基于5G网络从NSA到SA的演进之路该如何推进

前面四代通信技术变革都是以“人”作为数据传输的核心，到了第五代移动通信网络，“物”的地位大幅提升，“物与物”、“人与物”的沟通打开了一个庞大的通信网络产业链。

这让3GPP在制定5G标准时，也提出了独立组网（SA）和非独立组网（NSA）两种网络架构路径，从当前全球国家的选择来看，都走上了从NSA再逐步转换到SA这一进程。中国运营商则在近期更加强调推进SA的力度。

从名称可以大概看出二者的不同，仅从字义理解，SA才是一个完全独立的5G网络架构，也可以完全支持5G三大特性下的丰富应用场景。NSA这一路径，是5G经历的必然，其“非独立”的说法也显示出与4G的丝缕关联。

在近日的一场公开演讲中，中国移动董事长杨杰表示，希望能够进一步加快5G技术成熟。从明年1月1日开始，5G终端必须具备SA模式，这也意味着明年NSA手机不可入网。

一时间，关于“真假5G”的讨论层出不穷。答案当然是不存在真假之说，但对通信产业链来说，NSA到SA的演进之路是怎么出现的，又将如何推进？

从NSA到SA

从5G的三大特性eMBB（超高带宽）、mMTC（超大连接）、URLLC（超低时延）也可以看出，5G与前面几个通信时代的不同。

相对来说，1-4G演变的核心主要在于网络传输速率的提升，但5G还有了对于连接数量和使用网络延迟度的两大特征要求。这让5G网络的复杂程度与此前都不大相同。

“5G网络架构于3GPP TSG-RAN第72次大会中，提出8个选项，分为独立组网和非独立组网两组。其中选项1、2、5、6是独立组网，选项3、4、7、8是非独立组网，非独立组网的选项3、4、7还有不同的子选项。以应5G更多元的峰值速率、时延、容量等领域应用，相较于4G技术前很不一样。”在接受21世纪经济报道记者采访时，集邦咨询(TrendForce)资深研究总监谢雨珊如此说道。

具体来说，不同于此前几代将核心网（Core Network）与无线接入网（RAN）整体演进的方式，这次被分成两条路径发展的核心差异也正是在核心网部分。

NSA是基于4G核心网的基础上，只进行5G无线接入网建设，以实现快速的网络部署；SA则是基于5G核心网的架构进行设计，可以理解为是一套重新搭建的网络制式，包含接入网和核心网以及相关的回传链路。

不过Gartner研究副总裁刘轶向21世纪经济报道记者进一步解释道，虽然5G在整体架构上有了很大的变化，但网络部署上并没有太大不同。无线接入网主要由基站组成，为用户提供无线接入功能；核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。但考虑到5G网络部署比较昂贵，同时比较复杂，部署时间也比较长，3GPP标准组织便定义了两种组网方式。

“如果只看基站的话，不管SA还是NSA都是要部署新的5G基站和天线，因为都是运行在新的频谱和架构上，所以实际差别不大。 但NSA不需要再部署新的核心网和回传链路，会节省很多成本和时间。”他进一步解释道。

从NSA到SA的演进有多种形式，目前主要模式SA是Option2，NSA是OpTIon3。刘轶向记者分析道，具体来说，OpTIon2是端到端的5G网络，不同制式网络之间通过核心网相连；OpTIon3使用的是4G核心网络，但分为主站和从站，与核心网进行控制面命令传输的基站为主站。由于传统的4G基站处理数据的能力有限，需要对基站进行硬件升级改造，变成增强型4G基站，该基站为主站，新部署的5G基站作为从站进行使用。当然为了应对不同需求，OpTIon3还有继续细分。

投资成本差异

正因为5G的完全部署难度较大，全球大多数运营商都选择了先局部部署NSA，再陆续演进到SA的这一过程。中国的运营商大多倾向于NSA和SA混合组网方式。

从商业逻辑角度也很好理解。eMBB带来的更高传输速率，可以让消费者更快接受5G时代的到来，这恰恰是NSA的核心优势所在。随着SA的陆续部署，再慢慢将运营商的核心商业模式释放到行业级应用中，而这也是行业人士普遍认为的，未来5G网络更大的行业价值所在。

vivo通信研究院总经理秦飞在近日的一场采访中向21世纪经济报道记者介绍道，NSA是目前迄今为止全球建好的网络。SA网络意味着整个核心网的重新建设，也将有服务化的架构，甚至涉及用户数据库、格式、字段的变化，要想实现SA商用还要搬移大量数据库，需要大量实践。

“SA网络相对来说测试等方面的进度会相对滞后，因为反映出大量5G新的技术，在未来会支持行业、切片或边缘计算做得更好。”他进一步表示。

至于SA部署成熟的进程，谢雨珊指出，SA是未来组网方式，从建立到真正成熟会循序渐进，将经历1-2年时间。由于SA架构需自己独立无线网、核心网和回程链路，支持网络切片、边缘计算等，在上行速率、网络时延、连接数量上符合5G规范的性能。厂商需掌握5G标准中3GPP组织冻结的相关标准(切换SA标准研发、5G信号调通到样机研制与生产)、技术来做调整。

她同时指出，“目前主流仍是LTE部署，另外，NSA为了满足终端两路信号连接，需要引入双工器这一元器件，将会带来成本增加和性能损失，而SA一步到位。”

一位运营商人士则告诉21世纪经济报道记者，虽然在5G网络建设早期，NSA不用改变核心网的架构而投资成本相对低，但考虑到后期LTE网络设备升级成本等方面的投入，实际上从长远发展来看，SA架构的总投资会更节省，但SA的前期一次性投入较大，这是考虑到SA网络复杂程度等因素影响。

下游厂商的挑战

NSA和SA有约半年的标准冻结时间差，这也影响到下游厂商的准备工作。2017年12月，NSA标准冻结，2018年6月SA的标准完成冻结。

谢雨珊向记者分析道，NSA的核心网络依靠现有LTE设施，布建复杂度比SA低，因此其终端产品推出的速度会快许多，支持NSA架构5G终端虽成熟，但在设计上更具挑战，在射频器件上成本上也会更高。

基于从NSA到SA的演进过程，目前最先涌现的5G终端——手机，也大多支持NSA模式。当然这也与手机搭载的芯片有关，华为之所以能做到支持NSA和SA双模，是在于华为自主设计的巴龙5000芯片可以通过双模支持，但其他手机厂商搭载的高通X50芯片目前仅支持NSA模式。

不过中国移动福建公司厦门分公司网络部副总经理刘青青向21世纪经济报道记者强调，不管NSA、SA都是5G标准化组织3GPP制定的标准，没有所谓“真假5G”的概念。

“NSA是中国移动目前正在部署的网络模式，可以在4G基础上不用换卡、不用换号就可以更快更好体验到5G。SA网络中国移动也正在全力推进标准化落地，相信SA是未来5G的目标，但是在未来4-5年内NSA和SA将是并存状态。大家不用担心买了NSA手机之后，在未来就不能用了，其实NSA在速率感知上跟SA是一样的，我们建议终端用户不用过多担心这个问题。”刘青青续称。

秦飞则向记者介绍道，实际上，SA网络下的单模，意味着是单个网络的联通，要么4G网络通，要么5G网络通，二者需来回切换。但NSA网络下，是4G和5G网络需要双通，对手机零部件也有双通的网络信号传输要求，这对手机中的元器件通讯要求实际上更高。

因此对手机厂商的研发来说，NSA的研发难度其实更大。“如果现在把NSA做好了，体验、功耗也能做得更好，切到SA网络的时候反而可以更容易，所以这个阶段我们也在解决很多NSA的难题。目前阶段还在不断跟设备商做大量测试，包括功耗等方面的问题在不停地解决。”

他还强调，今年所有推出的NSA单模5G手机在明后年甚至未来十年内都能正常使用，从体验5G网络和5G应用上看，不会有任何差别。

谢雨珊则指出了一个小差异。如前所述，正因为NSA的双通路，会一定程度影响到终端的耗电程度；此外NSA模式的手机要顾及不同频段，双连接终端在射频设计上会变得复杂，且在多个频段上同时传输资料，容易造成交调和谐波干扰，从而影响到终端性能，包括上下行速率和覆盖能力等。

整体来说，如今的终端厂商仍在针对功耗、闪充等技术不断优化，到底支持NSA模式的手机还是SA模式的手机，实际上更取决于消费者对5G手机的使用紧迫性，但并不会带来太大使用感受。

而在新一个通信时代的10年里，更应该期待的是SA真正铺开后，对包括无人驾驶、智慧工厂在内的细分行业带来的想象力。