图解通信原理与案例分析-23：5G NR的三大场景、四大基本特征、三组关键技术、两大网络架构演进、八大组网方案

第一章移动通信发展路径

第二章 5G三大应用场景（外在服务）

2.1 eMBB 增强移动宽带

2.2 URLLC 超可靠低时延通信

2.3 mMTC 海量机器类通信

第三章 5G的四大特征 (内在)

3.1 泛在（网络自身的存在）

3.2 低功耗

3.3 网络虚拟化

3.4 网络智能化

第四章 5G关键的技术（内在技术）

4.1 无线接入技术

4.2 网络重构技术

4.3 分布式业务服务

第五章 5G无线接入网RAN的演进

5.1 最初基站一体化，BBU和RRU被放在一个机房或者一个柜子。

5.2 后来RRU被和BBU分开，被有时候挂墙，大部分时放到机柜里。

5.3 后来，RRU被放到天线身边，所谓RRU拉远。也就是分布式基站。

5.4 后来，Distributed RAN（分布式无线接入网）

5.5 Centralized RAN，集中化无线接入网

5.6 Cloud RAN (C-RAN), 云化基站

5.7 5G把BBU进一步拆分：CU与DU分离

5.8 灵活的RAN网元部署方式

5.9 灵活的前传接口的部署方式

5.10 中传（DU）和回传（CU）部署方式

第六章 5G核心网的演变

6.1 2G GSM核心网架构

6.2 3G UMTS核心网架构

6.3 4G LTE核心网架构

6.4 5G NR 核心网架构

第七章 5G的八大组网方案

7.1 5G组网方案概述

7.2 选项3系列：4G LTE接入网 + 5G NR 接入网 + 4G LTE核心网

7.3 选项2：5G NR + 5G 新核心网独立组网

7.4 选项7系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G核心网

7.5 选项4系列： 4G LTE接入网 + 5G NR接入网 + 5G 核心网

7.6 选项5： 4G LTE接入网 + 5G 核心网

第一章移动通信发展路径

第五代移动通信技术（简称5G）是最新一代蜂窝移动通信技术(NR Next Radio)，也是继4G（LTE）、3G（UMTS）和2G（GSM）系统之后的延伸。

1G：语音服务，基于模拟信号传输；

2G：语音+文字+图片服务，基于数字信号传输。当年的彩信就是2G产物；

3G：语音多媒体，互联网服务，提供更高的速度。3G开始，视频电话成为可能；

4G：为数据传输而设计，开始支持网络游戏，高清视频等，这是现在的主流网络。

5G：超高数据速率、超低延时、超大规模设备。

在对点对通信层面上看，5G与4G相比，没有引入全新的核心技术，只是在4G的基础之上做了增强，

但从网络通信层面上看，5G对传统的电信网络进行了大量的重构，加入了虚拟、泛在、智能等特征。

5G NR包括三大应用场景、在三大场景之上展现出来的六大基本特征、以及得到实现三大应用场景的6大特征，采用的关键技术。本文的重点探讨这些关键技术的基本原理。

第二章 5G三大应用场景（外在服务）

2.1 eMBB 增强移动宽带

超高数据速率（单用户）：中延时、高速、大量的手机业务

相对于4G，5G要解决的第一个问题就是高速度。

传输速率由1G增大增加了10倍，达到10Gbps。
频率更高,工信部初步定下我国的5G频率是3.3Ghz-3.6Ghz/4.8Ghz-5Ghz。全球最有可能优先部署的5G频段为n77、n78、n79、n257、n258和n260，分别是3.3GHz-4.2GHz、 4.4GHz-5.0GHz和毫米波频段26GHz/28GHz/39GHz。国际上主要用28G做实验。
频谱带宽更高, 带宽扩展到400M
超大规模天线阵列xMIMO
频谱效率增加5到10倍，比4G在同样带宽下传输的数据增加5到10倍。
微基站广泛使用，室内移动通讯基站部署更加密集。

2.2 URLLC 超可靠低时延通信

超低延时高稳定（单用户）：低延时、高稳定的工业业务

相对于4G，5G对于时延的最低要求是1毫秒，甚至更低。

5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。

人与人之间进行信息交流，140毫秒的时延是可以接受的，但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就无法接受。

无人驾驶汽车，需要中央控制中心和汽车进行互联，车与车之间也应进行互联，在高速度行动中，一个制动，需要瞬间把信息送到车上做出反应，100毫秒左右的时间，车就会冲出几十米，这就需要在最短的时延中，把信息送到车上，进行制动与车控反应。
无人驾驶飞机更是如此。如数百架无人驾驶编队飞行，极小的偏差就会导致碰撞和事故，这就需要在极小的时延中，把信息传递给飞行中的无人驾驶飞机。
工业自动化过程中，一个机械臂的操作，如果要做到极精细化，保证工作的高品质与精准性，也是需要极小的时延，最及时地做出反应。

要满足低时延的要求，需要在5G网络建构中找到各种办法，减少时延。边缘计算这样的技术也会被采用到5G的网络架构中。

2.3 mMTC 海量机器类通信

超大规模设备连接（多用户）：低延时、低速、超大量的物联网业务

传统的1G-4G网络，有由运营商提供的，人与人之间实现文本、语音、视频业务的通信业务。

5G不仅仅解决人与人之间的通信，还能解决人与物的通信、物与物的通信，把万物互联纳入到了5G系统的目标中。网络终端需要无所不包。

未来接入到网络中的终端，不仅是我们今天的手机，还会有更多千奇百怪的产品。

可以说，我们生活中每一个产品都有可能通过5G接入网络。我们的眼镜、手机、衣服、腰带、鞋子都有可能接入网络，成为智能产品。家中的门窗、门锁、空气净化器、新风机、加湿器、空调、冰箱、洗衣机都可能进入智能时代，也通过5G接入网络，我们的家庭成为智慧家庭。

而社会生活中大量以前不可能联网的设备也会进行联网工作，更加智能。汽车、井盖、电线杆、垃圾桶这些公共设施，以前管理起来非常难，也很难做到智能化。

而5G可以让这些设备都成为智能设备。

第三章 5G的四大特征 (内在)

3.1 泛在（网络自身的存在）

万物无所不在，为万物提供互联的网络需要无所不在，广泛存在。这就就是“泛在”的意思。

泛在网有两个层面的含义。一是广泛覆盖，一是纵深覆盖。5G的一张大网，无所不在！

广泛是指我们社会生活的各个地方，需要广覆盖，以前高山峡谷就不一定需要网络覆盖，因为生活的人很少，但是如果能覆盖5G，可以大量部署传感器，进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测，这就非常有价值。5G可以为更多这类应用提供网络。

纵深是指我们生活中，虽然已经有网络部署，但是需要进入更高品质的深度覆盖。我们今天家中已经有了4G网络，但是家中的卫生间可能网络质量不是太好，地下停车库基本没信号，现在是可以接受的状态。5G的到来，可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。

一定程度上，泛在网比高速度还重要，只是建一个少数地方覆盖、速度很高的网络，并不能保证5G的服务与体验，而泛在网才是5G体验的一个根本保证。

在3GPP的三大场景没有讲泛在网，但是泛在的要求是隐含在所有场景中的。

3.2 低功耗

5G要支持大规模物联网应用，就必须要有功耗的要求。

这些年，可穿戴产品有一定发展，但是遇到很多瓶颈，最大的瓶颈是体验较差。以智能手表为例，每天充电，甚至不到一天就需要充电。所有物联网产品都需要通信与能源，虽然今天通信可以通过多种手段实现，但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量，就很难让物联网产品被用户广泛接受。

如果能把功耗降下来，让大部分物联网产品一周充一次电，甚或一个月充一次电，就能大大改善用户体验，促进物联网产品的快速普及。

3.3 网络虚拟化

将网络节点的功能，分割成几个功能区块，分别以软件方式实现，不再拘限于特定的硬件架构。

基于NFV/SDN的云化、网络切片、引入C/U分离的MEC 是 5G核心网的关键技术.

5G 可以通过NFV（网络虚拟化）将这些关键技术无缝且有机的连接在一起，这一点，已经在业界达成共识。

3.4 网络智能化

结合人工技术和大数据分析技术，对网络进行自动化部署、运营、维护、管理和优化以及宏观调控。

第四章 5G关键的技术（内在技术）

技术是实现3G的三大业务目标和内在特征的手段！因此它与业务场景和内在特征紧密相关。

4.1 无线接入技术

大规模MIMO技术：基站使用几十上百根天线，波束窄，指向性传输，高增益，抗干扰，提高频谱效率；
非正交多址技术：NOMA、MUSA、PDMA、SCMA等非正交多址技术，进一步提升频率利用率率。支持上行非调度传输，减少空口时延，适应低时延要求；
全双工通信技术：是一项通过多重干扰消除实现信息同时同频双向传输的物理层技术，有望成倍提升无线网络容量；
新型调制技术：滤波器组正交频分复用，支持灵活的参数配置，根据需要配置不同的载波间隔，适应不同传输场景；
新型编码技术：LDPC编码和polar码，纠错性能高；
高阶调制技术：1024QAM调制，提升频谱效率

4.2 网络重构技术

（1）NFV（网络功能虚拟化，Network Function Virtualization）

就是将网络中的专用电信设备的软硬件功能转移到虚拟机上，在通用的商用服务器上通过软件替代专有硬件来实现网元功能。

（2）SDN，即软件定义网络，

5G网络通过SDN连接边缘云和核心云里的VMs（虚拟机），SDN控制器执行映射，建立核心云与边缘云之间的连接。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构架，可以通过编程，来提供业务连接。

（3）网络切片：

5G网络将面向不同的应用场景，比如，超高清视频、虚拟现实、大规模物联网、车联网等等，不同的场景对网络的移动性、安全性、时延、可靠性，甚至是计费方式的要求是不一样的，因此，需要将物理网络切割成多个虚拟网络，每个虚拟网络面向不同的应用场景需求。

虚拟网络间是逻辑独立的，互不影响。

只有实现NFV/SDN之后，才能实现网络切片，因此要了解网络切片的基本原理，必须先了解NFV/SDN的基本原理。

4.3 分布式业务服务

(1) 移动边缘计算MEC

移动边缘计算（Mobile Edge Computing, MEC）可利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能，而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境，加速网络中各项内容、服务及应用的快速下载，让消费者享有不间断的高质量网络体验。

移动边缘计算改变了4G系统中网络和业务分离的状态（RAN接入网提供传输服务，业务服务器提供业务服务），通过对传统无线网络增加MEC平台网元，将业务平台（包含内容、服务、应用）下沉到移动网络边缘，为移动用户提供计算和数据存储服务。

MEC平台的具体部署方式主要分为两类，包括宏基站场景的部署以及小小区基站场景的部署。

宏基站场景部署

一般来说，基站的服务范围较广，服务用户较多，且宏基站本身具备一定的计算和存储能力，故MEC在宏基站场景的部署主要为将MEC平台直接嵌入到宏基站的方式。

拥有MEC功能的宏基站能够降低网络时延、获取业务的上下文信息并且能很好的支持室外的大区域范围的各类垂直行业应用，车联网、智慧城市等等。

终端就可以直接通过基站直接访问业务服务器，而不需要先通过核心网，才能访问业务服务器。极大的减少了终端与业务之间的延时！

小小区基站场景部署

考虑到小小区基站的覆盖范围较小，服务用户数较少，且小小区基站的硬件大小也有限制的情况，MEC平台的部署主要以本地汇聚网关的方式出现。

多个小小区基站共同连接到同一个MEC平台，通过在MEC平台上布置多个业务应用实现特定区域内的运营支撑，如企业、学校内部高效资源访问，商场等室内场所的物联网网关汇聚和数据分析等。

(2) 分布式应用服务器AS

第五章 5G无线接入网RAN的演进

BBU: 基带处理单元

RRU: 射频处理单元

5.1 最初基站一体化，BBU和RRU被放在一个机房或者一个柜子。

5.2 后来RRU被和BBU分开，被有时候挂墙，大部分时放到机柜里。

5.3 后来，RRU被放到天线身边，所谓RRU拉远。也就是分布式基站。

5.4 后来，Distributed RAN（分布式无线接入网）

好处：

大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以降低馈线的成本。
可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小，想怎么放，就怎么放。
在D-RAN的架构下，运营商仍然要承担非常巨大的成本，因为为了摆放BBU和相关的配套设备（电源、空调等），运营商还是需要租赁和建设很多的室内机房或方舱。

5.5 Centralized RAN，集中化无线接入网

除了把RRU拉远，还把BBU集中起来，BBU变成BBU基带池。分散的BBU变成BBU基带池之后，更强大了，可以统一管理和调度，资源调配更加灵活！

通过集中化的方式，

可以极大减少基站机房数量，减少配套设备（特别是空调）的能耗。
拉远之后的RRU搭配天线，可以安装在离用户更近距离的位置。距离近了，发射功率就低了。低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低。

5.6 Cloud RAN (C-RAN), 云化基站

C-RAN下，基站实际上是“不见了”，所有的实体基站变成了虚拟基站。

所有的虚拟基站在BBU基带池中共享用户的数据收发、信道质量等信息。

强化的协作关系，使得联合调度得以实现。

5.7 5G把BBU进一步拆分：CU与DU分离

在5G网络中，接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。

而是被重构为3个功能实体：CU(Centralized Unit,集中单元)、DU(Distribute Unit,分布单元)、AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)

CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。

DU：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。

AAU：BBU的部分物理层处理功能（PHY_LOW）与原RRU及无源天线合并为AAU。

简而言之，CU和DU，以处理内容的实时性进行区分。AAU就是PHY_LOW + RRU + 天线。

5.8 灵活的RAN网元部署方式

① 与传统4G宏站一致，CU与DU共硬件部署，构成BBU单元。
② DU部署在4G BBU机房，CU集中部署。
③ DU集中部署，CU更高层次集中。
④ CU与DU共站集中部署，类似4G的C-RAN方式。

如果前传网络为理想传输（光纤直接到天线那边），那么，CU与DU可以部署在同一个集中点。
如果前传网络为非理想传输（没那么多光纤），DU可以采用分布式部署的方式。
如果是车联网这样的低时延要求场景，DU、CU、应用服务器都想办法往前放（靠近AAU部署），MEC、边缘云，就要派上用场。

5.9 灵活的前传接口的部署方式

（1）光纤直连方式

每个AAU与DU全部采用光纤点到点直连组网。

实现起来很简单，但最大的问题是光纤资源占用很多。

随着5G基站、载频数量的急剧增加，对光纤的使用量也是激增。

所以，光纤资源比较丰富的区域，可以采用此方案。

（2）无源WDM波分复用方式

将无源WDM波分复用设备安装到AAU和DU上，通过无源设备完成WDM功能，利用一对或者一根光纤提供多个AAU到DU的连接。

无源WDM波分复用设备：光复用传输链路中的光电转换器，也称为WDM波分光模块。不同中心波长的光信号在同一根光纤中传输是不会互相干扰的，所以无源WDM波分复用设备实现将不同波长的光信号合成一路传输，大大减少了链路成本。

采用无源WDM波分复用设备方式，虽然节约了光纤资源，但是也存在着运维困难，不易管理，故障定位较难等问题。

（3）有源WDM/OTN方式

在AAU站点和DU机房中配置相应的WDM/OTN设备，多个前传信号通过WDM技术共享光纤资源。

相比无源WDM方案，组网更加灵活（支持点对点和组环网），同时光纤资源消耗并没有增加。

OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork），是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。

5.10 中传（DU）和回传（CU）部署方式

中传与回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求是基本一致的，可以使用统一的承载方案。

主要有两种方案，承载网中采用的FlexE分片技术、减低时延的技术、SDN架构等，还需进一步了解。

（1）利用分组增强型OTN设备组建中传网络，回传部分继续使用现有IPRAN架构

（2）中传与回传网络全部使用分组增强型OTN设备进行组网

（3）OTN概述

光传送网(optical transport network)简称OTN，网络的一种类型，是指在光域内实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控，并且保证其性能指标和生存性的传送网络。

光传送网(OTN) 技术是电网络与全光网折衷的产物，将SDH 强大完善的OAM&P 理念和功能移植到了WDM 光网络中，有效地弥补了现有WDM 系统在性能监控和维护管理方面的不足。OTN 技术可以支持客户信号的透明传送、高带宽的复用交换和配置(最小交叉颗粒为ODU1，约为2.5 Gbit/s)，具有强大的开销支持能力，提供强大的OAM 功能，支持多层嵌套的串联连接监视(TCM) 功能、具有前向纠错(FEC)支持能力。

第六章 5G核心网的演变

6.1 2G GSM核心网架构

2G组网非常简单，

MSC（Mobile Switching Center，移动交换中心），就是核心网的最主要设备，是处理信令的核心网元设备。

HLR（归属位置寄存器），HLR是一个静态数据库，用来存储本地用户数据信息的数据库用，用于鉴权。

之所以图上面写的是“MSC/VLR”，是因为VLR是一个功能实体，但是物理上，VLR和MSC是同一个硬件设备。相当于一个设备实现了两个角色，所以画在一起。HLR/AUC也是如此，HLR和AUC物理合一。

2.5G（GPRS）在之前，2G只能打电话发短信的基础上，有了GPRS，就开始有了数据（上网）业务。

于是，核心网有了大变化，开始有了PS核心网。PS，Packet Switch，分组交换，包交换。于是多出了GGSN和GGSN，SGSN和GGSN都是为了实现GPRS数据业务。

GSN：Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点

GGSN：Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点。

6.2 3G UMTS核心网架构

2.5G到3G基站，由RNC和NodeB组成。

3G除了硬件变化和网元变化之外，还有两个很重要的思路变化。

其中之一是：IP化，就是TCP/IP，以太网。网线、光纤开始大量投入使用，设备的外部接口和内部通讯，都开始围绕IP地址和端口号进行。
另一个是：就是分离。具体来说，就是网元设备的功能开始细化，分为CP, UP，不再是一个设备集成多个功能，而是拆分开，各司其事。

在3G阶段，是分离的第一步，叫做承载和控制分离。在通信系统里面，说白了，就两个（平）面，用户面和控制面。

用户面，就是用户的实际业务数据，就是你的语音数据，视频流数据之类的。

而控制面，是为了管理数据走向的信令、命令。

这两个面，在通信设备内部，就相当于两个不同的子系统。

最后：

SGSN: 只负责控制面

GGSN:只负责数据面

6.3 4G LTE核心网架构

到了4G, SGSN变成MME，GGSN变成SGW/PGW

基站里面的RNC没有了，为了实现扁平化，功能一部分给了核心网，一部分给了eNodeB。

MME：Mobility Management Entity，移动管理实体

SGW：Serving Gateway，服务网关

PGW：PDN Gateway，PDN网关

在3G到4G的过程中，IMS（(IP Multimedia Subsystem）出现了，取代传统CS（也就是MSC那些），提供更强大的多媒体服务（语音、图片短信、视频电话等）。

6.4 5G NR 核心网架构

到了5G，网络逻辑结构彻底改变了。

5G核心网，采用的是SBA架构（Service Based Architecture，即基于服务的架构）。

SBA架构，基于云原生构架设计，借鉴了IT领域的“微服务”理念。把原来具有多个功能的整体，分拆为多个具有独自功能的个体。每个个体，实现自己的微服务。

有一个明显的外部表现，就是网元大量增加了。除了UPF之外，都是控制面。

网元看上去很多，实际上，硬件都是在虚拟化平台里面虚拟出来的。

这样一来，非常容易扩容、缩容，也非常容易升级、割接，相互之间不会造成太大影响（不知道是核心网工程师的福音还是失业）。

简而言之，5G核心网就是模块化、软件化。就是为了“切片”。

就是为了满足不同场景的需求。不同业务应用场合，所使用的不同模块！

第七章 5G的八大组网方案

7.1 5G组网方案概述

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。

7.2 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。

7.3 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。

7.4 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

7.5 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

7.6 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。

参考：

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