四、5G网络演进方式

图9  5G组网方式分类

现网中实际部署5G网络时，分为独立和非独立组网两种形式。

o 独立组网模式（SA）：指的是新建5G网络，包括新基站、回程链路以及核心网。SA引入了全新网元与接口的同时，还将大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术，并与5GNR结合，同时其协议开发、网络规划部署及互通互操作所面临的技术挑战将超越3G和4G系统。

o 非独立组网模式（NSA）：非独立组网指的是使用现有的4G基础设施，进行5G网络的部署。基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据，其控制信令仍通过4G网络传输。

图10  5G全系组网方式汇总

对于5G的网络架构，在3GPP TSG-RAN 第72次全体大会上，提出了8个选项，如上图所示，其中选项1/2/5/6为独立组网方式，选项3/4/7/8位非独立组网方式。

o 选项1：目前LTE的组网方式，5G的部署是以此为基础的。

o 选项2：纯5G网络，完全由gNB NGC组成，需要完全替代LTE系统的基站和核心网，同时还要保证覆盖和移动性等，部署耗资巨大，很难一步完成，是5G网络部署的终极目标之一。

o 选项3：EPC+eNB（主）/gNB的方式组网，网络先演进无线接入网，核心网使用LTE的，场景以eNB为主基站，控制面信令由eNB转发，LTE eNB和NR gNB采用双连接的形式为用户提供高传输数据速率服务，可以有效降低初期的部署成本，主要是前期部署在热点区域，增加系统吞吐量。

o 选项4：NGC+eNB/gNB（主）的方式组网，同时引入NGC和GNB，与LTE采取兼容的方式部署，核心网采用5G NGC，eNB和gNB都连接至NGC，基站以gNB为主，同样是采用双连接的方式为用户提供高速率数据业务服务，LTE网络负责保证覆盖，5G系统负责提高热点地区的数据吞吐量。

o 选项5：NGC+eNB的混搭组网方式，主要应用在首先部署了5G核心网，并在NGC中实现了EPC功能，之后再逐步部署5G无线接入网的场景，

o 选项6：EPC+gNB混搭组网方式，主要应用于先部署了5G接入网，暂时采用EPC的场景，此种部署方式不能完全将5G的功能发挥出来，如网络切片等。

o 选项7：NGC+eNB（主）/gNB的组网方式，此种方式中虽然完整部署了5G NGC和gNB，但数量较少，仍以LTE中的eNB为主，控制面信令都由eNB转发，eNB和gNB采用双连接的方式为用户提供高数据速率服务。

o 选项：EPC+eNB/gNB的组网方式，运用5G基站将控制信令和用户面数据传输至4G核心网，此种方式需要对4G核心网进行改造，成本较高，难度较大，因此在2017年3月发布。

中国移动向3GPP提交的4G LTE网络演进到5G网络路线的方案如下：

o 方案1：LTE/EPC -> 选项2 + 选项5 -> 选项 4/4a -> 选项 2

o 方案2：LTE/EPC -> 选项 2 +选项 5 -> 选项 2

o 方案3：LTE/EPC -> 选项3/3a/3x ->选项 4/4a-> 选项 2

o 方案4：LTE/EPC -> 选项 7/7a -> 选项 2

o 方案5：LTE/EPC -> 选项3/3a/3x -> 选项 1 +选项 2 + 选项7/7a-> 选项2 + 选项5

从目前现网情况来看，最有可能的两条演进路线为：

o LTE/EPC -> 选项3X -> 选项4 -> 选项 2

o LTE/EPC -> 选项3X -> 选项4 -> 选项 7X -> 选项 2

NSA选用选项3x，以实现快速部署NR，5G的核心网部署之后，如果NR覆盖好，则跳过选项7x，如果NR覆盖不好，则使用用选项7x过度，LTE继续做锚点。

无论哪种方式，演进的基本思路都是以LTE为基础，逐步引入5G RAN和NGC，部署初期以双连接为主，LTE用于保证覆盖和切换，热点地区部署5G基站，提高系统的容量和吞吐率，最后逐步演进，直到全面进入5G时代。

五、5G网络框架特点总结

o 核心网功能分离：核心网用户面部分功能下沉到CO（中心机房，相当于4G网络的eNB），从原来的集中式核心网演变成分布式核心网，使得核心网功能在地理上更靠近终端，减少时延；

o 分布式应用服务器（AS）：AS部分功能下沉至CO，并在CO部署MEC（Mobile EdgeComputing移动网络边界计算平台），MEC类似于CDN（内容分发网络）的缓存服务器功能，它将应用、处理和存储推向移动边界，使得海量数据可以得到实时、快速处理，减少时延、减轻网络负担；

o 重新定义BBU和RRU功能：将原BBU中PHY、MAC的部分功能下沉到RRU，减少了前传容量，降低了前传成本；

o 网络功能虚拟化（NFV，Network FunctionVirtualization）：网路中的专业电信设备软硬件功能转移到虚拟机（VMs，Virtual Machines）上，比如核心网中的MME，S-GW、P-GW、PCRF等，在通用的商用服务器上通过软件来实现网元功能；

o 软件定义网络（SDN）：网络通过SDN连接边缘云和核心网里的VMs，SDN控制器执行映射，建立核心网云与边缘云之间的连接，其中网络切片也由SDN集中控制，SDN、NFV和云技术使网络从底层物理基础设施分开，变成更抽象灵活的以软件为中心的架构，可以通过编程来提供业务连接；

o 网络切片：网络根据面向的不同的应用场景，比如大速率、低时延、海量连接、高可靠性等等，将网络切割成满足不同的需求的虚拟子网络，每个虚拟网络的移动性、安全性、时延、可靠性，甚至计费方式等都不一样，虚拟自网络之间在逻辑上相互独立，以满足不同的应用场景需求，实现网络切片的关键是NFV和SDN。