5G 组网的8 种方式有什么区别全分析

科技   2024-10-23 15:40   广东  

5G 即第五代通信技术,相对于前四代通信技术,5G 不仅应用于移动通信技术,也可应用于物联网,主要包括三大应用场景eMBB(enhanced Mobile Broadban,增强型移动宽带)、mMTC(massive Machine Type Communications,大规模物联网)和URLLC(Ultra-Reliableand Low Latency Communications,超可靠,低延迟通信),其中mMTC 又包括eMTC(enhancedMachine Type Communications,增强型物联网)和NB-IoT(Narrow Band Internet ofThings,窄带物联网)。

eMTC 和NB-IoT 两者同属3GPP 标准内的LWPA(Low Power Wide Area,低功耗广域)技术,两者既相互竞争,又相互补充。两者的标准化进程、产业发展、现网应用等有很多相似之处,但同时两者在移动性、速率以及成本等有一些不同之处。若对语音、移动性、速率等有较高要求,则可选择eMTC 技术。若对这些要求不高,而对成本、覆盖等要求较高,则可选择NB-IoT 技术。

实现5G 的应用,首先需要建设和部署5G 网络,5G 网络的部署主要需要两个部分:无线接入网(Radio Access Network,RAN)和核心网(Core Network)。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。由于部署新的网络投资巨大且要分别部署这两部分,所以3GPP(3rd GenerationPartnership Project,一个标准化组织)分为了两种方式进行部署SA(Standalone,独立组网)和NSA(Non-Standalone,非独立组网)。独立组网指的是新建一个现有的网络,包括新基站、回程链路以及核心网,非独立组网指的是使用现有的4G 基础设施,进行5G网络的部署

在2016 年6 月制定的标准中,3GPP 共列举了Option1、Option2 、Option3/3a、Option 4/4a、Option 5、Option 6、Option 7/7a、Option 8/8a 等8 种5G 架构选项。其中,Option1、Option 2、Option5 和Option 6 属于独立组网方式,其余属于非独立组网方式。

在2017 年3 月发布的版本中,优选了(并同时增加了2 个子选项3x 和7x)Option2、Option3/3a/3x、Option 4/4a、Option 5、Option 7/7a/7x 等5 种5G 架构选项。独立组网方式还剩下Option2 和Option 5 两个选项。下边分别说明各个方式怎么进行网络部署。

1. Option 1 - 纯LTE (EPC + LTE)

  • 特点:传统的4G LTE网络。

  • 核心网:使用LTE的EPC(演进分组核心网)。

  • 接入网:只有LTE,没有5G NR

  • 使用场景:现有的4G网络。

2. Option 2 - 纯5G (5GC + NR)

  • 特点:完整的5G独立组网(SA,Standalone)。

  • 核心网:使用5G核心网(5GC)。

  • 接入网:仅使用5G NR,不依赖LTE。

  • 使用场景:这是理想的5G网络,所有设备和网络架构都是全新的5G。


3. Option 3/3a - LTE和5G NR的非独立组网 (NSA,Non-Standalone)

  • 特点:5G NR与现有LTE网络并存,LTE作为锚点。

  • 核心网:使用LTE的EPC(演进分组核心网)。

  • 接入网:5G NR作为增强技术,LTE是主网。

    • Option 3:5G NR和LTE同时连接至EPC。

    • Option 3a:LTE连接至EPC,5G NR间接通过LTE连接至EPC。

  • 使用场景:这是目前主流的过渡性5G部署方式,因为可以利用现有的4G网络基础设施,加速5G商用部署。


4. Option 4/4a - LTE和5G NR的非独立组网 (NSA,5GC核心网)

  • 特点:类似于Option 3,但核心网升级为5GC。

  • 核心网:使用5G核心网(5GC)。

  • 接入网:LTE和5G NR协同工作。

    • Option 4:LTE和5G NR同时连接至5GC。

    • Option 4a:LTE间接通过5G NR连接至5GC。

  • 使用场景:虽然仍然依赖LTE,但核心网已经升级为5G,这为未来的纯5G(Option 2)部署奠定了基础。


5. Option 5 - LTE独立组网 (SA,Standalone LTE)

  • 特点:4G LTE独立组网,但使用5G核心网。

  • 核心网:使用5G核心网(5GC)。

  • 接入网:只有LTE,不包含5G NR。

  • 使用场景:可以用于某些过渡阶段,网络运营商首先部署5GC,同时继续使用LTE作为接入网。


6. Option 6 - 5G NR与LTE非独立组网 (NSA,EPC核心网)

  • 特点:LTE和5G NR协同工作,5G NR作为锚点。

  • 核心网:使用4G的EPC。

  • 接入网:5G NR是主网络,LTE是辅助。

  • 使用场景:类似Option 3的非独立组网方式,但反过来让5G NR作为主网,适合在5G NR覆盖良好的区域部署。


7. Option 7/7a - 5G NR与LTE的非独立组网 (NSA,5GC核心网)

  • 特点:5G NR与LTE协同工作,5G NR作为主网。

  • 核心网:使用5G核心网(5GC)。

  • 接入网:5G NR主网,LTE是辅助网络。

    • Option 7:5G NR和LTE同时连接至5GC。

    • Option 7a:5G NR直接连接至5GC,LTE通过5G NR连接至5GC。

  • 使用场景:5G NR为主网的场景,且核心网已经完全升级到5GC,为5G的独立部署铺平道路。


8. Option 8/8a - 纯5G (5GC + NR)

  • 特点:纯5G组网,与Option 2类似,但适用于不同的场景。

  • 核心网:使用5G核心网(5GC)。

  • 接入网:仅使用5G NR,没有LTE的参与。

  • 使用场景:未来纯5G的最终目标,这种架构下所有设备和网络都是基于5G技术的,最大限度发挥5G潜力。


主要区别总结:

  1. 核心网:不同的选项使用不同的核心网,可能是4G的EPC或5G的5GC。

  2. 接入网:一些选项是LTE主导(如Option 3),另一些是5G NR主导(如Option 7)。

  3. 独立/非独立:非独立组网(NSA)需要4G LTE和5G NR共同工作,而独立组网(SA)只依赖于5G NR。

  4. 过渡与最终目标:Option 3和Option 4是过渡性方案,允许网络在5G核心网和接入网完全成熟前,利用现有的4G基础设施;Option 2和Option 8则是最终的5G架构,完全独立于4G。

这种灵活的组网方案允许运营商根据现有网络设施和市场需求,逐步演进到完全的5G网络。





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