,或者初创的运营商,无疑会选择这样的方案。

 

"选项 2"组网方式

 

或者,你把现有的 4G 基站升级一下,变成增强型 4G 基站。然后把它们接入 5G 核心网,这样可以利旧、省钱。这就是"选项 5"组网方式。

 

e 就是 enhanced,增强型的意思

 

这里有点别扭,实际上应该是  e(LTE eNB)

 

"选项 5"组网方式

 

选项 2 和选项 5,都是独立建网,所以都属于“SA 独立组网方式”。

 

再来看看 NSA 非独立组网。

 

相比 SA 来说,NSA 要复杂得多。如果从纯 4G 网络一步一步演进到纯 5G 网络(SA 组网),那么,可以经过“3 系→7 系→4 系”这三个阶段(也可以跳过某阶段)。

 

 

先看 3 系。

 

前面所说的餐厅方案 B,就是典型的"3 系"组网方式。目前我们国内三大运营商所处的 5G 阶段,也是“3 系”。

 


“3 系”,就是“4G 核心网+4G/5G 基站”。

 

 

"3 系"组网方式,包括选项 3、选项 3a、选项 3x。

 

"3 系"组网方式,参考的是双连接架构。

 

▉ 什么是双连接架构(Dual Connectivity)?

 

在双连接构架中,用户终端(手机)在连接态下可同时使用至少两个不同基站的无线资源(分为主站和从站)。主站是用户终端接入网络的锚点,提供用户终端接入网络的信令控制功能并能够提供用户面数据转发。从站仅为用户终端提供额外的用户面数据转发资源。

 

5G 基站是无法直接连在 4G 核心网上面的,所以,它会通过 4G 基站接到 4G 核心网。

 

因为传统 4G 基站的处理能力有限,所以无法承载 5G 基站这个“拖油瓶”,所以,需要进行硬件改造,变成增强型 4G 基站。

 

图中,增强型 4G 基站就是锚点。

 

▉ 什么叫用户面?什么叫控制面?

 

简单来说,用户面就是用户具体的业务数据,控制面就是管理和调度的那些命令。

 

这种组网方式,就是"选项 3"。

 

而有的运营商,不愿意花钱改造 4G 基站(毕竟都是旧设备,迟早要淘汰)。于是,想了别的办法。

 

第一种办法,5G 基站的用户面直接通 4G 核心网,控制面继续锚定于 4G 基站。

 

 

上面这种方式,叫做"选项 3a"。

 

第二种方法,就是把用户面数据分为两部分,会对 4G 基站造成瓶颈的那部分,迁移到 5G 基站。剩下的部分,继续走 4G 基站。

 

 

这种方式,叫做"选项 3x"。

 

我们把它们三个放在一起,可以对比看看:

 

注意,只有"选项 3"是增强型 4G 基站。

 

这 3 个选项,都是以 4G 基站为锚点。

 

3/3a/3x 组网方式,是目前大部分运营商选择的方式,原因很简单:

 

1、利旧了 4G 基站,省钱。

2、部署起来很快很方便,有利于将 5G 迅速推入市场,抢占用户。

 

接下来,就是“7 系”。

 

正如前面餐厅的例子,“3 系”是一个老厨师给 2 个店面供餐。虽然看似顾客能够容纳更多,但实际上厨师的水平没有提升。

 

5G 核心网这个“新厨师”,和“老厨师”有很大的不同。

 

如果没有 5G 核心网,就不能实现端到端的网络切片,5G 低时延等优点就无法实现,工业互联网、车联网、远程医疗等 5G 拳头场景也没有办法实现。5G 虚拟化架构带来的灵活运维等优势,也没有办法发挥。

 

所以,随着 5G 基站越来越多,建设 5G 核心网就是一件必然的事情。

 

5G 核心网建成之后,把"3 系"组网方式里面的 4G 核心网替换掉,就变成了"7 系"组网方式。

 

 

注意,锚点还是在 4G 基站上。

 

需要注意的是,因为核心网是 5G 核心网,所以此类方式下,4G 基站都需要升级成增强型 4G 基站。

 

“7 系”和“3 系”相似,小枣君就不多做解释了。

 

最后再看看"4 系"。

 

在"4 系"组网里,4G 基站和 5G 基站共用 5G 核心网,5G 基站为主站,4G 基站为从站。

 

唯一不同的,选项 4 的用户面从 5G 基站走,选项 4a 的用户面直接连 5G 核心网。如下图所示:

 

 

锚点变成了 5G 基站

 

“4 系”再往后发展,随着 4G 基站逐步退网,最终变成纯 5G 网络,也就是前面所说的“2 系(选项 2)”。

 

以上,就是 NSA/SA 组网方式的解释说明。不知道大家都看明白了没?

 

我做了个动图,如下:

 

 

简而言之,这么多系里面,最重要的就是那个 3 系。搞懂了 3 系,其它系都容易懂。

 

扔一个完全版的全家福,看得更清楚:

 

 

大家也许会问,为什么有 2、3、4、5、7,却没有 1、6?

 

其实,不仅有 1、6,还有 8。只不过,选项 1 早已在 4G 结构中实现,选项 6 和选项 8 仅是理论存在的部署场景,不具有实际部署价值,标准中不予考虑。所以,在正式的场合,一般都不再提及 1、6、8。

 

 

好啦,说了半天,应该都解释清楚啦!

 

最后再提醒大家一下:非独立组网的过渡,是一个漫长的过程。就算 SA 核心网正式上线,大量的 4G 基站仍然会继续存在。7 系和 4 系的过渡过程,会比 3 系更加漫长。以国内的国情来看,也很可能会出现几个系列同时存在的情况。

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