[4G&5G专题-6]：架构 5G的八大组网方案
目录
1. 5G组网方案概述
2. 选项3系列：4G LTE接入网 + 5G NR 接入网 + 4G LTE核心网
3. 选项2：5G NR + 5G 新核心网独立组网
4. 选项7系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G核心网
5. 选项4系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G 核心网
6. 选项5： 4G LTE接入网 + 5G 核心网
1. 5G组网方案概述
与LTE一样，5G分为终端、接入网、核心网、应用这4大层次，其中，接入网和核心网是5G的网络部分。
5G的部署并不是简单新建一张网的事，需要考虑如何和现有4G网络共存，共同发挥作用，确保利益最大化。由此就产生了独立组网SA（Stand Alone）和非独立组网NSA（Non-Stand-Alone）两大类型的方案。
与过去不同，5G组网架构选项高达8种，除了选项1就是4G架构，选项6和8被业界抛弃之外，也还剩下选项2、选项3、选项4、选项5和选项7五种选项，其中，选项3、4、7下面还包括了不同的子选项。
简单的说，5G组网包括以下方案：
● 选项1，独立组网(SA)，即LTE基站连接4G核心网，目前4G网络的组网架构。
● 选项2，独立组网(SA)，即5G NR基站连接5G核心网： 5G NR + 5G 新核心网独立组网
● 选项3，非独立组网(NSA)，即LTE和5G NR基站双连接4G核心网： 4G LTE接入网 + 5G NR 接入网+4G LTE核心网
● 选项4，非独立组网(NSA)，即5G NR和LTE基站双连接5G核心网： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G 核心网
● 选项5，独立组网(SA)，即LTE基站连接5G核心网： 4G LTE接入网 + 5G 核心网
● 选项6，被业界抛弃
● 选项7，非独立组网(NSA)，即LTE和5G NR基站双连接5G核心网：4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G核心网
● 选项8，被业界抛弃
这里还得提一下双连接(DC)。
双连接技术最早提出于3GPP R12版本，也就是4G时代的载波聚合中。其基本原理是让一部手机连接到无线接入网中的多个小区（来源于一个或多个基站），其中一个是“主”小区，负责无线接入的控制面，即负责处理信令或控制消息;而另一个“从”小区，仅负责用户面，即负责承载数据流量。
R12为啥要引入双连接技术呢?主要是为了提升网络速率，均衡网络负载，以及可避免切换中断，保证稳健的移动性。
进入5G时代，LTE/NR双连接的原理基本与R12的LTE/LTE双连接原理相同：
- 要么LTE基站(eNB)为主节点，5G基站(gNB)为辅助节点;
- 要么5G基站(gNB)为主节点，LTE基站(eNB)为辅助节点。
2. 选项3系列：4G LTE接入网 + 5G NR 接入网 + 4G LTE核心网
（1）选项3：NR基站为辅小区
在选项3系列中，终端同时连接到5G NR和4G LTE，能同时提供4G LTE广覆盖的无线接入和5G NR高速的无线接入。
这种组网方式下，由于并没有5G的核心网，严格意义上讲，不选是5G网络，只是提供了5G的无线接入，只能满足5G eMBB增强移动宽带场景的需要，无法满足5G的其他两个场景的需要：URLLC 超可靠低时延通信和mMTC 海量机器类通信。因此，只能算4.5G的网络。
在控制面上，选项3系列完全依赖现有的4G系统。
在用户面的锚定点上，有3、3a和3x三个不同的子选项。
选项3的特点如下：
● 5G基站的控制面和用户面均锚定于4G基站。
● 5G基站不直接与4G核心网通信，它通过4G基站连接到4G核心网。
● 4G和5G数据流量在4G基站处分流后再传送的手机终端。
● 4G基站和5G基站之间的Xx接口需同时支持控制面和5G数据流量，以及支持流量控制，并要求满足时延需求。
显然，选项3架构最大的问题是----4G基站鸭梨山大。
由于4G和5G数据流量分流(或聚合)于4G基站，这意味着4G基站要同时处理4G+5G流量，5G的峰值速率是4G的几十倍，且原来的4G基站并非为5G高速率而设计，因此，4G基站必然会遭遇处理能力瓶颈问题。解决办法就是对4G基站进行硬件升级。
但升级4G基站是要花钱的，一定有运营商不愿意，因此，3GPP就又推出了两种选项——选项3a和3x。
（2）选项3a
选项3a和选项3的差别在于，不再让4G基站鸭梨山大，
- 4G和5G控制面锚定于4G基站。
- 4G和5G数据面不再通过4G基站分流和聚合，而是用户面各自直通4G核心网。
选项3a虽然减轻了4G基站的负担，也不用花很多钱对4G基站进行硬件升级，但存在新的缺点。
- 首先，在用户面上4G基站和5G基站各自直连4G核心网，两者之间没有X2接口互联，这意味着两者将各自为阵单独承载4G和5G，没有负荷共享，比如可能4G基站只承载VoLTE语音流量，而5G基站只承载上网流量。
- 同时，当手机从5G基站“切换”到4G基站时，需要核心网进行S1(基站与核心网之间的接口) Path Switch，所以存在一点点“切换”时延。
（3）选项3x
选项3x可以看成是选项3和选项a的合体。
在选项3x下，
- 4G和5G控制面锚定于4G基站。
- 用户面，5G基站直接连接4G核心网，用户数据流量的分流和聚合也在5G基站处完成，要么直接传送到终端，要么通过X2接口将部分数据转发到4G基站再传送到终端。
选项3x架构面向未来，它即解决了选项3架构下4G基站的性能瓶颈问题，无需对原有的4G基站进行硬件升级，也解决了选项3a架构下4G和5G基站各自为阵的问题。
对于一些低速数据流，比如VoLTE，还可以从4G核心网直接传送到4G基站。
目前为止，大多数运营商选择了选项3x。
3. 选项2：5G NR + 5G 新核心网独立组网
选项2就是5G NR基站与5G核心网独立组网，一次性将5G核心网和接入网一起“打包”迈进5G时代。
在非独立组网下，5G与4G在接入网级互通，互连更复杂。
而在选项2独立组网下，5G网络独立于4G网络，5G与4G仅在核心网级互通，互连简单。如下图所示：
但问题是：
与选项3系列依托于4G成熟的网络和生态规模优势不同，运营商一旦选择从选项2开始建网，就意味着需大规模投资建设一张独立的5G网络，在早期5G新用例还未爆发的现状下，这要求运营商需平衡好4G资产保护和5G建网投入。
4. 选项7系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G核心网
选项7系列包括7、7a和7x三个子选项。
类似于选项3，可以把它看成是选项3系列的升级版，只是选项3系列连接4G核心网，而选项7系列则连接5G核心网，NR和LTE均迁移到新的5G核心网。
（1）选项7
（2）选项7a
（3）选择7x
5. 选项4系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G 核心网
选项4系列包括4和4a两个子选项。
选项4系列要求一个全覆盖的5G网络，因而采用小于1GHz频段来部署5G的运营商比较青睐这种部署方式。
（1）选项4
在选项4系列下，4G基站和5G基站共用5G核心网，5G基站为主站，4G基站为从站。
（2）选项4a
6. 选项5： 4G LTE接入网 + 5G 核心网
选项5将4G基站连接到5G核心网，与选项7类似，但没有与NR的双连接。
选择选项5的运营商非常看重5G核心网的云原生能力，比如英国运营商Three就计划提前将4G核心网迁移至5G核心网，以帮助一些企业专网提早接入其5G核心网，为他们提供灵活的网络切片服务，以及希望尽早为消费者提供云游戏服务等。