基于5G網(wǎng)絡(luò)從NSA到SA的演進(jìn)之路該如何推進(jìn)

前面四代通信技術(shù)變革都是以“人”作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵模搅说谖宕苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，“物”的地位大幅提升，“物與物”、“人與物”的溝通打開了一個(gè)龐大的通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈。

這讓3GPP在制定5G標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也提出了獨(dú)立組網(wǎng)（SA）和非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)路徑，從當(dāng)前全球國(guó)家的選擇來看，都走上了從NSA再逐步轉(zhuǎn)換到SA這一進(jìn)程。中國(guó)運(yùn)營(yíng)商則在近期更加強(qiáng)調(diào)推進(jìn)SA的力度。

從名稱可以大概看出二者的不同，僅從字義理解，SA才是一個(gè)完全獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也可以完全支持5G三大特性下的豐富應(yīng)用場(chǎng)景。NSA這一路徑，是5G經(jīng)歷的必然，其“非獨(dú)立”的說法也顯示出與4G的絲縷關(guān)聯(lián)。

在近日的一場(chǎng)公開演講中，中國(guó)移動(dòng)董事長(zhǎng)楊杰表示，希望能夠進(jìn)一步加快5G技術(shù)成熟。從明年1月1日開始，5G終端必須具備SA模式，這也意味著明年NSA手機(jī)不可入網(wǎng)。

一時(shí)間，關(guān)于“真假5G”的討論層出不窮。答案當(dāng)然是不存在真假之說，但對(duì)通信產(chǎn)業(yè)鏈來說，NSA到SA的演進(jìn)之路是怎么出現(xiàn)的，又將如何推進(jìn)？

從NSA到SA

從5G的三大特性eMBB（超高帶寬）、mMTC（超大連接）、URLLC（超低時(shí)延）也可以看出，5G與前面幾個(gè)通信時(shí)代的不同。

相對(duì)來說，1-4G演變的核心主要在于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升，但5G還有了對(duì)于連接數(shù)量和使用網(wǎng)絡(luò)延遲度的兩大特征要求。這讓5G網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度與此前都不大相同。

“5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)于3GPP TSG-RAN第72次大會(huì)中，提出8個(gè)選項(xiàng)，分為獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)兩組。其中選項(xiàng)1、2、5、6是獨(dú)立組網(wǎng)，選項(xiàng)3、4、7、8是非獨(dú)立組網(wǎng)，非獨(dú)立組網(wǎng)的選項(xiàng)3、4、7還有不同的子選項(xiàng)。以應(yīng)5G更多元的峰值速率、時(shí)延、容量等領(lǐng)域應(yīng)用，相較于4G技術(shù)前很不一樣?！痹诮邮?1世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)，集邦咨詢(TrendForce)資深研究總監(jiān)謝雨珊如此說道。

具體來說，不同于此前幾代將核心網(wǎng)（Core Network）與無線接入網(wǎng)（RAN）整體演進(jìn)的方式，這次被分成兩條路徑發(fā)展的核心差異也正是在核心網(wǎng)部分。

NSA是基于4G核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，只進(jìn)行5G無線接入網(wǎng)建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)快速的網(wǎng)絡(luò)部署；SA則是基于5G核心網(wǎng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以理解為是一套重新搭建的網(wǎng)絡(luò)制式，包含接入網(wǎng)和核心網(wǎng)以及相關(guān)的回傳鏈路。

不過Gartner研究副總裁劉軼向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者進(jìn)一步解釋道，雖然5G在整體架構(gòu)上有了很大的變化，但網(wǎng)絡(luò)部署上并沒有太大不同。無線接入網(wǎng)主要由基站組成，為用戶提供無線接入功能；核心網(wǎng)則主要為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)和相應(yīng)的管理功能等。但考慮到5G網(wǎng)絡(luò)部署比較昂貴，同時(shí)比較復(fù)雜，部署時(shí)間也比較長(zhǎng)，3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織便定義了兩種組網(wǎng)方式。

“如果只看基站的話，不管SA還是NSA都是要部署新的5G基站和天線，因?yàn)槎际沁\(yùn)行在新的頻譜和架構(gòu)上，所以實(shí)際差別不大。 但NSA不需要再部署新的核心網(wǎng)和回傳鏈路，會(huì)節(jié)省很多成本和時(shí)間?！彼M(jìn)一步解釋道。

從NSA到SA的演進(jìn)有多種形式，目前主要模式SA是Option2，NSA是OpTIon3。劉軼向記者分析道，具體來說，OpTIon2是端到端的5G網(wǎng)絡(luò)，不同制式網(wǎng)絡(luò)之間通過核心網(wǎng)相連；OpTIon3使用的是4G核心網(wǎng)絡(luò)，但分為主站和從站，與核心網(wǎng)進(jìn)行控制面命令傳輸?shù)幕緸橹髡尽Ｓ捎趥鹘y(tǒng)的4G基站處理數(shù)據(jù)的能力有限，需要對(duì)基站進(jìn)行硬件升級(jí)改造，變成增強(qiáng)型4G基站，該基站為主站，新部署的5G基站作為從站進(jìn)行使用。當(dāng)然為了應(yīng)對(duì)不同需求，OpTIon3還有繼續(xù)細(xì)分。

投資成本差異

正因?yàn)?G的完全部署難度較大，全球大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商都選擇了先局部部署NSA，再陸續(xù)演進(jìn)到SA的這一過程。中國(guó)的運(yùn)營(yíng)商大多傾向于NSA和SA混合組網(wǎng)方式。

從商業(yè)邏輯角度也很好理解。eMBB帶來的更高傳輸速率，可以讓消費(fèi)者更快接受5G時(shí)代的到來，這恰恰是NSA的核心優(yōu)勢(shì)所在。隨著SA的陸續(xù)部署，再慢慢將運(yùn)營(yíng)商的核心商業(yè)模式釋放到行業(yè)級(jí)應(yīng)用中，而這也是行業(yè)人士普遍認(rèn)為的，未來5G網(wǎng)絡(luò)更大的行業(yè)價(jià)值所在。

vivo通信研究院總經(jīng)理秦飛在近日的一場(chǎng)采訪中向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者介紹道，NSA是目前迄今為止全球建好的網(wǎng)絡(luò)。SA網(wǎng)絡(luò)意味著整個(gè)核心網(wǎng)的重新建設(shè)，也將有服務(wù)化的架構(gòu)，甚至涉及用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、格式、字段的變化，要想實(shí)現(xiàn)SA商用還要搬移大量數(shù)據(jù)庫(kù)，需要大量實(shí)踐。

“SA網(wǎng)絡(luò)相對(duì)來說測(cè)試等方面的進(jìn)度會(huì)相對(duì)滯后，因?yàn)榉从吵龃罅?G新的技術(shù)，在未來會(huì)支持行業(yè)、切片或邊緣計(jì)算做得更好。”他進(jìn)一步表示。

至于SA部署成熟的進(jìn)程，謝雨珊指出，SA是未來組網(wǎng)方式，從建立到真正成熟會(huì)循序漸進(jìn)，將經(jīng)歷1-2年時(shí)間。由于SA架構(gòu)需自己獨(dú)立無線網(wǎng)、核心網(wǎng)和回程鏈路，支持網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等，在上行速率、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、連接數(shù)量上符合5G規(guī)范的性能。廠商需掌握5G標(biāo)準(zhǔn)中3GPP組織凍結(jié)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(切換SA標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、5G信號(hào)調(diào)通到樣機(jī)研制與生產(chǎn))、技術(shù)來做調(diào)整。

她同時(shí)指出，“目前主流仍是LTE部署，另外，NSA為了滿足終端兩路信號(hào)連接，需要引入雙工器這一元器件，將會(huì)帶來成本增加和性能損失，而SA一步到位?！?/p>

一位運(yùn)營(yíng)商人士則告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，雖然在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)早期，NSA不用改變核心網(wǎng)的架構(gòu)而投資成本相對(duì)低，但考慮到后期LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)成本等方面的投入，實(shí)際上從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，SA架構(gòu)的總投資會(huì)更節(jié)省，但SA的前期一次性投入較大，這是考慮到SA網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度等因素影響。

下游廠商的挑戰(zhàn)

NSA和SA有約半年的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)時(shí)間差，這也影響到下游廠商的準(zhǔn)備工作。2017年12月，NSA標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，2018年6月SA的標(biāo)準(zhǔn)完成凍結(jié)。

謝雨珊向記者分析道，NSA的核心網(wǎng)絡(luò)依靠現(xiàn)有LTE設(shè)施，布建復(fù)雜度比SA低，因此其終端產(chǎn)品推出的速度會(huì)快許多，支持NSA架構(gòu)5G終端雖成熟，但在設(shè)計(jì)上更具挑戰(zhàn)，在射頻器件上成本上也會(huì)更高。

基于從NSA到SA的演進(jìn)過程，目前最先涌現(xiàn)的5G終端——手機(jī)，也大多支持NSA模式。當(dāng)然這也與手機(jī)搭載的芯片有關(guān)，華為之所以能做到支持NSA和SA雙模，是在于華為自主設(shè)計(jì)的巴龍5000芯片可以通過雙模支持，但其他手機(jī)廠商搭載的高通X50芯片目前僅支持NSA模式。

不過中國(guó)移動(dòng)福建公司廈門分公司網(wǎng)絡(luò)部副總經(jīng)理劉青青向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者強(qiáng)調(diào)，不管NSA、SA都是5G標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制定的標(biāo)準(zhǔn)，沒有所謂“真假5G”的概念。

“NSA是中國(guó)移動(dòng)目前正在部署的網(wǎng)絡(luò)模式，可以在4G基礎(chǔ)上不用換卡、不用換號(hào)就可以更快更好體驗(yàn)到5G。SA網(wǎng)絡(luò)中國(guó)移動(dòng)也正在全力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化落地，相信SA是未來5G的目標(biāo)，但是在未來4-5年內(nèi)NSA和SA將是并存狀態(tài)。大家不用擔(dān)心買了NSA手機(jī)之后，在未來就不能用了，其實(shí)NSA在速率感知上跟SA是一樣的，我們建議終端用戶不用過多擔(dān)心這個(gè)問題?！眲⑶嗲嗬m(xù)稱。

秦飛則向記者介紹道，實(shí)際上，SA網(wǎng)絡(luò)下的單模，意味著是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通，要么4G網(wǎng)絡(luò)通，要么5G網(wǎng)絡(luò)通，二者需來回切換。但NSA網(wǎng)絡(luò)下，是4G和5G網(wǎng)絡(luò)需要雙通，對(duì)手機(jī)零部件也有雙通的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸要求，這對(duì)手機(jī)中的元器件通訊要求實(shí)際上更高。

因此對(duì)手機(jī)廠商的研發(fā)來說，NSA的研發(fā)難度其實(shí)更大?！叭绻F(xiàn)在把NSA做好了，體驗(yàn)、功耗也能做得更好，切到SA網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候反而可以更容易，所以這個(gè)階段我們也在解決很多NSA的難題。目前階段還在不斷跟設(shè)備商做大量測(cè)試，包括功耗等方面的問題在不停地解決?！?/p>

他還強(qiáng)調(diào)，今年所有推出的NSA單模5G手機(jī)在明后年甚至未來十年內(nèi)都能正常使用，從體驗(yàn)5G網(wǎng)絡(luò)和5G應(yīng)用上看，不會(huì)有任何差別。

謝雨珊則指出了一個(gè)小差異。如前所述，正因?yàn)镹SA的雙通路，會(huì)一定程度影響到終端的耗電程度；此外NSA模式的手機(jī)要顧及不同頻段，雙連接終端在射頻設(shè)計(jì)上會(huì)變得復(fù)雜，且在多個(gè)頻段上同時(shí)傳輸資料，容易造成交調(diào)和諧波干擾，從而影響到終端性能，包括上下行速率和覆蓋能力等。

整體來說，如今的終端廠商仍在針對(duì)功耗、閃充等技術(shù)不斷優(yōu)化，到底支持NSA模式的手機(jī)還是SA模式的手機(jī)，實(shí)際上更取決于消費(fèi)者對(duì)5G手機(jī)的使用緊迫性，但并不會(huì)帶來太大使用感受。

而在新一個(gè)通信時(shí)代的10年里，更應(yīng)該期待的是SA真正鋪開后，對(duì)包括無人駕駛、智慧工廠在內(nèi)的細(xì)分行業(yè)帶來的想象力。