奇葩!5G组网用选项6?

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本文来自网优雇佣军
 
这是我们都熟悉的5G组网选项...
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有选项2,3,4,5,7,但没有选项6。
 
那选项6是什么样子呢?
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就是4G核心网连接5G基站,且只连接5G基站。
 
大概在2017年的时候,在3GPP网络研讨会上曾提出过这一选项,但据说后来被3GPP“抛弃”了。
 
目前全球没有运营商采用这一5G组网选项。
 
不过,近日,据印度媒体livemint报道,印度运营商Reliance Jio正在游说推动采用选项6标准的5G部署策略。
 
简直是“奇葩”之举啊!
 
什么原因?
 
因为Jio“是一个特例”,不管是选项3,还是选项2,都不太适合它。
 
首先,选项3不适合Jio。
 
印度媒体报道称,Reliance Jio网络规划工程副总裁,印度电信标准发展协会(TSDSI)副主席Satish Jamadagni曾发表了一份声明,指出非独立组网模式不适合Jio,因为其4G用户呈指数级增长趋势,网络几乎满负荷运行。
 
他指出,Jio 4G网络平均利用率高达90%至98%,而其他国家运营商的4G网络平均利用率只有5%到40%。
 
大概意思是,4G基站已经非常拥塞了,而且4G手机用户还在疯狂增长,若采用选项3非独立部署方式,将5G基站锚定于4G基站,是不行的。
 
所以,他认为,Jio不得不采用独立部署方式。
 
那就采用选项2吧?直接独立部署5G基站和5G核心网。
 
但选项2也不行。
 
因为5G核心网太花钱了。
 
他继续表示,部署整个5G核心网要花费10亿至15亿美元,有点不值得。
 
5G核心网可通过网络切片技术为千行百业提供专网,使能运营商业务从2C向2B扩展,同时,5G核心网的UPF可灵活下沉到边缘,还将使能时延敏感型创新5G应用。
 
怎么能说花钱部署5G核心网不值得呢?
 
对此,有印度业内人士也表示担忧,指出尽管选项6可以提供增强型移动宽带服务(eMBB),但不能基于网络切片提供端到端的SLA保障,无法使能像工业控制、远程医疗等低时延、高可靠用例。
 
也许在Jamadagni看来,印度市场的移动宽带业务(MBB)有大量潜力未释放,现在基于选项6提供eMBB业务还有很大的市场空间,所以不必急着上5G核心网。
 
Jamadagni还在回复媒体的邮件中表示,他的言论并不代表Jio的意见,而是以他作为行业标准组织TSDSI副主席的身份发表的。
 
考虑前段时间Jio在股东大会上宣布了所谓的“自研”5G,业界多猜测其可能会部署Open RAN基站,也许这家运营商将采用选项6,在虚拟化的4G核心网下部署Open RAN 5G基站?
 
先不管这“奇葩”的想法了,为了进一步了解5G组网,最后让我们再来复习一下5G的几大组网选项。
 
简单的说  
 
简单的说,5G组网包括以下方案:
 
•选项1,独立组网(SA),即LTE基站连接4G核心网,目前4G网络的组网架构。
 
•选项2,独立组网(SA),即5G NR基站连接5G核心网。
 
•选项3,非独立组网(NSA),即LTE和5G NR基站双连接4G核心网。
 
•选项4,非独立组网(NSA),即5G NR和LTE基站双连接5G核心网。
 
•选项5,独立组网(SA),即LTE基站连接5G核心网。
 
•选项7,非独立组网(NSA),即LTE和5G NR基站双连接5G核心网。
 
读起来有点像绕口令,还是用一张图来说明吧。
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这里还得提一下双连接(DC)。
 
双连接技术最早提出于3GPP R12版本,也就是4G时代,其基本原理是让一部手机连接到无线接入网中的两个(或多个)节点(基站),其中一个是主节点,负责无线接入的控制面,即负责处理信令或控制消息;而另一个(或多个)节点为辅助节点,仅负责用户面,即负责承载数据流量。
 
R12为啥要引入双连接技术呢?主要是为了提升网络速率,均衡网络负载,以及可避免切换中断,保证稳健的移动性。
 
进入5G时代,LTE/NR双连接的原理基本与R12的LTE/LTE双连接原理相同,要么LTE基站(eNB)为主节点,5G基站(gNB)为辅助节点;要么5G基站(gNB)为主节点,LTE基站(eNB)为辅助节点。
 
简单介绍完了,接下来我们具体介绍一下每一种组网选项。
 
选项3系列  
 
2017年12月完成的3GPP Release 15 NSA NR标准正是基于选项3系列。
 
在选项3系列中,终端同时连接到5G NR和4G LTE,控制面锚定于4G,沿用4G核心网。
 
在控制面,选项3系列完全依赖现有的4G系统。但在用户面的锚定点上有区别,这就是选项3系列有3、3a和3x三个子选项的原因。
 
选项3、3a和3x有啥区别呢?
 
选项3
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选项3的特点如下:
 
•5G基站的控制面和用户面均锚定于4G基站。
 
•5G基站不直接与4G核心网通信,它通过4G基站连接到4G核心网。
 
•4G和5G数据流量在4G基站处分流后再传送的手机终端。
 
•4G基站和5G基站之间的Xx接口需同时支持控制面和5G数据流量,以及支持流量控制,并要求满足时延需求。
 
显然,选项3架构最大的问题是----4G基站鸭梨山大。
 
由于4G和5G数据流量分流(或聚合)于4G基站,这意味着4G基站要同时处理4G+5G流量,5G的峰值速率是4G的几十倍,且原来的4G基站并非为5G高速率而设计,因此,4G基站必然会遭遇处理能力瓶颈问题。
 
解决办法就是对4G基站进行硬件升级。
 
但升级4G基站是要花钱的,一定有运营商不愿意,因此,3GPP就又推出了两种选项——选项3a和3x。
 
选项3a
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选项3a和选项3的差别在于,不再让4G基站鸭梨山大,4G和5G数据流量不再通过4G基站分流和聚合,而是用户面各自直通4G核心网,仅控制面锚定于4G基站。
 
选项3a虽然减轻了4G基站的负担,也不用花很多钱对4G基站进行硬件升级,但存在新的缺点。
 
首先,在用户面上4G基站和5G基站各自直连4G核心网,两者之间没有X2接口互联,这意味着两者将各自为阵单独承载4G和5G,没有负荷共享,比如可能4G基站只承载VoLTE语音流量,而5G基站只承载上网流量。
 
同时,当手机从5G基站“切换”到4G基站时,需要核心网进行S1(基站与核心网之间的接口) Path Switch,所以存在一点点“切换”时延。
 
选项3x
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选项3x可以看成是选项3和选项a的合体。
 
在选项3x下,控制面依然锚定4G,但在用户面5G基站连接4G核心网,用户数据流量的分流和聚合也在5G基站处完成,要么直接传送到终端,要么通过X2接口将部分数据转发到4G基站再传送到终端。
 
选项3x架构面向未来,它即解决了选项3架构下4G基站的性能瓶颈问题,无需对原有的4G基站进行硬件升级,也解决了选项3a架构下4G和5G基站各自为阵的问题。
 
对于一些低速数据流,比如VoLTE,还可以从4G核心网直接传送到4G基站。
 
目前为止,大多数运营商选择了选项3x。
 
选项2
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选项2就是5G基站与5G核心网独立组网,一次性将5G核心网和接入网一起“打包”迈进5G时代。
 
在非独立组网下,5G与4G在接入网级互通,互连更复杂。而在选项2独立组网下,5G网络独立于4G网络,5G与4G仅在核心网级互通,互连简单。
 
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▲选项2架构下,4G网络与5G网络在核心网级互联互通
 
但问题是,与选项3系列依托于4G成熟的网络和生态规模优势不同,运营商一旦选择从选项2开始建网,就意味着需大规模投资建设一张独立的5G网络,在早期5G新用例还未爆发的现状下,这要求运营商需平衡好4G资产保护和5G建网投入。
 
选项7系列  
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选项7系列包括7、7a和7x三个子选项,类似于选项3,可以把它看成是选项3系列的升级版,只是选项3系列连接4G核心网,而选项7系列则连接5G核心网,NR和LTE均迁移到新的5G核心网。
 
选项4系列 
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选项4系列包括4和4a两个子选项。在选项4系列下,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。
 
选项4系列要求一个全覆盖的5G网络,因而采用小于1GHz频段来部署5G的运营商比较青睐这种部署方式。
 
选项5  
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选项5将4G基站连接到5G核心网,与选项7类似,但没有与NR的双连接。
 
选择选项5的运营商非常看重5G核心网的云原生能力,比如有运营商计划将4G核心网迁移至5G核心网,以帮助一些企业专网提早接入其5G核心网,为他们提供灵活的网络切片服务,以及希望尽早为消费者提供云游戏服务等。
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