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方向已定,路径待选:5G非独立组网还有几只“拦路虎”?
作者:王欣 作者单位:通信产业网 所属类别:观察 2019-07-11 10:17:04 浏览:176
  5G行至今日,业界已经形成了“以NSA(非独立组网)开局,向SA(独立组网)过渡”的部署方向。
  那么,NSA组网与SA组网到底有什么异同?目前国际先行运营商大力推进的NSA组网在现网铺设中有什么难点?5G手机还能不能买?
  多位通信业内专家向《通信产业报》(网)记者表示,在5G竞技中,率先采用NSA组网开局,是运营商不得不落的一子,但也会给建网带来诸多挑战。
  采用NSA组网最大的优势就是节省成本,快速铺开5G网络,抢占用户市场,但是在现网建设过程中也面临网络频繁变动、设备升级工作量繁重、异厂商互联互通困难、网络切换时间长、能耗高等诸多问题。
  而直接建设SA网络,运营商资费紧张,从2019年运营情况来看,运营商要健康发展,必须要考虑资金流问题,而且直接建设一张端到端的5G网络,会让之前覆盖良好的4G网络丧失用武之地,资源浪费严重。
  对于普通用户来说,NSA组网和SA组网都会比4G体验带来显著提升,但5G商用初期,资费较高,终端选择较少,用户在换机时可以慎重考虑,同时要弄清楚所购买的5G手机,是仅支持NSA单模的手机还是支持NSA/SA的双模手机。
  殊途同归NSA与SA有区别
  不管是NSA还是SA都是3GPP的专家经过反复讨论得出的标准,都是真正的5G。
  关于5G NSA组网和SA组网的区别,最直接的解释是,NSA组网要依靠4G网络基础设施,可以选择依靠4G核心网、4G基站、4G回程链路,在4G网络侧承载一部分5G的业务,而SA组网是独立建设5G核心网、无线网等,不依靠4G网络,是端到端的5G网络。
  这意味着,采用NSA方式组网,运营商可以大规模复用之前的设备,特别适合运营商已经花费“大成本”建设一张覆盖良好的4G网络,且目前资金紧张的情况。因此,美国、韩国、英国等5G先行运营商均采用NSA组网,在节省5G投资的情况下,快速商用5G,抢占5G用户市场。
  目前,国内三大运营商也在推动NSA组网的成熟落地。中国移动作为NSA组网的积极推动者,已经明确表示在2019年启动NSA网络端到端部署;而中国电信也表示,5G建设初期将在40多个城市建设NSA/SA混合组网精品网络。
  同时,5G NSA组网与SA组网对于普通用户,在体验上差别不会太大,NSA网络下的理论峰值速率也能达到Gbps级别。在IMT-2020(5G)推进组组织的5G技术研发第三阶段测试中,NSA外场组网测试,大部分系统的单小区下行峰值速率超过4Gbps,最高超过10Gbps;单终端的移动平均下行吞吐量约350Mbps,平均上行吞吐量为约80Mbps。
  但无论如何,5G的最终归宿是要向SA组网过渡。
  值得注意的是,尽管NSA组网被先行运营商作为5G商用的“先行军”,但NSA组网只能满足5G大带宽的需求,应用于5G eMBB(增强型移动带宽)场景,难以满足5G URLLC(高可靠低时延)场景和mMTC(海量机器连接)场景。
  SA组网拥有自己独立的无线网、核心网和回程链路,能够支持边缘计算、网络切片等创新技术,在网络时延、上行速率、连接数量上能够符合ITU规定的5G性能。
  诸如,ITU规定,5G用户最大延迟不能够超过4ms,甚至是保持1ms低延时,5G网络在每平方公里的区域范围内至少能够承载100万台设备。赋能千行百业的5G应用,包括车联网、智慧医疗等应用,均需要依靠SA网络。这也意味着SA网络,能够催生更多的商业模式,是5G改变社会的价值关键。
  而这也就能理解为什么在2020年1月之后,仅支持NSA模式的手机不能入网。主管部门希望运营商加快SA的组网进程,促进SA产业链早日成熟,创造更多的商业价值。
  此外,运营商选择NSA组网和SA组网不是“向左走还是向右走”的问题,而是一个渐进的过程。
  以终为始选好NSA组网路径
  3GPP将5G NSA组网和SA组网分别设立了不同建网选项,运营商可以选择不同的建网路径,由浅至深的向SA演进。
  据了解,在3GPP TSG-RAN第72次全体大会上,3GPP为NSA组网设置了三种不同建设选项,能够不同程度的依靠4G基础设施,投入不同的建设经费,向SA组网过渡。
  具体来看,NSA组网的三个选项,代号“3、4、7”,而选项3和选项7下面包含3个子选项,选项4下面包含2个子选项,这就表示,非独立组网就有8个选项;而SA组网的只有两个选项,代号“2、5”(如图1)。
  NSA组网是依靠“双连接”的方式,同时利用4G基站和5G基站承载业务。同时,5G网络的信令调度分为控制面和用户面。控制面主要是用来发送管理、调度资源信令,而用户面是发送用户的数据信令。
  具体来说,选项3分为,3、3a、3x三个子选项,基本特点是4G基站与4G核心网相连,5G基站与4G基站共用核心网,4G基站作为主导,控制面由4G基站连至4G核心网,这样就要求4G基站与5G基站必须要配合,且5G基站要与原有的4G核心网匹配,且容易出现4G核心网信令过载的问题,是5G部署初期的方案。
  选项7分为7、7a、7X,它要求建设一个新5G核心网,同时将4G基站升级为增强型4G基站,4G增强基站与5G基站共用5G核心网,5G基站的用户面与5G核心网连接,而控制面与增强型4G基站相连接,这样增强型4G基站起到补充覆盖的作用。7选项4G基站必须进行升级,同时要建设一个5G核心网,难度相对升级。
  选项4分为4、4a,他们是在7选项的再次升级,5G基站的用户面和控制面都与5G核心网直连,增强型4G基站作为5G基站的补充。
  SA组网的两个选项,2和5,2是真正的5G基站直连5G核心网,算是5G商用的最终模式,而5是4G增强基站连接5G核心网,也属于过渡阶段。
  实际上,运营商可以选择由选项3到选项7,再到选项4,最后再选择选项2建设SA网络,这样逐步追加投资,也可以选择省略其中的选项,直接建设SA网络(如图2)。
  既然运营商5G商用线路已经明确,即以NSA开局。那么,现阶段运营商选择NSA组网有哪些建网痛点呢?
  NSA组网的“拦路虎”
  NSA组网确实可以经济实惠地建设5G,但并不意味着选择5G NSA组网就没有“拦路虎”。
  首先,网络升级改造量大。基于4G核心网的NSA组网向SA网络升级,网络需要频繁改动,基于5G核心网的NSA组网向SA网络升级,需要对4G基站进行增强,升级改造工作量比较大。
  其次,异厂商互联互通问题。“从理论上来说,NSA组网模式下,基于3GPP标准协议,异厂商的4G基站和5G基站可以兼容。但是在实际建网过程中,异厂商的4G基站与5G基站的兼容性比同厂商的兼容性要差许多。”一位资深通信工程师对《通信产业报》(网)记者表示。
  该通信工程师解释道,在实际部署过程中,因为用户面承载在5G基站上、控制面承载在4G基站上,经常会出现用户面与控制面没有协调好的情况,这将直接导致用户掉网,而一旦出现问题就需要两个设备商的工程师联合测试才能够解决,这非常费时费力。
  再次,小区切换时,用户体验欠佳。采用NSA组网模式,用户在移动过程中,NSA组网的网络切换时间较长,用户的网速下降感觉比较明显。例如,对于用户从一个区域移动到另一个区域的场景,采用SA组网,只需要两个5G小区交互;而采用NSA组网,则需要两个4G小区交互和两个5G小区分别进行交互,这样会导致网络切换时间较长,从而带来不好的用户体验。
  最后,设备功耗是大问题。从目前来看,NSA组网能耗较高,同时承载4G基站和5G基站务必会增加基站侧的能耗,增加电力成本。同时,对用户来说,目前仅支持NSA模式的5G芯片(高通X50)的终端,其功耗也相对较高,且终端非常容易发热。
  可以发现,5G NSA组网依然面临诸多挑战。而设备商也因为NSA组网与4G密不可分的“关系”而面临异厂商对接的难题。
  NSA手机要不要买?
  那么,对用户来说,以NSA组网的5G网络意味着什么?5G NSA手机要不要买?
  MWC19上海期间,中国移动董事长杨杰在公开演讲中表示,2020年1月1日起,将不允许NSA 5G手机入网,全力过渡到SA 5G组网。
  但目前,只有采用麒麟芯片的华为Mate 20X支持5G NSA与5G SA双模,其他手机诸如小米、OPPO等都是采用高通X50芯片,只支持非独立组网。而高通第二款能够支持非独立组网和独立组网的5G基带芯片X55计划在2019年底上市。
  这是不是意味着5G NSA手机不能买?买了之后很快就不能使用5G网络?
  答案当然是否定的。2020年1月之后,仅支持NSA模式的手机不能入网,不等于5G NSA手机不能使用5G网络。因为“入网”相当于去运营商那里做个“开户”,不能入网就是不给新开户了,但已经“开户”的手机依然可以使用。
  因此,如果今年就想体验5G的用户,可以先买NSA手机,作为5G第一批用户,立即感受到5G高速上网的畅快体验。而且5G NSA不仅可以在中国开通5G网络的地区使用,还可以在欧美、韩国等开通5G网络的国家(地区)漫游使用。
  但对普通用户来说,如果尝鲜5G的欲望不是很强烈,可以选择在明年购买NSA/SA双模的手机。
  在今年底,高通X55芯片上市之后,多款NSA/SA双模的手机将在明年初面市。同时,在明年随着5G网络部署的深入,资费套餐将降低,更多5G的“专属应用”将随之增多,用户可以获得更高性价比、更丰富的5G体验。

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