【5G】独立组网（SA）和非独立组网（NSA）解析

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独立组网（SA）和非独立组网（NSA）

前言

本文旨在科普5G核心网相关知识，参考5G相关书籍《深入浅出：5G 移动通信标准与架构》及3GPP文章。

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1. 5G 网络架构的特性

5G 网络架构，首先是分成了 SA 和 NSA，在 3GPP 的 R15 版本中，分成了两个阶段，其中第一个阶段发布的就是 NSA，第二阶段发布的是 SA，它们的部署是不相同的。
什么是 5G SA 呢，SA 即是 Standalone，就是独立组网，就是一套全新的 5G 网络，包括全新的基站和核心网。
而 5G NSA 呢，就是非独立组网，使用现有的 4G 网络，进行改造、升级和增加一些 5G 设备，使网络可以让用户体验到 5G 的超高网速，又不浪费现有的设备。

2. 5G 双连接概述

双连接相关概念：

3. SA 和 NSA 的技术要点和优劣对比

如果从技术理论设计上来说，SA（独立组网）无疑是最佳的选择，但现实是 3GPP 不得不考虑目前各大运营商已存在庞大的 4G 网络，如何能让就网络设备能继续发挥作用，节省投资，又能享受 5G 的体验，这就是 NSA（非独立组网）。

但其实并不是这么简单，在 NSA 和 SA 下，又分成了很多的选项，为运营商提供组网参考。
这么多的选项，就是 3GPP 提供给运营商更多的选择，主要为他们提供节省资源利旧，我们看一下它们的差别。
SA 选项 2：全新的 5G 核心网和无线网 gNB 组网，完全全新建。这样的优势是可以完全发挥出 5G 的各项性能，
按照 3GPP 的标准推进。缺点就需要浩大的投资。
SA 选项 5：和上面的选项 2 相比，在这个模式下，把原来的 4G 基站进行升级接入，它也属于独立组网。

NSA 的组网方式就更多了，我们就讲大类，选项 3：是 4G 核心网+（4G 基站与 5G 基站混合），而选项 4 和 7，则是 5G 核心网+（4G 基站与 5G 基站混合），区别是对控制面和用户面的方式的不同。具体的细分我们就不讲解了，因为，基本上运营商大多数选择了选项 3 的方式，原因很简单，增加的投资不多，却最大效益的实现 5G 的功能。

NSA 一般采用选项 3x 方案，就是把用户面数据分为两部分，会对 4G 基站造成瓶颈的那部分，迁移到 5G 基站。剩下的部分，继续走 4G 基站。

5G NSA OPTION 3 系列:

协议栈消息流：

5G NSA OPTION 7 系列:

5G NSA OPTION 4 系列:

5G SA OPTION 2/5/6 系列:

从上面 SA 和 NSA 的组网方式不同，我们总结其中的技术要点：

1、NSA 没有 5G 核心网，是利用现有的 4G 核心网接入，而 SA 则是全部采用 5G 架构，包括 5G 的核心网。

2、由于 NSA 是新建 5G 基站+4G 基站升级支持 5G 的，再连接 4G 核心网，因此，在 NSA 组网下，5G 与 4G
在接入网级互通复杂，虽然利旧了 4G 设备，但组网和运营成本大增；在 SA 组网下，5G 与 4G 仅在核心网级互
通，非常简单。

3、在 NSA 组网下，终端需要支持 LTE 和 NR 双连接，终端成本会更高；在 SA 组网下，终端仅连接 NR 一种无线接入技术，对 4G 采用回落技术，简单成熟的技术。

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。从技术的角度来说，NSA 肯定是要比 SA 差很远，但 NSA 可以利用现有的设备，节省投资快速部署 5G，是运营商愿意使用的关键。

5G 网络切片

NSA 与 SA 的关键区别是有无 5G 核心网，相对于 2/3/4G，5G 核心网是一次颠覆式设计，它基于 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，运营商可以轻松对客户进行个性化定制，既能提升现有客户的价值，也能开展 B2B，B2B2C 模式扩展，获得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。
SA：支持网络切片 NSA：不支持
MEC（多接入边缘计算）
使用 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。这种分离架构，使 MEC（多接入边缘计算）成为可能，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。
由于 MEC 的存在，让 5G 的低时延成为可能，这在 V2X、工业自动化等等行业应用成为可能。
SA：支持 MEC NSA：不支持

网络安全与开放

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。 同时，支持网络能力的开放，5G 核心网采用标准接口，支持其它系统在安全框架内接入。
SA：安全和开放功能强 NSA：安全与 4G 网络一致，无开放能力.

部署和运维

在 NSA 组网下，5G 与 4G 在接入网级互通，互连更复杂。而在 SA 组网下，与 4G 或以前的 2G、3G 网络，都只是一个网间互联的关系，互联非常简单。
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。
同时，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。
但 NSA 的部署，可以最大效能的利用原有的 4G 网络，原来的 4G 基站也可以通过软升级支持 5G，能节约投资，但会给运维带来极大的难题。而 SA 下，虽然投入的设备会更多，但后期能接入自动化运维，真正实现智能化的故障处理等。
SA：部署成本较高，运维成本低 NSA：部署投入少，部署快，运维成本高
综上所述，SA 将是运营商未来的方向，NSA 只作为过渡快速部署和利旧的方案，会获得短期的应用。

布网策略：

4. 传统基站的演进

总结

持续更新中…