技術原理
5G非獨立組網(Non-Standalone, NSA)是指在現有4G LTE網路基礎上,通過增加5G新空口基站來實現5G服務的組網方式,而非獨立、完整的5G網路。 NSA模式下,
5G基站(gNB)作為補充節點接入4G核心網(
EPC),共同為用戶提供服務。其網路架構中,控制信令通過4G網路(LTE)傳輸,用戶數據可通過5G新空口(NR)承載,終端需同時連線4G和5G基站,實現雙連線(Dual Connectivity)。
目前商用最廣的NSA組網方式為3系組網方案,該系中主要包括Option 3、Option 3a和Option 3x等具體選項。 其中,Option 3x方案的數據從
5G基站側進行分流,對現有
4G基站側沒有影響,避免了對已運行4G網路做過多的改動,因此在5G非獨立組網部署中套用較為廣泛。
非獨立組網部署可分為不同技術演進階段。 第一階段的
4G基站(
eNB)和
5G基站(gNB)共用4G核心網(
EPC),控制面信令通過4G通道傳輸,這便於利用現有設施快速部署5G覆蓋,該階段核心標準已於2017年12月凍結。 後續階段可能過渡至4G與5G基站共用5G核心網(NGCN),以支持更多樣化的5G業務場景。
發展歷程
2017年12月,3G合作夥伴項目宣布5G非獨立組網標準正式凍結。NSA模式可以利用已有的4G網路資源,快速實現5G網路的初步覆蓋,降低初期建設成本和時間。
在
5G部署的初期,為了節省成本,快速開展業務,絕大多數的運營商選擇NSA模式。在5G商用之初,為了節省5G投入成本、搶占5G市場,韓國、德國等國際領先運營商均選擇先採用5G NSA方式進行建網,同時
中國電信、
中國聯通也選擇先採用NSA組網模式進行建網。
與SA模式的區別
NSA非獨立組網依賴現有4G核心網(演進分組核心網,
EPC)或5G核心網,而SA獨立組網採用全新的5G核心網(下一代核心網,NGC)。在NSA模式下,
5G基站作為補充節點接入4G核心網,共同為用戶提供服務。
NSA模式下終端需要同時連線4G和
5G網路,導致上行速率和網路時延表現通常遜於SA模式,SA在理論上擁有更高的上行速率和更低的時延。NSA主要滿足增強移動寬頻(
eMBB)場景,而SA能完整支持5G的三大特性,包括eMBB、低時延高可靠通信(uRLLC)和海量機器類通信(
mMTC)。在5G商用初期,由於NSA支持與4G/5G雙連線,其實際下載速率甚至優於當時尚不完善的“閹割版”SA網路。在5G商用初期,全球多數運營商選擇優先部署NSA網路以快速提供服務,據2019年
中國信息通信研究院測試報告,NSA網路的下載速率表現優於SA網路,同時行業專家指出NSA技術的成熟度在初期遠高於SA。
NSA能充分利用現有4G網路基礎設施,實現快速部署、降低初期建設成本,適合快速推出服務;SA則需要建設全新的核心網和基站,投入成本高,建設周期長。
NSA模式下,終端需要同時連線4G和
5G網路,功耗通常高於僅連線5G網路的SA模式。
NSA技術成熟度高,是全球
5G商用初期的主流選擇,覆蓋廣泛,能支持國際漫遊;SA網路是未來的演進方向,但目前(截至2019-2020年)尚在建設或試驗階段。
NSA是
5G商用的起點和過渡方案,SA是5G發展的最終目標和未來形態。兩者在相當長一段時間內會共存,NSA網路會平滑演進或與SA網路混合組網。此外,由於全球許多國家和地區的
5G網路建設初期採用了NSA模式,為保障國際用戶的5G漫遊體驗,中國運營商在重點區域(如機場、酒店等)保留了NSA網路覆蓋,以便不支持SA網路的國際5G終端在中國境內能正常使用5G服務。
終端支持與使用
在
5G商用初期(約2019年),部分早期5G晶片如高通驍龍X50僅支持NSA單模;此後推出的晶片如高通驍龍765G、
麒麟990 5G等均支持SA/NSA雙模。
2019年及之前上市的NSA單模5G手機,在運營商網路支持NSA的情況下可繼續正常使用;vivo通信研究院總經理秦飛明確指出,2019年推出的NSA單模5G手機在未來10年都能正常使用。
華為終端顯示“LTE;NR”表示當前駐留NSA網路;其他安卓終端可通過
Cellular-Z等專業軟體查看小區信息,若小區類型為“LTE”且顯示“NR”相關信息,則表示使用5G NSA網路;蘋果終端可通過特定指令查看,如sys_mode_LTE則為NSA。
由於部分運營商的新建基站已轉向純SA組網,單獨支持SA的基站無法為NSA單模手機提供5G服務。
技術演進與未來展望
NSA作為過渡方案,充分利用了現有
4G網路資源,有效平衡了建設成本與部署速度,加速了
5G網路初期普及和用戶嘗鮮。然而,其性能和發展潛能受限於4G核心網,無法支持5G的全部特性。
隨著
5G部署的發展,NSA組網逐步向SA組網遷移。具體的技術演進支持包括,2020年3月底凍結的3GPP R16版本,針對SA與NSA網路邊界切換的場景,在R15版本基礎上進行了功能增強,使終端用戶在不同組網覆蓋區域移動時,能夠實現數據業務的平緩切換,從而獲得更好的體驗。
NSA網路將繼續長期服務,特別是在網路演進和國際漫遊場景下,NSA網路仍有其獨特價值。一方面,NSA可作為SA網路建設初期的補充;另一方面,由於全球部分國家和地區的運營商早期採用NSA組網,中國國內的運營商在一些重點區域(如機場、酒店)保留NSA部署,以便支持僅攜帶NSA單模5G終端的國際用戶入網漫遊。
根據行業分析報告預測,在2025年至2030年間,全球及中國市場的NSA架構(包括基站細分類型如
微蜂窩、
宏蜂窩等)仍將在特定套用領域(如
工業物聯網、
智慧城市)保持一定的市場規模和增長態勢,體現出其作為過渡方案在特定時期的持續影響力和技術慣性。