5G的NSA和SA应用评估与分析

摘 要：第五代移动通信系统，简称5G，于2018年6月的R15的基本协议版本中初步定型，在2019年开始大规模商用，为了考虑到各个国家、各个运营商的差异，ITU提供了13种5G组网的方案，本文分析了其中主要方案的组网架构、优缺点以及应用场景，可以为5G网络建设的规划、设计等提供参考。

关键词：独立组网SA;非独立组网NSA

第五代移动通信系统，简称5G，于2018年6月的R15的基本协议版本中初步定型，按照商议，分为了SA和NSA，即第一阶段是NSA，第二阶段是SA。

SA是Stand alone，就是独立组网，采用全新的5G网络架构，NSA，非独立组网，利用现有的4G网络，进行改造、升级，混合组网。考虑到各个运营商已经存在的覆盖广泛的4G网络，节省投资，平滑过渡，5G协议了规定了13种5G组网方式，为运营商提供不同的参考。

（1）Option1

选项1，是单一的4G的组网架构，采用4G的基站eNodeB和4G的核心网EPC，同样只能采用支持4G网络的终端UE。

（2）Option2

选项2，是单一的5G组网架构，采用5G基站gNodeB和5G的核心网NGC，在5G核心网中包含了AMF、NEF、PCF等网元，其网络结构如下：

（3）3系列

3系列又分为了3系列分为3，3a和3x这3个选项

1.Option 3

Option 3 的组网中，采用4G基站和4G核心网，搭配5G基站，信令锚点和数据分流控制点在4G基站上，4G负责控制面管理，还需要负责将数据业务分发给5G基站和终端，终端和5G基站之间只有用户面没有控制面。这种网络架构的缺点是由于5G基站和核心网之间没有连接，原有的4G基站既要承担终端的数据流量，还要承担5G基站的数据流量。

2.Option 3a

选项3a针对选项3的缺点做了进一步的改进，5G基站和核心网之间有了用户面的连接，数据分流控制点在了4G核心网上，由核心网向4G基站和5G基站分发用户面数据，但是5G基站需要通过4G基站和核心网、终端进行信令交互。

3.Option 3X

选项3x在3a的基础上做了进一步的改进，5G基站和4G基站同时和核心网连接，但是

有了明显的分工，4G负责信令的转发，5G基站负责用户面的转发，数据分流控制点在5G基站上，由于5G基站功能强大，能够较好的体现5G网络的优势，成为NSA较好的选择。

（4）4系列

4系列分为选项4和4a两种，采用了5G核心网、5G基站为主，增强型4G基站为辅组网方式。 如果把5G核心网替换成为4G核心网，就是选项8，对于选项8不在做单独描述。

由于采用了5G基站和5G核心网，所以4G基站必须选择增强型的4G基站，增强型4G基站的部署需要的改造工作量较大。选项4a数据分流控制点在核心网，选项4的分流控制点在5G基站。终端和增强型4G基站间只有用户面，没有控制面信令。

（5）Option 5和Option 6

选项5和选项6都是混搭模式，选项5是5G核心网搭配增强型4G基站，选项6是4G核心网搭配5G基站。

可以看出，把4G基站升级增强之后连到了5G核心网之上，本质上还是4G，改造后的增强型4G基站跟5G基站相比，在峰值速率、时延、容量等方面依然有明显差别。

在新建5G核心网之后，由于覆盖、扩容等要求，一定会出现4G基站这连接5G核心网的应用场景。

在3GPP的协议中，选项1、2、5、6都属于独立组网SA方式，选项3、4、7、8都属于非獨立组网NSA方式，总结出来各自有下面的特点：

（1）NSA利用现有的4G核心网接入，没有5G核心网，而SA全部采用5G核心网（选项1除开）。

（2）NSA中5G与4G在接入网级互通复杂，虽然利旧了4G设备，但组网和运营成本大增;在SA组网下，5G核心网兼容5G基站和增强型4G基站，技术实现较为简单。

（3）在NSA组网下，终端需要支持LTE和NR双连接，终端成本会更高;SA组网下，终端仅仅支持NR既可。

那么各种NSA和SA各自的优缺点和适合哪些应用场景呢？如表1所示。

参考文献

[1] 5G共建共享NSA向SA演进技术方案研究.龙青良等.《邮电设计技术》.2020年06期.

[2] 5G NSA和SA组网方案的评估与分析.李军.《电信快报》.2020年06期.

作者简介：赵阔（1983-11-），男，汉族，四川绵阳，大学本科，副教授，专业主任，教育教学改革。