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從事WiFi,藍芽,5G毫米波等無線通訊系統與晶片設計近30年的工程師 !

2020年10月13日 星期二

十二. 5G NR分獨立組網與非獨立組網兩種組網架構

5G NR Release-15標準在2017年底先完成的是制定非獨立組網(Non-Stand Alone,NSA)標準,在2018年年中才進一步完成了獨立組網(Stand Alone,SA)標準的制定。



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

所謂非獨立組網(NSA) ,指的是需要先利用現有4G LTE基礎設施,偵測是否有5G應用的存在,確定有5G手機或是應用,才切到5G,進行5G網路的部署;獨立組網(SA)則是指建立單獨的5G網路,也就是全5G的網路, 包括5G新基地台、5G回傳(Back Hauling)鏈路,以及新的5G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,選項二與選項五是有關獨立組網(SA)架構的部分,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,其控制和資料則全都是5G,可以不需要支援4G與5G雙模。

二. 連網架構的差異,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5G手機推廣一開始就建置完整覆蓋的5G網路,需要在初期就耗費巨額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。

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