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

但選女朋友從來不是咱們技術(shù)宅的強項，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3x）與SA（選項2）, 乍一看，其實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，是完整獨立的5G網(wǎng)絡(luò)。

對比以上架構(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)，這是一個關(guān)鍵區(qū)別。

2）在NSA組網(wǎng)下，5G與4G在接入網(wǎng)級互通，互連復(fù)雜；在SA組網(wǎng)下，5G網(wǎng)絡(luò)獨立于4G網(wǎng)絡(luò)，5G與4G僅在核心網(wǎng)級互通，互連簡單。

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

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

看似簡單的架構(gòu)區(qū)別，背后卻會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。下面就來說說這些性能差別。

  核心網(wǎng)

NSA缺少新大腦

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

相對于2/3/4G，5G核心網(wǎng)是一次顛覆式設(shè)計，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)對不同行業(yè)的多樣化的5G用例，從而幫助運營商從2C市場向2B市場拓展，尋求新的商業(yè)模式和收入增長點。

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）實現(xiàn)下沉和分布式部署。接下來，UPF與MEC（多接入邊緣計算）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)走進移動內(nèi)網(wǎng)，使之更接近用戶側(cè)，從而減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，并減輕核心網(wǎng)和骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，可實現(xiàn)工業(yè)自動控制、遠(yuǎn)程控制、AR/VR等低時延、大帶寬5G應(yīng)用。

運營商將基于網(wǎng)絡(luò)切片和MEC向2B市場擴展，可以說這是5G的最大價值所在。盡管5G網(wǎng)絡(luò)能力也會驅(qū)動VR、云游戲等2C市場新業(yè)務(wù)，但隨著幾十年移動通信飛速發(fā)展，人的連接已趨于飽和，單靠2C市場的經(jīng)營模式已不足，運營商迫切需要把重心轉(zhuǎn)移至開拓2B市場，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，具有更強的加密算法，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)，可全面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全防護。

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，也無法完美支持MEC，因此在網(wǎng)絡(luò)時延、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)級互通，互連更復(fù)雜。

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

其次，互連復(fù)雜會影響切換時延。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，花費時間較長。

如上圖，在NR與NR切換時，首先要刪除源副載波，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。整個過程至少要花費150ms。

但在SA組網(wǎng)下，NR到NR切換獨立于LTE切換，同頻切換時延僅需約40ms，異頻切換時延僅需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兩種無線接入技術(shù)；在SA組網(wǎng)下，終端天線僅連接NR一種無線接入技術(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，直接影響運營商向新業(yè)務(wù)擴展。

  5G用例

NSA創(chuàng)新應(yīng)用有限

5G大帶寬、低時延、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、時延等方面的能力有限，會導(dǎo)致很多5G應(yīng)用創(chuàng)新受阻。

下面我們來舉一些例子。

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時回傳至急救指揮中心實現(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的，如果采用NSA組網(wǎng)，小區(qū)間切換時延大于120ms，會導(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)切換時延小于40ms，視頻連續(xù)無感知。

高清/VR直播

5G將史無前例地提升網(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。比如一場球賽VR直播，通過多臺攝像機全方位采集高清視頻，并通過大寬帶、低時延5G網(wǎng)絡(luò)實時傳送，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拉低上行峰值帶寬，將使這波創(chuàng)新應(yīng)用受限。

以一個20000平米大的球場為例，每臺4K攝像機需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4K攝像機回傳；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4K攝像機回傳。

Cloud VR

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

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

智能電網(wǎng)

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

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

遠(yuǎn)程控制

在一些特殊場景，比如無人礦山、港口等，為了避免安全風(fēng)險和提升效率，會利用5G大帶寬、低時延高可靠能力，通過全景高清攝像頭，將360度全景視頻實時回傳到遠(yuǎn)程控制端，對車輛、機械設(shè)備等進行實時、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)時延能力不足，同樣會限制這些應(yīng)用場景部署。

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)動技術(shù)。

5G NR新無線將代替車間內(nèi)的有線連接，使能工廠柔性化、自動化和操作維護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)時延和負(fù)荷，還能在本地與工廠數(shù)據(jù)、ERP系統(tǒng)等無云集成，讓數(shù)據(jù)存儲和處理于本地，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，端到端時延大于30ms，無法拓展智能制造等相關(guān)業(yè)務(wù)。

綜上，5G時代要擴展行業(yè)應(yīng)用，需要更大的上行帶寬支撐視頻回傳，需要更低的時延支持及時遠(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)切換時延確保視頻中斷無感知，而NSA組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)能力上支撐不足。

簡單的講，5G的發(fā)展目標(biāo)就是“1+3”：1，就是一個可使能網(wǎng)絡(luò)切片的5G核心網(wǎng)，并最終實現(xiàn)一張全云化的網(wǎng)絡(luò)；3，就是eMBB、uRLLC和mMTC三大應(yīng)用場景。5G時代，運營商將以“1+3”為發(fā)展主軸，從2C向2B市場擴展，最終使能萬物互聯(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)全場景5G應(yīng)用，因此，著眼長遠(yuǎn)，SA才是5G的必然選擇。