十. 5G新無線電(5G NR)組網技術

圖1. 5G NR組網選項

Source: https://www.gsma.com/futurenetworks/wp-content/uploads/2018/04/Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL.pdf  

5G NR Release-15標準在2017年底完成的是制定非獨立組網(Non-Stand Alone，NSA)標準，在2018年年中則進一步完成了獨立組網(Stand Alone，SA)標準的制定。所謂非獨立組網(NSA) ，指的是重複利用現有4G LTE基礎設施，進行5G網路的部署；獨立組網(SA)則是指建立單獨的5G網路，包括5G新基地台、5G回傳(Back Hauling)鏈路，以及核心網。

如圖1所示，5G NR Release-15標準共定義了八種組網方案：

•選項1，獨立組網（SA），即LTE基站連接4G LTE核心網，目前4G LTE網路的組網架構。

•選項2，獨立組網（SA），即5G NR基站連接5G核心網。

•選項3，非獨立組網（NSA），即LTE和5G NR基站雙連接4G LTE核心網。

•選項4，非獨立組網（NSA），即5G NR和LTE基站雙連接5G核心網。

•選項5，獨立組網（SA），即LTE基站連接5G核心網。

•選項7，非獨立組網（NSA），即LTE和5G NR基站雙連接5G核心網。

其中選項一指的是目前4G LTE的組網架構，選項二與選項五是獨立組網(SA)架構，選項三、選項四與選項七則是非獨立組網(NSA)架構。

獨立組網(SA)與非獨立組網(NSA)標準二者主要區別在於：

一. 晶片設計上的差異，非獨立組網(NSA)架構由4G LTE進行控制、5G進行資料傳輸。即使是非獨立組網(NSA)單模晶片，基頻和射頻也都必須同時具備支援4G LTE和5G的電路。而支援獨立組網(SA)模式的晶片，其控制和資料則都是5G。

二. 聯網架構的差異，在非獨立組網(NSA)模式下，手機需要能同時連接4G LTE和5G網路，而獨立組網(SA)模式只需要連接5G網路。

三. 成本的差異，獨立組網需要耗費巨額5G NR基地台的建置成本，尤其是5G NR不管是小於6GHz以下或毫米波頻段，其使用頻段都較4G LTE使用頻段為高的特性，使得5G NR基地台的建置數量與成本皆遠大於4G LTE。

非獨立組網(NSA)的缺點，主要在於無法一開始就完全支援「低延遲、高速率、大連接」等5G NR最核心的特性。並且，手機在非獨立組網(NSA)網路下需要同時連接4G LTE與5G NR網路，耗電會比獨立組網(SA)網路模式高很多。非獨立組網(NSA)與獨立組網(SA)相比，其傳輸延遲高，並不利於像自動駕駛技術、遠端醫療、以及8K高畫質視訊傳播、…等低傳輸延遲的垂直產業發展。

但對於網路運營商而言，比較傾向以漸進式方式來推動5G，由非獨立組網(NSA)模式開始再逐步過渡到獨立組網(SA)模式(如圖2所示)。主要原因是，儘管獨立組網(SA)是未來5G NR主流，但非獨立組網(NSA)模式因是共用4G LTE與5G NR核心網，可為網路運營商節省初期大量的網路基地台建置的投資，因此迫於現實不得不先從非獨立組網(NSA)過渡。同時，從推廣5G NR的角度來說，從基地台建設速度、手機成熟度、訊號覆蓋，定位連續性及支援國際漫遊等因素考慮，網路運營商優先部署非獨立組網(NSA)也不失為一不錯的折衷選擇方案。





圖2. 5G NR組網演進
source: ITRI整理