一、5G要來(lái)了，但還沒(méi)那么快

5G要來(lái)了，帶著期許的每秒上G的網(wǎng)速。

但對(duì)于5G的到來(lái)，我們似乎并沒(méi)有像對(duì)當(dāng)初3G和4G那樣殷切地期待。

3G和4G催生了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮，如今這座大廈已經(jīng)建成，5G的eMBB似乎僅是錦上添花，讓網(wǎng)速更快一些而已。

曾經(jīng)大熱的eMBB應(yīng)用VR，現(xiàn)在又開(kāi)始在低谷蟄伏。

而5G的愿景：萬(wàn)物互聯(lián)呢?5G為此定義了兩個(gè)場(chǎng)景mMTC和uRLLC，期望以此引爆物聯(lián)網(wǎng)垂直應(yīng)用。

5G的3個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景

然而，從4G時(shí)代引入的NB-IoT和eMTC這兩個(gè)低功耗廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)可以滿(mǎn)足海量機(jī)器互聯(lián)的需求，但業(yè)界對(duì)應(yīng)用和商業(yè)模式還在苦苦探索。

以自動(dòng)駕駛為代表的低時(shí)延高可靠通信的應(yīng)用，目前還在蹣跚學(xué)步，路慢慢其修遠(yuǎn)。

所以，5G的部署真的要這么快嗎?

5G是未來(lái)大勢(shì)所趨，但4G仍是主流。

據(jù)相關(guān)咨詢(xún)公司預(yù)測(cè)，在2020年，4G將承載全球88%的流量，即使到了2025年，4G用戶(hù)數(shù)仍然占據(jù)50%到60%。

因此，和4G不同，業(yè)界對(duì)5G的投資都會(huì)比較謹(jǐn)慎，希望能投石問(wèn)路，循序漸進(jìn)。

這一切也反映在了3GPP對(duì)5G的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程上。

在最早凍結(jié)的5G NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))下，5G無(wú)法單獨(dú)工作，僅僅是作為4G的補(bǔ)充，分擔(dān)4G的流量。5G SA(獨(dú)立組網(wǎng))的標(biāo)準(zhǔn)化足足比非獨(dú)立組網(wǎng)慢了半年之久。

下面我們將詳細(xì)討論什么是非獨(dú)立組網(wǎng)和獨(dú)立組網(wǎng)，以及它們有何異同之處。

二、5G獨(dú)立組網(wǎng)

對(duì)于5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在3GPP TSG-RAN 第 72 次全體大會(huì)上，提出了8個(gè)選項(xiàng)，如下圖所示。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的8個(gè)選項(xiàng)

這8個(gè)選項(xiàng)分為獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)兩組。其中選項(xiàng)1，2，5，6是獨(dú)立組網(wǎng)，選項(xiàng)3，4，7，8是非獨(dú)立組網(wǎng)。非獨(dú)立組網(wǎng)的選項(xiàng)3，4，7還有不同的子選項(xiàng)。

在這些選項(xiàng)中，選項(xiàng)1早已在4G結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)6和選項(xiàng)8僅是理論存在的部署場(chǎng)景，不具有實(shí)際部署價(jià)值，標(biāo)準(zhǔn)中不予考慮。

下面我們逐個(gè)探討,，先從獨(dú)立組網(wǎng)說(shuō)起。

選項(xiàng)1

這就是選項(xiàng)1，其實(shí)這是純4G的組網(wǎng)架構(gòu)。

注意看圖里面連接手機(jī)、4G基站和4G核心網(wǎng)的各有一條實(shí)線和一條虛線。其中虛線代表控制面，實(shí)線代表用戶(hù)面。

• 控制面：就是用來(lái)發(fā)送管理、調(diào)度資源所需的信令的通道。
• 用戶(hù)面：直觀理解就是發(fā)送用戶(hù)具體的數(shù)據(jù)通道。用戶(hù)面和控制面是完全分離的。

然而，選項(xiàng)1和5G并沒(méi)有一毛錢(qián)關(guān)系，Pass，下一個(gè)!

選項(xiàng)2

這是選項(xiàng)2，架構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是5G基站連接5G核心網(wǎng)，這是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的***形態(tài)，可以支持5G的所有應(yīng)用。

別看架構(gòu)簡(jiǎn)單，要建這樣一張5G網(wǎng)，要新建大量的基站和核心網(wǎng)，代價(jià)不菲。想想看，光中國(guó)移動(dòng)就有將近230萬(wàn)個(gè)4G站點(diǎn)，要是在建同樣大的一張5G網(wǎng)絡(luò)得花多少錢(qián)?

選項(xiàng)5

這是選項(xiàng)5，可以看出，這其實(shí)是把4G基站升級(jí)增強(qiáng)之后連到了5G核心網(wǎng)之上，本質(zhì)上還是4G。但新建了5G核心網(wǎng)之后，原先的4G核心網(wǎng)也該慢慢退服，一定會(huì)出現(xiàn)4G基站這連接5G核心網(wǎng)的需求，因此也算是未來(lái)會(huì)出現(xiàn)的架構(gòu)。

但是，改造后的增強(qiáng)型4G基站跟5G基站相比，在峰值速率、時(shí)延、容量等方面依然有明顯差別。后續(xù)的優(yōu)化和演進(jìn)，增強(qiáng)型4G基站也不一定都能支持。因此選項(xiàng)5架構(gòu)的前景也不樂(lè)觀。

選項(xiàng)6

這是選項(xiàng)6。把5G基站連到4G核心網(wǎng)，還獨(dú)立組網(wǎng)?這樣5G基站有力使不出，也太憋屈了。況且，5G基站作為花錢(qián)的大頭都建了，竟然不建相對(duì)是小頭的5G核心網(wǎng)?因此這個(gè)架構(gòu)是不會(huì)有運(yùn)營(yíng)商選擇的，3GPP也沒(méi)有考慮標(biāo)準(zhǔn)化。

總結(jié)起來(lái)，5G可能的獨(dú)立組網(wǎng)方案只有選項(xiàng)2和選項(xiàng)5，其中選項(xiàng)2是5G網(wǎng)絡(luò)的***架構(gòu)。

選項(xiàng)2的優(yōu)勢(shì)如下：

• 一步到位引入5G基站和5G核心網(wǎng)，不依賴(lài)于現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)，演進(jìn)路徑最短。
• 全新的5G基站和5G核心網(wǎng)，能夠支持5G網(wǎng)絡(luò)引入的所有新功能和新業(yè)務(wù)。

與此同時(shí)，選項(xiàng)2對(duì)應(yīng)的劣勢(shì)如下：

• 5G 頻點(diǎn)相對(duì) LTE 較高，初期部署難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，會(huì)存在大量的5G與4G系統(tǒng)間的切換，用戶(hù)體驗(yàn)不好。
• 初期部署成本相對(duì)較高，無(wú)法有效利用現(xiàn)有4G基站資源。

三、5G非獨(dú)立組網(wǎng)

下面到了非獨(dú)立組網(wǎng)了，總體上來(lái)說(shuō)，非獨(dú)立組網(wǎng)要比獨(dú)立組網(wǎng)復(fù)雜得多,這也是省錢(qián)所必須要付出的代價(jià)。

首先解釋幾個(gè)術(shù)語(yǔ)：

(1) 雙連接：顧名思義，就是手機(jī)能同時(shí)跟4G和5G都進(jìn)行通信，能同時(shí)下載數(shù)據(jù)。一般情況下，會(huì)有一個(gè)主連接和從連接。

我們可以把雙連接想象成我們常用的耳機(jī)一樣，兩路數(shù)據(jù)可以通過(guò)左右一雙耳機(jī)傳送。

耳機(jī)的兩個(gè)聽(tīng)筒像極了雙連接

(2) 控制面錨點(diǎn)：雙連接中的負(fù)責(zé)控制面的基站就叫做控制面錨點(diǎn)。

不妨繼續(xù)以耳機(jī)做比喻，控制面就像耳機(jī)中的控制按鈕，有控制按鈕那一側(cè)一樣既可以控制播放也可以發(fā)送數(shù)據(jù)。

(3) 分流控制點(diǎn)：用戶(hù)的數(shù)據(jù)需要分到雙連接的兩條路徑上獨(dú)立傳送，但是在哪里分流呢?這個(gè)分流的位置就叫分流控制點(diǎn)。

5G非獨(dú)立組網(wǎng)的諸多選項(xiàng)，都是由下面的三個(gè)問(wèn)題的答案排列組合而成：

非獨(dú)立組網(wǎng)三問(wèn)

非獨(dú)立組網(wǎng)的3系列，7系列及4系列，就是對(duì)這3個(gè)問(wèn)題的不同回答。下面我們來(lái)逐個(gè)介紹。

1. 選項(xiàng)3系列

該系列的基站連接的核心網(wǎng)是4G核心網(wǎng)，控制面錨點(diǎn)都在4G，適用于5G部署的最初階段，覆蓋不連續(xù)，也沒(méi)太多業(yè)務(wù)，純粹是作為4G無(wú)線寬帶的補(bǔ)充而存在。

3系列分為3，3a和3x這3個(gè)選項(xiàng)，為什么有這樣的區(qū)分呢?關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)的不同。

選項(xiàng)3

從上圖可以看出，選項(xiàng)3的數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)在4G基站上，也就是說(shuō)，4G不但要負(fù)責(zé)控制管理，還要負(fù)責(zé)把從核心網(wǎng)下來(lái)的數(shù)據(jù)分為兩路，一路自己發(fā)給手機(jī)，另一路分流到5G去發(fā)給手機(jī)。

4G基站真是既當(dāng)?shù)之?dāng)媽?zhuān)仨毣ù罅庖浖?jí)才能具備這樣的能力，然而，老邁的基站硬件能否扛得住這些5G的洶洶流量還真不好說(shuō)，搞不好硬件也得升級(jí)。

真是勞民傷財(cái)。因此，選項(xiàng)3頗不受待見(jiàn)，自提出以來(lái)就乏人問(wèn)津。

選項(xiàng)3a

選項(xiàng)3a就做了一些改進(jìn)，把數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)放在了4G核心網(wǎng)上，由核心網(wǎng)向4G和5G基站分發(fā)用戶(hù)面數(shù)據(jù)。雖說(shuō)這樣要比選項(xiàng)3好得多，但4G核心網(wǎng)也要來(lái)個(gè)大的升級(jí)才行。

選項(xiàng)3x

選項(xiàng)3x很聰明地把數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)放在了5G基站上。你5G基站不是很牛么，年輕就要多干活多歷練，分流的任務(wù)就你來(lái)吧。

這樣一來(lái)，選項(xiàng)3x避免了對(duì)已經(jīng)在運(yùn)行的4G基站和4G核心網(wǎng)做過(guò)多的改動(dòng)，又利用了5G基站的速度快能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此得到了業(yè)界的廣泛青睞，成為了5G非獨(dú)立組網(wǎng)部署的***。

綜上，選項(xiàng)3系列的優(yōu)劣勢(shì)及適用場(chǎng)景如下：

優(yōu)勢(shì)：

• 標(biāo)準(zhǔn)化完成時(shí)間最早，有利于市場(chǎng)宣傳。
• 對(duì)5G的覆蓋沒(méi)有要求，支持雙連接來(lái)進(jìn)行分流，用戶(hù)體驗(yàn)好。
• 網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)小，建網(wǎng)速度快，投資相對(duì)少。

劣勢(shì)：

• 5G 基站跟現(xiàn)有4G基站必須搭配干活，需要來(lái)自同一個(gè)廠商，靈活性低。
• 無(wú)法支持5G核心網(wǎng)引入的相關(guān)新功能和新業(yè)務(wù)。

適用場(chǎng)景：

• 5G商用初期熱點(diǎn)覆蓋，能夠?qū)崿F(xiàn)5G快速商用，推薦使用選項(xiàng)3x。

2. 選項(xiàng)7系列

7系列比3系列向5G的演進(jìn)更近了一步。在該系列中，核心網(wǎng)已經(jīng)切換到了5G核心網(wǎng)，為了和5G核心網(wǎng)連接，4G基站也升級(jí)為增強(qiáng)型4G基站。

然而7系列的控制面錨點(diǎn)還是在4G上，適用于5G部署的早中期階段，覆蓋還不連續(xù)，但由于已經(jīng)部署了5G核心網(wǎng)，除了最基本的移動(dòng)寬帶之外，其他兩個(gè)業(yè)務(wù)mMTC和uRLLC也可以被支持了。

可以看出，對(duì)于此選項(xiàng)，5G無(wú)線自身的業(yè)務(wù)能力大大增強(qiáng)，只是覆蓋還需要4G進(jìn)行補(bǔ)充。

7系列同樣分為7，7a和7x這3個(gè)選項(xiàng)，關(guān)鍵區(qū)別也在于數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)的不同。

選項(xiàng)7

選項(xiàng)7a

選項(xiàng)7x

選項(xiàng)7的數(shù)據(jù)分流點(diǎn)在增強(qiáng)型4G基站，選項(xiàng)7a的數(shù)據(jù)分流點(diǎn)在5G核心網(wǎng)，選型7x的數(shù)據(jù)分流點(diǎn)在5G基站。

和3系列類(lèi)似，選項(xiàng)7a和7x都是可以接受的，但7x更受歡迎一些。

綜上，選項(xiàng)7系列的優(yōu)劣勢(shì)及適用場(chǎng)景如下：

優(yōu)勢(shì)：

• 對(duì)5G的覆蓋沒(méi)有要求，可利用4G的覆蓋優(yōu)勢(shì)。
• 支持雙連接來(lái)進(jìn)行分流，上網(wǎng)速度大為提升，用戶(hù)體驗(yàn)好。
• 引入5G核心網(wǎng)，支持5G新功能和新業(yè)務(wù)。

劣勢(shì)：

• 增強(qiáng)型4G基站需要的升級(jí)改造工作量大。
• 產(chǎn)業(yè)成熟時(shí)間可能會(huì)相對(duì)較晚。
• 5G 基站跟增強(qiáng)型4G基站必須搭配干活，需要來(lái)自同一個(gè)廠商，靈活性低。

適用場(chǎng)景：

• 5G部署初期及中期場(chǎng)景，由升級(jí)后的增強(qiáng)型4G基站提供連續(xù)覆蓋、5G仍然作為熱點(diǎn)覆蓋提高容量，建議使用選項(xiàng)7x。

3. 選項(xiàng)4系列

下面我們有請(qǐng)選項(xiàng)4閃亮登場(chǎng)。

這一回，5G徹徹底底地成為了主角。核心網(wǎng)早已切換為5G核心網(wǎng)，5G基站也成為了控制面錨點(diǎn)，徹底當(dāng)家做主。

選項(xiàng)4

選項(xiàng)4a

4系列分為選項(xiàng)4和4a。從上面的兩張圖可以看出，它們的區(qū)別僅在于數(shù)據(jù)分流控制點(diǎn)是在5G基站還是5G核心網(wǎng)，這兩者都是新網(wǎng)元，不涉及舊設(shè)備的升級(jí)改造，因此都是可以接受的。

4系列的應(yīng)用場(chǎng)景是在5G部署的中后期。5G已經(jīng)達(dá)到連續(xù)覆蓋，徹徹底底地把4G甩在身后，成為了5G的補(bǔ)充。

綜上，選項(xiàng)4系列的優(yōu)劣勢(shì)及適用場(chǎng)景如下：

優(yōu)勢(shì)：

• 支持5G和4G雙連接，帶來(lái)流量增益，用戶(hù)體驗(yàn)好。
• 引入5G 核心網(wǎng)，支持5G新功能和新業(yè)務(wù)。

劣勢(shì)：

• 增強(qiáng)型4G基站的部署需要的改造工作量較大。
• 產(chǎn)業(yè)成熟時(shí)間可能會(huì)相對(duì)較晚。
• 5G 基站跟增強(qiáng)型4G基站必須搭配干活，需要來(lái)自同一個(gè)廠商，靈活性低。

適用場(chǎng)景：

• 由5G提供連續(xù)覆蓋，適合于5G商用中后期部署場(chǎng)景，建議使用選項(xiàng)4。

等等，選項(xiàng)8呢?把4系列中的5G核心網(wǎng)換成4G核心網(wǎng)就是選項(xiàng)8了。

但這如日中天血?dú)夥絼偟?G基站豈能作為控制面錨點(diǎn)委身于老氣橫秋的4G核心網(wǎng)?這太不合理了，因此3GPP并未考慮對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

四、5G組網(wǎng)演進(jìn)路徑

講完了5G的獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)這兩種架構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)，那么問(wèn)題來(lái)了，這么多架構(gòu)之間要怎樣演進(jìn)呢?

可以分為兩條路徑。

• 路徑1：一步到位，直接上選項(xiàng)2***形態(tài)。這是土豪的***，也是中國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通和電信共同的選擇。
• 路徑2：選項(xiàng)1 → 選項(xiàng)3x → 選項(xiàng)7x → 選項(xiàng)4 → 選項(xiàng)2，中間的步驟都是可選的。

路徑2看起來(lái)很復(fù)雜，而且多次投資比一次投資總共花的錢(qián)要更多。但是，風(fēng)險(xiǎn)小啊，走一步看一步也是明智之選。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的兩條路徑

路徑2看上去如此復(fù)雜，從4G核心網(wǎng)到5G核心網(wǎng)的切換是很大的原因。好在隨著虛擬化和云化基礎(chǔ)的逐漸成熟，4G核心網(wǎng)和5G核心網(wǎng)可以合二為一，成為4/5G融合的核心網(wǎng)，即是4G核心網(wǎng)，也是5G核心網(wǎng)，你中有我，我中有你。

這樣一來(lái)，對(duì)于無(wú)線側(cè)的演進(jìn)提供了極大的便利，多種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以和諧共存，切換起來(lái)也就易如反掌了。

其實(shí)，決定這一切的只有一個(gè)因素，那就是5G需求的全面爆發(fā)。屆時(shí)，伴隨著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的升級(jí)，5G之花將絢爛綻放。