5G独立组网和非独立组网的8种方式有何不同

2018-06-23 08:31

5G即第五代通信技术，相对于前四代通信技术，5G不仅应用于移动通信技术，也可应用于物联网，主要包括三大应用场景eMBB（enhanced Mobile Broadban，增强型移动宽带）、mMTC（massive Machine Type Communications，大规模物联网）和URLLC（Ultra－Reliable and Low Latency Communications，超可靠，低延迟通信），其中mMTC又包括eMTC（enhanced Machine Type Communications，增强型物联网）和NB－IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）。

eMTC和NB－IoT两者同属3GPP标准内的LWPA（Low Power Wide Area，低功耗广域）技术，两者既相互竞争，又相互补充。两者的标准化进程、产业发展、现网应用等有很多相似之处，但同时两者在移动性、速率以及成本等有一些不同之处。若对语音、移动性、速率等有较高要求，则可选择eMTC技术。若对这些要求不高，而对成本、覆盖等要求较高，则可选择NB－IoT技术。

实现5G的应用，首先需要建设和部署5G网络，5G网络的部署主要需要两个部分：无线接入网（Radio Access Network，RAN）和核心网（Core Network）。无线接入网主要由基站组成，为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。由于部署新的网络投资巨大且要分别部署这两部分，所以3GPP（3rd Generation Partnership Project，一个标准化组织）分为了两种方式进行部署SA（Standalone，独立组网）和NSA（Non－Standalone，非独立组网）。独立组网指的是新建一个现有的网络，包括新基站、回程链路以及核心网，非独立组网指的是使用现有的4G基础设施，进行5G网络的部署。

在2016年6月制定的标准中，3GPP共列举了Option1、Option2 、Option 3／3a、Option 4／4a、Option 5、Option 6、Option 7／7a、Option 8／8a等8种5G架构选项。其中，Option1、Option 2、Option5和Option 6属于独立组网方式，其余属于非独立组网方式。

在2017年3月发布的版本中，优选了（并同时增加了2个子选项3x和7x）Option 2、Option 3／3a／3x、Option 4／4a、Option 5、Option 7／7a／7x等5种5G架构选项。独立组网方式还剩下Option2和Option 5两个选项。下边分别说明各个方式怎么进行网络部署。

Option 1和Option 2

选项1是4G网络目前的部署方式，由4G的核心网和基站组成。实线叫做用户面，代表传输的数据，虚线叫做控制面，代表传输管理和调度数据的命令。选项2属于5G独立组网，使用5G的基站和5G的核心网，服务质量更好，但成本也很高。

Option 3

选项3主要使用的是4G的核心网络，分为主站和从站，与核心网进行控制面命令传输的基站为主站。由于传统的4G基站处理数据的能力有限，需要对基站进行硬件升级改造，变成增强型4G基站，该基站为主站，新部署的5G基站作为从站进行使用。

同时，由于部分4G基站时间较久，运营商不愿意花资金进行基站改造，所以就想了另外两种办法，选项3a和选项3x。选项3a就是5G的用户面数据直接传输到4G核心网。而选项3x是将用户面数据分为两个部分，将4G基站不能传输的部分数据使用5G基站进行传输，而剩下的数据仍然使用4G基站进行传输，两者的控制面命令仍然由4G基站进行传输。

Option 4

选项4与选项3的不同之处就在于，选项4的4G基站和5G基站共用的是5G核心网，5G基站作为主站，4G基站作为从站。由于5G基站具有4G基站的功能，所以选项4中4G基站的用户面和控制面分别通过5G基站传输到5G核心网中，而选项4a中，4G基站的用户面直接连接到5G核心网，控制面仍然从5G基站传输到5G核心网。

Option 5和Option 6

选项5可以理解为先部署5G的核心网，并在5G核心网中实现4G核心网的功能，先使用增强型4G基站，随后再逐步部署5G基站。选项6是先部署5G基站，采用4G核心网。但此选项会限制5G系统的部分功能，如网络切片，所以选项6已经被舍弃。

Option 7

选项7和选项3类似，唯一的区别是将选项3中的4G核心网变成了5G核心网，传输方式是一样的。

Option 8

选项8和8a使用的是4G核心网，运用5G基站将控制面命令和用户面数据传输至4G核心网中，由于需要对4G核心网进行升级改造，成本更高，改造更加复杂，所以这个选项在2017年3月发布的版本中被舍弃，这里不做更多的介绍。

2017年12月，5G的非独立组网（NSA）标准第一个版本正式冻结。2018年6月，5G的独立组网（NA）已经实现了部分功能冻结，预计第三季度实现整体标准的冻结。然而，目前现存的版本更多的侧重于移动带宽和高可靠低时延应用，5G更多的应用场景和标准还未被定义出来，预计2019年底5G的标准会被全面制定出来。为了避免短期内的高投入，各运营商会根据自己的实际情况选择不同的部署方式。（作者：张朝阳）