SA网络架构是5G商用最终目标

王翠林

自2019年6月6日工信部向基础电信运营商发放5G商用牌照以来，运营商不断加快5G网络建设步伐。2020年中国移动、中国联通、中国电信在5G相关部分的投资分别为1000亿元、350亿元和453亿元，分别占各自总投资的55.6%、50%和53.3%。目前中国移动已经完成5G承载网、无线网、核心网的全部招标工作。中国电信和中国联通已经启动SA无线网主设备联合招标，并分别启动5G核心网招标工作。我国5G网络建设进入加速阶段。

5G网络架构从NSA向SA平滑演进

5G核心网、频率、天线等独特性决定了5G新型基础设施投资的必要性。根据移动互联网和物联网主要场景和业务需求，国际电信联盟（ITU）为第五代移动通信技术定义了eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、URLLC（低时延高可靠通信）三大应用场景。为了满足上述场景的业务需求，5G需要具备比4G更高的性能，支持0.1-1Gbps的用户体验速率，百万级的连接数密度以及毫秒级的时延。因此，5G核心网、天线构造、无线频率都和4G完全不同，5G基站不可以在4G基站的基础上升级。主要不同体现在三方面，一是芯片组不兼容。4G基站芯片无法支持5G制式。二是5G网络架构中采用大规模天线阵列（Massive MIMO），以实现5G网络时代Gbps级的用户体验速率性能，这要求在铁塔上新建更多的抱杆资源和平台。三是4G和5G使用的频段不同，4G网络频段在1.8-2.6GHz，而5G网络频段更高，最低也会在3GHz频段以上，这就造成了5G的设备需要重新投资建设。

4G网络迈向5G的进程以核心网与无线接入网分开演进的方式进行。从3GPP 5G标准看，基于前向兼容和支撑未来网络创新的设计原则，5G R15标准设计了两个不同阶段，移动核心网网关设备将控制功能和转发功能进一步分离，以满足未来海量移动流量转发需求，降低业务传输时延，因此出现NSA（非独立组网）和SA（独立组网）两种部署方式。NSA是融合现有的4G基站和网络架构而部署的5G基站，但由于依托的是4G网络架构，导致5G网络的海量机器连接和超可靠低时延特性无法发挥，相应的应用场景无法支撑。SA则是支持5G网络切边、边缘计算等所有新特性，并支撑三大场景而新建的5G基站和后端5G核心网，可以完全实现5G网络的所有特性和功能。

5G网络架构的演进路径是经济社会发展需求、技术能力以及国家发展战略等多种因素综合考量的选择。包括我国在内的全球多数国家基础运营商选择首先以NSA网络架构实现5G商用，并逐步向最终SA目标网络架构平滑演进。究其原因，从技术和产业链成熟度分析，NSA技术和产业链更为成熟，NSA方案中部分选项可以依托运营商已建的4G网络以4G基站做锚点，快速实现大面积覆盖，使得运营商可以在5G发展初期快速实现部分大宽带数据业务，而SA则需要新建5G核心网和5G基站，需要一定的时间。从经济社会发展需求分析，我国通信产业更新换代、传统产业转型升级以及人民对美好生活的需要，决定了我国需要加速推进5G建设和应用，而NSA向SA的平滑演进是快速满足国内经济社会发展需求的现实选择。从抢抓国际竞争制高点角度，我国移动通信技术从1G落后、2G追随、3G突破到4G同步，国际地位不斷提升。如今发展5G技术成为各国普遍共识，抢抓5G发展机遇成为赢得未来国家战略竞争新优势的重要手段。

5G核心应用场景

5G商用前提之一是建立5G通信网络基础设施并发布5G商用标准。国内外标准组织针对5G提出若干应用场景及其典型功能。例如，2015年国际电信联盟（ITU）则定义了5G三个应用场景方案：增强型移动宽带（eMBB）、大连接物联网（mMTC）及低时延高可靠通信（uRLLC）。我国网络软件系统（IMT）-2020（5G）促进组定义了5G应用的四种技术：连续的多个广度和全覆盖范围，连续的高容量和小型容量热点，低功耗比和大连接，高稳定性、可靠性和低延迟。

5G在速率、容量、覆盖率及精确性方面质的提升为人类生产生活方式带来颠覆变化。以国际电联的定义为例，从信息交互对象不同角度划分，其中eMBB场景是指对现有移动宽带业务场景能力进一步增强，以更大带宽的顶级宽带应用追求极致通信体验。在该场景下，VR/AR/XR、4K/8K超高清视频等大流量移动宽带业务将实现爆发式应用。相比于4G网络，mMTC和uRLLC则是5G时代针对行业推出的全新场景。mMTC主要体现物与物之间的智能通信需求，面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景。uRLLC应用于对时延和可靠性具有极高指标要求的行业，如车联网、工业控制、远程医疗等垂直行业的特殊应用。

勘误说明：2020年4月27日，13-14期第8版中由于编辑排版疏忽，刊登的作者职务名称有误，正确应是独立分析师云晴，特此说明，对作者造成的损失深表歉意。