2019年SA的技术标准、设备、终端未成熟,5G商用初期以NSA为主,伴随5G设备版本的成熟,联通加快推进5G SA的升级,给用户带来更好的体验,也提高5G网络对工业互联网的支撑能力。
注:NSA组网模式是采用新建5G基站+4G基站升级支持5G,再连接4G核心网,NSA网络的在速率上比4G网络快很多,但部分5G优势特性如超低延迟,NSA网络无法实现。NSA网络在下行速率上和SA网络无差异。
SA网络全部采用5G架构,5G终端接入5G基站再接入5G核心网,组网模式更简单,也更好地发挥5G的特
NSA和SA到底有啥区别?
NSA(选项3x)与SA(选项2), 乍一看,其实就像边三轮和两轮摩托的区别。
NSA,采用双连接方式,5G NR控制面锚定于4G LTE,并利旧4G核心网EPC。SA,5G NR直接接入5G核心网(NG Core),它不再依赖4G,是完整独立的5G网络。
对比以上架构,NSA和SA主要存在三大区别:
1)NSA没有5G核心网,SA有5G核心网,这是一个关键区别。
2)在NSA组网下,5G与4G在接入网级互通,互连复杂;在SA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。
3)在NSA组网下,终端双连接LTE和NR两种无线接入技术;在SA组网下,终端仅连接NR一种无线接入技术。
简单的讲,相比SA,NSA缺了一个新大脑(5G核心网),在5G-4G互连上还有些拖泥带水。
看似简单的架构区别,背后却会牵涉出一堆性能指标差别,这些指标主要包括了网络时延、上行带宽、网络灵活敏捷性和服务可靠性等。下面就来说说这些性能差别。
核心网
NSA缺少新大脑
NSA与SA的关键区别是有无5G核心网。5G核心网与4G核心网有什么不同?
相对于2/3/4G,5G核心网是一次颠覆式设计,它基于云原生和SBA服务化架构,使能敏捷高效地创建“网络切片”,不同的切片应对不同行业的多样化的5G用例,从而帮助运营商从2C市场向2B市场拓展,寻求新的商业模式和收入增长点。
网络切片通过灵活的网络资源组合,为不同行业的5G用例保障不同的QoS,可大大提升网络服务质量,并可降低部署成本。
5G核心网的用户面和控制面彻底分离,使能UPF(用户面功能)实现下沉和分布式部署。接下来,UPF与MEC(多接入边缘计算)完美天然集成,并分布式部署于网络接入侧、本地侧、汇聚侧和核心侧。
分布式的UPF/MEC意味着内容和服务将从互联网走进移动内网,使之更接近用户侧,从而减少网络传输时延,并减轻核心网和骨干传输网络负担,可实现工业自动控制、远程控制、AR/VR等低时延、大带宽5G应用。
运营商将基于网络切片和MEC向2B市场扩展,可以说这是5G的最大价值所在。尽管5G网络能力也会驱动VR、云游戏等2C市场新业务,但随着几十年移动通信飞速发展,人的连接已趋于饱和,单靠2C市场的经营模式已不足,运营商迫切需要把重心转移至开拓2B市场,发展行业VR/AR、智慧交通、智慧安防、智能电网、工业自动控制等广泛的行业应用。
此外,在安全构架上,5G核心网比4G EPC更强,具有更强的加密算法,更安全的隐私加密,更安全的网间互联和更安全的用户数据,可全面实现网络安全防护。
但在NSA组网下,由于没有5G核心网,既不能支持网络切片,也无法完美支持MEC,因此在网络时延、业务部署敏捷性和服务可靠性上,以及在支持5G新用例方面,会大打折扣。
5G-4G互连
NSA复杂于SA
如上所述,在NSA组网下,5G与4G在接入网级互通,互连更复杂。
首先,互连复杂会影响空口时延。在控制面时延上, NSA组网下NR锚定于LTE控制面,因此,控制面时延基本与4G一样。在用户面时延上,如果LTE与NR数据流聚合,用户面时延会受限于4G。
其次,互连复杂会影响切换时延。在NSA组网下,由于5G NR锚定于4G LTE,NR至NR之间的切换若发生LTE锚定改变,需多步骤才能完成,花费时间较长。
如上图,在NR与NR切换时,首先要删除源副载波,释放源NR资源,然后再执行LTE到LTE之间的切换,接着再添加目标副载波,新分配目标NR资源。整个过程至少要花费150ms。
但在SA组网下,NR到NR切换独立于LTE切换,同频切换时延仅需约40ms,异频切换时延仅需60ms。至于SA与NSA之间切换,等同于NR-LTE异系统切换,时延也只需约70ms。
上行带宽
NSA远低于SA
在NSA组网下,终端天线要双连接LTE和NR两种无线接入技术;在SA组网下,终端天线仅连接NR一种无线接入技术。若终端配置为两天线,在NSA组网下,一根天线连接NR,一根天线连接LTE;而在SA组网下,两根天线均连接NR。
增加天线数量是提升无线网速的主要办法之一,这意味着,同样的终端在SA组网下的上行速率远远大于NSA组网下的上行速率,理论上是两倍。
在NSA组网下,以上这些性能缺陷将使5G用例受限,直接影响运营商向新业务扩展。
5G用例
NSA创新应用有限
5G大带宽、低时延、多连接的网络能力,加上网络切片和MEC技术,将使能全行业创新应用,但由于NSA在5G核心网、上行带宽、时延等方面的能力有限,会导致很多5G应用创新受阻。
NSA和SA都是5G网络,只是组网模式不同。NSA即:Non-Standalone,非独立组网;是一对多的组网模式,一个核心网带两种基站。SA是Standalone的缩写,独立组网的意思;SA是一种一对一的组网模式,一个核心网配一种基站。SA的精细化管理比NSA更显优势,SA在低延时、大连接方面更有优势,覆盖加倍,速率加倍。