5G的8大组网选项

溯溪而上

有人说，5G演进之路如迷宫般复杂。

与过去不同，5G组网架构选项高达8种，除了选项1就是4G架构，选项6和8被业界抛弃之外，也还剩下选项2、选项3、选项4、选项5和选项7五种选项，其中，选项3、4、7下面还包括了不同的子选项。

今天我们的任务就是说清楚这些选项。

  简单的说  

简单的说，5G组网包括以下方案：

•选项1，独立组网（SA），即LTE基站连接4G核心网，目前4G网络的组网架构。

•选项2，独立组网（SA），即5G NR基站连接5G核心网。

•选项3，非独立组网（NSA），即LTE和5G NR基站双连接4G核心网。

•选项4，非独立组网（NSA），即5G NR和LTE基站双连接5G核心网。

•选项5，独立组网（SA），即LTE基站连接5G核心网。

•选项7，非独立组网（NSA），即LTE和5G NR基站双连接5G核心网。

读起来有点像绕口令，还是用一张图来说明吧。

这里还得提一下双连接（DC）。

双连接技术最早提出于3GPP R12版本，也就是4G时代，其基本原理是让一部手机连接到无线接入网中的两个（或多个）节点（基站），其中一个是主节点，负责无线接入的控制面，即负责处理信令或控制消息；而另一个（或多个）节点为辅助节点，仅负责用户面，即负责承载数据流量。

R12为啥要引入双连接技术呢？主要是为了提升网络速率，均衡网络负载，以及可避免切换中断，保证稳健的移动性。

进入5G时代，LTE/NR双连接的原理基本与R12的LTE/LTE双连接原理相同，要么LTE基站（eNB）为主节点，5G基站（gNB）为辅助节点；要么5G基站（gNB）为主节点，LTE基站（eNB）为辅助节点。

简单介绍完了，接下来我们具体介绍一下每一种组网选项。

  选项3系列  

2017年12月完成的3GPP Release 15 NSA NR标准正是基于选项3系列。

在选项3系列中，终端同时连接到5G NR和4G LTE，控制面锚定于4G，沿用4G核心网。

在控制面，选项3系列完全依赖现有的4G系统。但在用户面的锚定点上有区别，这就是选项3系列有3、3a和3x三个子选项的原因。

选项3、3a和3x有啥区别呢？

选项3

选项3的特点如下：

•5G基站的控制面和用户面均锚定于4G基站。

•5G基站不直接与4G核心网通信，它通过4G基站连接到4G核心网。

•4G和5G数据流量在4G基站处分流后再传送的手机终端。

•4G基站和5G基站之间的Xx接口需同时支持控制面和5G数据流量，以及支持流量控制，并要求满足时延需求。

显然，选项3架构最大的问题是----4G基站鸭梨山大。

由于4G和5G数据流量分流（或聚合）于4G基站，这意味着4G基站要同时处理4G+5G流量，5G的峰值速率是4G的几十倍，且原来的4G基站并非为5G高速率而设计，因此，4G基站必然会遭遇处理能力瓶颈问题。

解决办法就是对4G基站进行硬件升级。

但升级4G基站是要花钱的，一定有运营商不愿意，因此，3GPP就又推出了两种选项——选项3a和3x。

选项3a

选项3a和选项3的差别在于，不再让4G基站鸭梨山大，4G和5G数据流量不再通过4G基站分流和聚合，而是用户面各自直通4G核心网，仅控制面锚定于4G基站。

选项3a虽然减轻了4G基站的负担，也不用花很多钱对4G基站进行硬件升级，但存在新的缺点。

首先，在用户面上4G基站和5G基站各自直连4G核心网，两者之间没有X2接口互联，这意味着两者将各自为阵单独承载4G和5G，没有负荷共享，比如可能4G基站只承载VoLTE语音流量，而5G基站只承载上网流量。

同时，当手机从5G基站“切换”到4G基站时，需要核心网进行S1（基站与核心网之间的接口） Path Switch，所以存在一点点“切换”时延。

选项3x

选项3x可以看成是选项3和选项a的合体。

在选项3x下，控制面依然锚定4G，但在用户面5G基站连接4G核心网，用户数据流量的分流和聚合也在5G基站处完成，要么直接传送到终端，要么通过X2接口将部分数据转发到4G基站再传送到终端。

选项3x架构面向未来，它即解决了选项3架构下4G基站的性能瓶颈问题，无需对原有的4G基站进行硬件升级，也解决了选项3a架构下4G和5G基站各自为阵的问题。

对于一些低速数据流，比如VoLTE，还可以从4G核心网直接传送到4G基站。

目前为止，大多数运营商选择了选项3x。

  选项2  

选项2就是5G基站与5G核心网独立组网，一次性将5G核心网和接入网一起“打包”迈进5G时代。

在非独立组网下，5G与4G在接入网级互通，互连更复杂。而在选项2独立组网下，5G网络独立于4G网络，5G与4G仅在核心网级互通，互连简单。

▲选项2架构下，4G网络与5G网络在核心网级互联互通

但问题是，与选项3系列依托于4G成熟的网络和生态规模优势不同，运营商一旦选择从选项2开始建网，就意味着需大规模投资建设一张独立的5G网络，在早期5G新用例还未爆发的现状下，这要求运营商需平衡好4G资产保护和5G建网投入。

  选项7系列  

选项7系列包括7、7a和7x三个子选项，类似于选项3，可以把它看成是选项3系列的升级版，只是选项3系列连接4G核心网，而选项7系列则连接5G核心网，NR和LTE均迁移到新的5G核心网。

  选项4系列  

选项4系列包括4和4a两个子选项。在选项4系列下，4G基站和5G基站共用5G核心网，5G基站为主站，4G基站为从站。

选项4系列要求一个全覆盖的5G网络，因而采用小于1GHz频段来部署5G的运营商比较青睐这种部署方式。

  选项5  

选项5将4G基站连接到5G核心网，与选项7类似，但没有与NR的双连接。

选择选项5的运营商非常看重5G核心网的云原生能力，比如英国运营商Three就计划提前将4G核心网迁移至5G核心网，以帮助一些企业专网提早接入其5G核心网，为他们提供灵活的网络切片服务，以及希望尽早为消费者提供云游戏服务等。