目錄
1. 5G組網方案概述
2. 選項3系列: 4G LTE接入網 + 5G NR 接入網 + 4G LTE核心網
3. 選項2: 5G NR + 5G 核心網
4. 選項7系列: 4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G核心網
5. 選項4系列: 4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G 核心網
6. 選項5: 4G LTE接入網 + 5G 核心網
1. 5G組網方案概述
5G的部署并不是簡單新建一張網的事,需要考慮如何和現有4G網路共存,共同發揮作用,確保利益最大化,由此就產生了獨立組網SA(Stand Alone)和非獨立組網NSA(Non-Stand-Alone)兩大型別的方案,
與過去不同,5G組網架構選項高達8種,除了選項1就是4G架構,選項6和8被業界拋棄之外,也還剩下選項2、選項3、選項4、選項5和選項7五種選項,其中,選項3、4、7下面還包括了不同的子選項,
簡單的說,5G組網包括以下方案:
● 選項1,獨立組網(SA),即LTE基站連接4G核心網,目前4G網路的組網架構,
● 選項2,獨立組網(SA),即5G NR基站連接5G核心網: 5G NR + 5G 新核心網獨立組網
● 選項3,非獨立組網(NSA),即LTE和5G NR基站雙連接4G核心網: 4G LTE接入網 + 5G NR 接入網+4G LTE核心網
● 選項4,非獨立組網(NSA),即5G NR和LTE基站雙連接5G核心網: 4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G 核心網
● 選項5,獨立組網(SA),即LTE基站連接5G核心網: 4G LTE接入網 + 5G 核心網
● 選項6,被業界拋棄
● 選項7,非獨立組網(NSA),即LTE和5G NR基站雙連接5G核心網:4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G核心網
● 選項8,被業界拋棄

這里還得提一下雙連接(DC),
雙連接技術最早提出于3GPP R12版本,也就是4G時代的載波聚合中,其基本原理是讓一部手機連接到無線接入網中的多個小區(來源于一個或多個基站),其中一個是“主”小區,負責無線接入的控制面,即負責處理信令或控制訊息;而另一個“從”小區,僅負責用戶面,即負責承載資料流量,
R12為啥要引入雙連接技術呢?主要是為了提升網路速率,均衡網路負載,以及可避免切換中斷,保證穩健的移動性,
進入5G時代,LTE/NR雙連接的原理基本與R12的LTE/LTE雙連接原理相同:
- 要么LTE基站(eNB)為主節點,5G基站(gNB)為輔助節點;
- 要么5G基站(gNB)為主節點,LTE基站(eNB)為輔助節點,
2. 選項3系列:4G LTE接入網 + 5G NR 接入網 + 4G LTE核心網
(1)選項3:NR基站為輔小區

在選項3系列中,終端同時連接到5G NR和4G LTE,能同時提供4G LTE廣覆寫的無線接入和5G NR高速的無線接入,
這種組網方式下,由于并沒有5G的核心網,嚴格意義上講,不選是5G網路,只是提供了5G的無線接入,只能滿足5G eMBB增強移動寬帶場景的需要,無法滿足5G的其他兩個場景的需要:URLLC 超可靠低時延通信和mMTC 海量機器類通信,因此,只能算4.5G的網路,
在控制面上,選項3系列完全依賴現有的4G系統,
在用戶面的錨定點上,有3、3a和3x三個不同的子選項,
選項3的特點如下:
● 5G基站的控制面和用戶面均錨定于4G基站,
● 5G基站不直接與4G核心網通信,它通過4G基站連接到4G核心網,
● 4G和5G資料流量在4G基站處分流后再傳送的手機終端,
● 4G基站和5G基站之間的Xx介面需同時支持控制面和5G資料流量,以及支持流量控制,并要求滿足時延需求,
顯然,選項3架構最大的問題是----4G基站鴨梨山大,
由于4G和5G資料流量分流(或聚合)于4G基站,這意味著4G基站要同時處理4G+5G流量,5G的峰值速率是4G的幾十倍,且原來的4G基站并非為5G高速率而設計,因此,4G基站必然會遭遇處理能力瓶頸問題,解決辦法就是對4G基站進行硬體升級,
但升級4G基站是要花錢的,一定有運營商不愿意,因此,3GPP就又推出了兩種選項——選項3a和3x,
(2)選項3a

選項3a和選項3的差別在于,不再讓4G基站鴨梨山大,
- 4G和5G控制面錨定于4G基站,
- 4G和5G資料面不再通過4G基站分流和聚合,而是用戶面各自直通4G核心網,
選項3a雖然減輕了4G基站的負擔,也不用花很多錢對4G基站進行硬體升級,但存在新的缺點,
- 首先,在用戶面上4G基站和5G基站各自直連4G核心網,兩者之間沒有X2介面互聯,這意味著兩者將各自為陣單獨承載4G和5G,沒有負荷共享,比如可能4G基站只承載VoLTE語音流量,而5G基站只承載上網流量,
- 同時,當手機從5G基站“切換”到4G基站時,需要核心網進行S1(基站與核心網之間的介面) Path Switch,所以存在一點點“切換”時延,
(3)選項3x

選項3x可以看成是選項3和選項a的合體,
在選項3x下,
- 4G和5G控制面錨定于4G基站,
- 用戶面,5G基站直接連接4G核心網,用戶資料流量的分流和聚合也在5G基站處完成,要么直接傳送到終端,要么通過X2介面將部分資料轉發到4G基站再傳送到終端,
選項3x架構面向未來,它即解決了選項3架構下4G基站的性能瓶頸問題,無需對原有的4G基站進行硬體升級,也解決了選項3a架構下4G和5G基站各自為陣的問題,
對于一些低速資料流,比如VoLTE,還可以從4G核心網直接傳送到4G基站,
目前為止,大多數運營商選擇了選項3x,
3. 選項2:5G NR + 5G 新核心網獨立組網

選項2就是5G NR基站與5G核心網獨立組網,一次性將5G核心網和接入網一起“打包”邁進5G時代,
在非獨立組網下,5G與4G在接入網級互通,互連更復雜,
而在選項2獨立組網下,5G網路獨立于4G網路,5G與4G僅在核心網級互通,互連簡單,如下圖所示:

但問題是:
與選項3系列依托于4G成熟的網路和生態規模優勢不同,運營商一旦選擇從選項2開始建網,就意味著需大規模投資建設一張獨立的5G網路,在早期5G新用例還未爆發的現狀下,這要求運營商需平衡好4G資產保護和5G建網投入,
4. 選項7系列: 4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G核心網
選項7系列包括7、7a和7x三個子選項,
類似于選項3,可以把它看成是選項3系列的升級版,只是選項3系列連接4G核心網,而選項7系列則連接5G核心網,NR和LTE均遷移到新的5G核心網,
(1)選項7

(2)選項7a

(3)選擇7x

5. 選項4系列: 4G LTE接入網 + 5G NR接入網 + 5G 核心網
選項4系列包括4和4a兩個子選項,
選項4系列要求一個全覆寫的5G網路,因而采用小于1GHz頻段來部署5G的運營商比較青睞這種部署方式,
(1)選項4

在選項4系列下,4G基站和5G基站共用5G核心網,5G基站為主站,4G基站為從站,
(2)選項4a

6. 選項5: 4G LTE接入網 + 5G 核心網
選項5將4G基站連接到5G核心網,與選項7類似,但沒有與NR的雙連接,

選擇選項5的運營商非常看重5G核心網的云原生能力,比如英國運營商Three就計劃提前將4G核心網遷移至5G核心網,以幫助一些企業專網提早接入其5G核心網,為他們提供靈活的網路切片服務,以及希望盡早為消費者提供云游戲服務等,
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