5G SA和NSA到底有啥區(qū)別?

與4G不同，5G時(shí)代有了NSA和SA兩個(gè)組網(wǎng)選項(xiàng)，這讓整個(gè)電信業(yè)仿佛突然有了兩個(gè)女朋友，我們?yōu)橹m結(jié)，為之煎熬，到底該選誰(shuí)？

但選女朋友從來(lái)不是咱們技術(shù)宅的強(qiáng)項(xiàng)，做指標(biāo)分析才是，所以我們今天只做指標(biāo)分析。

NSA和SA到底有啥區(qū)別？

NSA（選項(xiàng)3x）與SA（選項(xiàng)2）, 乍一看，其實(shí)就像邊三輪和兩輪摩托的區(qū)別。

NSA，采用雙連接方式，5G NR控制面錨定于4G LTE，并利舊4G核心網(wǎng)EPC。SA，5G NR直接接入5G核心網(wǎng)（NG Core），它不再依賴4G，是完整獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)比以上架構(gòu)，NSA和SA主要存在三大區(qū)別：

1）NSA沒有5G核心網(wǎng)，SA有5G核心網(wǎng)，這是一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別。

2）在NSA組網(wǎng)下，5G與4G在接入網(wǎng)級(jí)互通，互連復(fù)雜；在SA組網(wǎng)下，5G網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于4G網(wǎng)絡(luò)，5G與4G僅在核心網(wǎng)級(jí)互通，互連簡(jiǎn)單。

3）在NSA組網(wǎng)下，終端雙連接LTE和NR兩種無(wú)線接入技術(shù)；在SA組網(wǎng)下，終端僅連接NR一種無(wú)線接入技術(shù)。

簡(jiǎn)單的講，相比SA，NSA缺了一個(gè)新大腦（5G核心網(wǎng)），在5G-4G互連上還有些拖泥帶水。

看似簡(jiǎn)單的架構(gòu)區(qū)別，背后卻會(huì)牽涉出一堆性能指標(biāo)差別，這些指標(biāo)主要包括了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、上行帶寬、網(wǎng)絡(luò)靈活敏捷性和服務(wù)可靠性等。下面就來(lái)說(shuō)說(shuō)這些性能差別。

核心網(wǎng)

NSA缺少新大腦

NSA與SA的關(guān)鍵區(qū)別是有無(wú)5G核心網(wǎng)。5G核心網(wǎng)與4G核心網(wǎng)有什么不同？

相對(duì)于2/3/4G，5G核心網(wǎng)是一次顛覆式設(shè)計(jì)，它基于云原生和SBA服務(wù)化架構(gòu)，使能敏捷高效地創(chuàng)建“網(wǎng)絡(luò)切片”，不同的切片應(yīng)對(duì)不同行業(yè)的多樣化的5G用例，從而幫助運(yùn)營(yíng)商從2C市場(chǎng)向2B市場(chǎng)拓展，尋求新的商業(yè)模式和收入增長(zhǎng)點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)切片通過靈活的網(wǎng)絡(luò)資源組合，為不同行業(yè)的5G用例保障不同的QoS，可大大提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并可降低部署成本。

5G核心網(wǎng)的用戶面和控制面徹底分離，使能UPF（用戶面功能）實(shí)現(xiàn)下沉和分布式部署。接下來(lái)，UPF與MEC（多接入邊緣計(jì)算）完美天然集成，并分布式部署于網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)、本地側(cè)、匯聚側(cè)和核心側(cè)。

分布式的UPF/MEC意味著內(nèi)容和服務(wù)將從互聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，使之更接近用戶側(cè)，從而減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，并減輕核心網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制、AR/VR等低時(shí)延、大帶寬5G應(yīng)用。

運(yùn)營(yíng)商將基于網(wǎng)絡(luò)切片和MEC向2B市場(chǎng)擴(kuò)展，可以說(shuō)這是5G的最大價(jià)值所在。盡管5G網(wǎng)絡(luò)能力也會(huì)驅(qū)動(dòng)VR、云游戲等2C市場(chǎng)新業(yè)務(wù)，但隨著幾十年移動(dòng)通信飛速發(fā)展，人的連接已趨于飽和，單靠2C市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)模式已不足，運(yùn)營(yíng)商迫切需要把重心轉(zhuǎn)移至開拓2B市場(chǎng)，發(fā)展行業(yè)VR/AR、智慧交通、智慧安防、智能電網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)控制等廣泛的行業(yè)應(yīng)用。

此外，在安全構(gòu)架上，5G核心網(wǎng)比4G EPC更強(qiáng)，具有更強(qiáng)的加密算法，更安全的隱私加密，更安全的網(wǎng)間互聯(lián)和更安全的用戶數(shù)據(jù)，可全面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。

但在NSA組網(wǎng)下，由于沒有5G核心網(wǎng)，既不能支持網(wǎng)絡(luò)切片，也無(wú)法完美支持MEC，因此在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、業(yè)務(wù)部署敏捷性和服務(wù)可靠性上，以及在支持5G新用例方面，會(huì)大打折扣。

5G-4G互連

NSA復(fù)雜于SA

如上所述，在NSA組網(wǎng)下，5G與4G在接入網(wǎng)級(jí)互通，互連更復(fù)雜。

首先，互連復(fù)雜會(huì)影響空口時(shí)延。在控制面時(shí)延上， NSA組網(wǎng)下NR錨定于LTE控制面，因此，控制面時(shí)延基本與4G一樣。在用戶面時(shí)延上，如果LTE與NR數(shù)據(jù)流聚合，用戶面時(shí)延會(huì)受限于4G。

其次，互連復(fù)雜會(huì)影響切換時(shí)延。在NSA組網(wǎng)下，由于5G NR錨定于4G LTE，NR至NR之間的切換若發(fā)生LTE錨定改變，需多步驟才能完成，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。

如上圖，在NR與NR切換時(shí)，首先要?jiǎng)h除源副載波，釋放源NR資源，然后再執(zhí)行LTE到LTE之間的切換，接著再添加目標(biāo)副載波，新分配目標(biāo)NR資源。整個(gè)過程至少要花費(fèi)150ms。

但在SA組網(wǎng)下，NR到NR切換獨(dú)立于LTE切換，同頻切換時(shí)延僅需約40ms，異頻切換時(shí)延僅需60ms。至于SA與NSA之間切換，等同于NR-LTE異系統(tǒng)切換，時(shí)延也只需約70ms。

上行帶寬

NSA遠(yuǎn)低于SA

在NSA組網(wǎng)下，終端天線要雙連接LTE和NR兩種無(wú)線接入技術(shù)；在SA組網(wǎng)下，終端天線僅連接NR一種無(wú)線接入技術(shù)。若終端配置為兩天線，在NSA組網(wǎng)下，一根天線連接NR，一根天線連接LTE；而在SA組網(wǎng)下，兩根天線均連接NR。

增加天線數(shù)量是提升無(wú)線網(wǎng)速的主要辦法之一，這意味著，同樣的終端在SA組網(wǎng)下的上行速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NSA組網(wǎng)下的上行速率，理論上是兩倍。

在NSA組網(wǎng)下，以上這些性能缺陷將使5G用例受限，直接影響運(yùn)營(yíng)商向新業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

5G用例

NSA創(chuàng)新應(yīng)用有限

5G大帶寬、低時(shí)延、多連接的網(wǎng)絡(luò)能力，加上網(wǎng)絡(luò)切片和MEC技術(shù)，將使能全行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用，但由于NSA在5G核心網(wǎng)、上行帶寬、時(shí)延等方面的能力有限，會(huì)導(dǎo)致很多5G應(yīng)用創(chuàng)新受阻。

下面我們來(lái)舉一些例子。

5G醫(yī)療急救車

5G醫(yī)療急救車通過超高清視頻將病人的生命體征信息實(shí)時(shí)回傳至急救指揮中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程支持，將急診救治戰(zhàn)線前移，這要求5G網(wǎng)絡(luò)必須保證連續(xù)的上下行帶寬。

但急救車是快速移動(dòng)的，如果采用NSA組網(wǎng)，小區(qū)間切換時(shí)延大于120ms，會(huì)導(dǎo)致視頻傳輸出現(xiàn)卡頓和花屏，影響急救效率；而在SA組網(wǎng)下，系統(tǒng)切換時(shí)延小于40ms，視頻連續(xù)無(wú)感知。

高清/VR直播

5G將史無(wú)前例地提升網(wǎng)絡(luò)上行速率，并因此將改變超高清視頻媒體的生產(chǎn)和傳送過程，激發(fā)新一波視頻內(nèi)容革命。比如一場(chǎng)球賽VR直播，通過多臺(tái)攝像機(jī)全方位采集高清視頻，并通過大寬帶、低時(shí)延5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送，讓用戶可以自由選擇不同位置、不同角度沉浸式觀賽。

但在NSA組網(wǎng)下，由于終端天線雙連接會(huì)拉低上行峰值帶寬，將使這波創(chuàng)新應(yīng)用受限。

以一個(gè)20000平米大的球場(chǎng)為例，每臺(tái)4K攝像機(jī)需50M帶寬上傳，若采用NSA組網(wǎng)，單小區(qū)峰值帶寬小于200M，只能支持4臺(tái)4K攝像機(jī)回傳；而若采用SA組網(wǎng)，單小區(qū)峰值帶寬大于480M，相當(dāng)于可支持10臺(tái)4K攝像機(jī)回傳。

Cloud VR

VR是5G關(guān)鍵應(yīng)用，但要達(dá)到極致體驗(yàn)要求端到端時(shí)延小于50ms（包括網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和設(shè)備處理時(shí)延），其中，網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延要求小于20ms。

在NSA組網(wǎng)下，NR基站+EPC，沒有5G核心網(wǎng)和MEC支持，端到端時(shí)延大于30ms，無(wú)法支持VR游戲、VR建模設(shè)計(jì)等CG類業(yè)務(wù)，而SA組網(wǎng)下的網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延能小于15ms。

智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)中的差動(dòng)保護(hù)、精準(zhǔn)負(fù)控場(chǎng)景，要求超高可靠超低時(shí)延的uRLLC切片，要求端到端通信時(shí)延小于15ms，并需保障SLA。

NSA不支持網(wǎng)絡(luò)切片，也無(wú)法支持MEC，端到端時(shí)延大于30ms，因此無(wú)法支持智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)，而SA組網(wǎng)下網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延能小于15ms。

遠(yuǎn)程控制

在一些特殊場(chǎng)景，比如無(wú)人礦山、港口等，為了避免安全風(fēng)險(xiǎn)和提升效率，會(huì)利用5G大帶寬、低時(shí)延高可靠能力，通過全景高清攝像頭，將360度全景視頻實(shí)時(shí)回傳到遠(yuǎn)程控制端，對(duì)車輛、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程控制。

在NSA組網(wǎng)下，由于上行帶寬和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延能力不足，同樣會(huì)限制這些應(yīng)用場(chǎng)景部署。

智能制造

面向第四次工業(yè)革命，5G NR、網(wǎng)絡(luò)切片和MEC是三大關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

5G NR新無(wú)線將代替車間內(nèi)的有線連接，使能工廠柔性化、自動(dòng)化和操作維護(hù)AR化等；網(wǎng)絡(luò)切片可端到端保障嚴(yán)苛的工業(yè)QoS需求，還能隔離工業(yè)領(lǐng)域不同的服務(wù)需求；MEC不僅可降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和負(fù)荷，還能在本地與工廠數(shù)據(jù)、ERP系統(tǒng)等無(wú)云集成，讓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理于本地，不必發(fā)送到云端，保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

但在NSA組網(wǎng)下，不支持網(wǎng)絡(luò)切片和MEC分布式部署，端到端時(shí)延大于30ms，無(wú)法拓展智能制造等相關(guān)業(yè)務(wù)。

綜上，5G時(shí)代要擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用，需要更大的上行帶寬支撐視頻回傳，需要更低的時(shí)延支持及時(shí)遠(yuǎn)程控制，需要MEC支持用戶數(shù)據(jù)不出局，需要切片網(wǎng)絡(luò)保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和支持?jǐn)?shù)據(jù)隔離，需要更低的小區(qū)切換時(shí)延確保視頻中斷無(wú)感知，而NSA組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)能力上支撐不足。

簡(jiǎn)單的講，5G的發(fā)展目標(biāo)就是“1+3”：1，就是一個(gè)可使能網(wǎng)絡(luò)切片的5G核心網(wǎng)，并最終實(shí)現(xiàn)一張全云化的網(wǎng)絡(luò)；3，就是eMBB、uRLLC和mMTC三大應(yīng)用場(chǎng)景。5G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商將以“1+3”為發(fā)展主軸，從2C向2B市場(chǎng)擴(kuò)展，最終使能萬(wàn)物互聯(lián)和全行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

但NSA組網(wǎng)沒有“1”，“3”大應(yīng)用場(chǎng)景也不完整，它主要是依托于4G生態(tài)規(guī)模繼續(xù)拓展eMBB業(yè)務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)能力不足以支撐全行業(yè)全場(chǎng)景5G應(yīng)用，因此，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，SA才是5G的必然選擇。