现代智能汽车中的无线技术6——蜂窝移动通信技术（5）

1、5G 的三大应用场景

1.1 eMBB（增强型移动宽带）

eMBB (Enhanced Mobile Broadband，增强型移动宽带) 是 5G 三大应用场景中最基础、最成熟、也是普通用户感知最强的一个场景。 简单来说，eMBB 就是 4G 的超级升级版。它的核心目标只有一个字：快。 如果说 4G 让我们实现了"随时随地看视频"，那么 eMBB 就是要让我们实现"随时随地看 8K 视频、玩 VR 游戏"。

一、 eMBB 的核心定义 eMBB 是国际电联 (ITU) 定义的 5G 三大三角形顶点之一（另外两个是 uRLLC 和 mMTC）。它侧重于以人为中心的多媒体应用，追求极致的数据传输速率和网络容量。 它的关键性能指标 (KPI)：

1. 峰值速率 (Peak Data Rate)： 理论最高可达 10 Gbps ~ 20 Gbps（是 4G 的 10-20 倍）。

2. 用户体验速率 (User Experienced Data Rate)： 无论你在哪里（即使在信号边缘），由于网速极快，保底也能达到 100 Mbps。

3. 流量密度 (Traffic Capacity)： 在体育馆、演唱会这种人山人海的地方，保证网络不拥堵，依然能发朋友圈。

二、 eMBB 的四大典型应用场景 eMBB 并不只是为了让你下载电影更快，它催生了许多以前 4G 带不动的应用： 1. 超高清视频 (4K/8K Video)

• 痛点： 4G 网络看 1080p 很流畅，但看 4K 直播经常缓冲，8K 更是想都别想。

• eMBB 赋能： 极高的带宽让 8K 视频流像水一样流畅。这对于体育赛事直播、远程医疗诊断（看清血管纹理）至关重要。

2. 沉浸式体验 (VR / AR / XR)

• 痛点： 现在的 VR 头显要么得拖一根粗粗的线连电脑（受限），要么用无线传输时画面模糊且有眩晕感（因为 4G 延时高、带宽窄）。

• eMBB 赋能： eMBB 提供的大带宽能把云端渲染好的 360° 全景高清画面实时传到头显里，剪断了线缆，实现了真正的"云 VR"。

3. 固定无线接入 (FWA - Fixed Wireless Access)

• 场景： 在美国、澳大利亚或中国的农村地区，拉光纤入户的成本太高。

• eMBB 赋能： 运营商直接给你发一个 5G 路由器（CPE）。它接收 5G 信号，转成 WiFi 供家里用。

• 意义： 用 5G 替代光纤。这是目前全球运营商靠 5G 赚钱最快的方式之一。

4. 热点高容量覆盖

• 场景： 鸟巢演唱会、世界杯球场、火车站。

• 痛点： 4G 时代，人一多，信号满格但发不出消息（拥塞）。

• eMBB 赋能： 通过 Massive MIMO 技术，基站可以同时服务成千上万人，保证大家都能顺畅上网。

三、 支撑 eMBB 的关键"黑科技" 为了实现这么快的速度，5G eMBB 用了哪些大招？

Massive MIMO (大规模天线)：

• 以前基站 4 根天线，现在 64 根甚至 128 根。通过波束赋形，把信号聚集成光束打给用户，极大提升了容量。

毫米波 (mmWave)：

• 使用 24GHz 以上的超高频段。虽然覆盖范围小，但带宽极宽（路超级宽），是实现 10Gbps 峰值速率的关键。

新型编码 (LDPC)：

• 放弃了 4G 的 Turbo 码，改用 LDPC 码（长数据块）和 Polar 码（控制信道），数据传输效率更高，更适合传输大数据包。

总结 eMBB 是 5G 的"先锋队"。 在自动驾驶 (uRLLC) 和万物互联 (mMTC) 真正普及之前，eMBB 是目前我们手里这台 5G 手机最主要的功能------让你刷视频不卡顿、下载游戏秒完成、在人海中依然能抢到红包。

1.2 uRLLC（低时延高可靠）

uRLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications，超可靠低时延通信) 是 5G 三大场景中最硬核、最具颠覆性的一个。

如果说 eMBB 只是让下载电影变快（锦上添花），那么 uRLLC 则是为了救命和工业控制而生的（雪中送炭）。它的目标不是传得多，而是传得快、传得稳、绝对不丢包。

一、 uRLLC 的两大核心指标

uRLLC 必须同时满足两个极其苛刻的条件：

低时延 (Low Latency)：

• 要求空口时延达到 1ms 级别（4G 通常是 20-30ms）。

• 这已经接近甚至超过了人类神经系统的反应速度。

超可靠 (Ultra-Reliable)：

• 要求可靠性达到 99.999%（五个九）甚至更高。

• 意味着发 10 万个数据包，最多只允许丢 1 个。对于工业控制或自动驾驶，一个数据包的丢失可能导致车祸或机器故障。

二、 uRLLC 的典型应用场景（Mission Critical）

uRLLC 主要用于那些**"一旦出错就会出人命"或"一旦延迟就会造成巨大经济损失"**的场景。

1. 自动驾驶与车联网 (C-V2X)

• 场景： 你的车以 120km/h 高速行驶，前车突然急刹。

• 需求： 前车必须在毫秒级时间内把"刹车指令"传给你的车。

• 为什么需要 uRLLC： 如果用 4G，延迟 30ms，车可能已经开出去 1 米了，导致追尾。用 5G uRLLC (1ms)，车只开出去几厘米，能够及时制动。

2. 工业自动化 (Industry 4.0)

• 场景： 柔性制造车间里，几十个机械臂在高速挥舞协同工作。

• 需求： 控制中心必须实时同步每个机械臂的位置。

• 为什么需要 uRLLC： 替代有线线缆（工业以太网）。如果无线信号不稳定或有延迟，机械臂可能会互相碰撞，损毁昂贵的设备。

3. 远程医疗 (Remote Surgery)

• 场景： 北京的专家操控机械臂，给身在新疆的患者做手术。

• 需求： 医生的手动一下，那边的手术刀必须立刻动，不能有滞后。并且手术画面不能卡顿，指令绝对不能丢。

• 触觉互联网： 甚至需要将患者皮肤的触感实时传回给医生，这需要极低的时延。

4. 智能电网配电自动化

• 场景： 电网发生故障（短路）时。

• 需求： 必须在几十毫秒内隔离故障区域，否则会导致大面积停电。

三、 实现 uRLLC 的关键"黑科技"

要把时延从 30ms 压榨到 1ms，必须对协议进行"大手术"：

Mini-slot (微时隙)：

• 原理： 以前 5G 发数据要等一个完整的时隙（14个符号）。

• 改进： uRLLC 允许只要有急事，随时插队。它可以只用 2 个或 4 个符号就发出去，不用等红绿灯。

免调度 (Grant-free)：

• 原理： 以前手机发数据前，要先举手（SR），基站准许（Grant），然后才能发。这一来一回就浪费了时间。

• 改进： 就像拥有了"VIP 通行证"，不需要举手申请，直接发数据，先斩后奏。

MEC (边缘计算)：

• 原理： 光速是有限的。如果服务器在几千公里外，光纤传输都要好几毫秒。

• 改进： 把服务器（大脑）直接搬到基站旁边。数据不出基站就能处理完返回，物理距离缩短了，时延自然就低了。

总结

uRLLC 是 5G 区别于 WiFi 和 4G 的最大杀手锏。它让 5G 从"娱乐网"变成了"生产网"，是实现无人驾驶和无人工厂的基石。

1.3 mMTC（海量机器类通信）

mMTC (massive Machine Type Communications，海量机器类通信) 是 5G 三大场景中专门为物联网 (IoT) 设计的场景。 它的目标不是服务人，而是服务物。它的口号是：万物互联。 如果说 eMBB 追求的是"快"，uRLLC 追求的是"稳"，那么 mMTC 追求的就是**"多"和"省"**。

一、 mMTC 的三大核心指标 mMTC 的设计哲学与前两者截然不同，它甚至是"反其道而行之"的：

连接密度 (Connection Density)：

• 指标： 每平方公里支持 100 万个 设备连接。

• 对比： 4G 大概只能支持几万个。mMTC 要解决的是在一个充满传感器的智慧城市里，基站不会被挤爆的问题。

超低功耗 (Energy Efficiency)：

• 指标： 终端电池寿命要达到 10 年 以上。

• 场景： 很多水表、燃气表埋在地下或装在野外，不可能每个月去给它换电池。它必须能像冬眠一样，绝大多数时间在睡觉，偶尔醒来发一点数据。

超低成本与深覆盖：

• 成本： 芯片要卖到几块钱人民币一个，甚至更低，否则没法大规模铺设。

• 覆盖： 信号穿透力要强（MCL 提升 20dB），必须能覆盖到地下室、下水道井盖下面。

二、 mMTC 的典型应用场景 mMTC 的应用通常是**"静默的"**，它们传输的数据量极小（可能一天只发几个字节），但数量极其庞大。 1. 智慧城市基础设施

• 智能水表/燃气表： 每天只需发送一次读数。

• 智能井盖： 只有当井盖被非法移位时才报警。

• 智能路灯： 根据光线自动开关，并汇报故障。

• 智能垃圾桶： 满了自动通知环卫车来拉。

2. 智慧农业与环境监测

• 土壤传感器： 插在农田里，监测湿度、酸碱度，指导自动灌溉。

• 森林防火传感器： 散布在深山老林里，监测温度和烟雾。

3. 资产追踪与物流

• 共享单车： 汇报车辆位置。

• 集装箱追踪： 在海运过程中记录位置和状态。

三、 这里的技术玄机：NB-IoT 就是 5G 吗？ 这是一个经常被误解的地方。

• NB-IoT (窄带物联网)： 它其实诞生于 4G 时代（R13 版本）。

• 关系： 3GPP 已经正式将 NB-IoT 和 eMTC (LTE-M) 纳入了 5G mMTC 的技术标准大家族中。

• 现状： 目前运营商在建设 5G mMTC 时，并不是立刻去建新的 5G NR 频段，而是继续升级和使用现有的 NB-IoT 网络。因为 NB-IoT 已经完全满足了 mMTC 的指标要求。

• 未来： 5G R17 版本引入了 RedCap (Reduced Capability)，这是一种介于 eMBB（太贵太快）和 NB-IoT（太慢）之间的"轻量级 5G"，将来会承担起摄像头监控、可穿戴设备等中速物联网的重任。

总结 mMTC 是 5G 版图中最不起眼、但规模最大的部分。它编织了一张巨大的、低功耗的网，让城市里的井盖、路灯、水表都拥有了"说话"的能力，是数字孪生城市的基础设施。

2、5G 关键技术

2.1 Massive MIMO：大规模天线阵列与波束赋形

Massive MIMO (大规模多入多出) 是 5G 最具标志性的"硬核"技术。如果你看到 5G 基站挂着一块像搓衣板一样大的天线，那八成就是它了。

它是 4G MIMO 技术的超级加倍版，也是实现 5G 超大容量（eMBB）的核心引擎。

一、 从"几根"到"几百根"：大规模天线阵列

在 4G 时代，传统的基站天线通常只有 2 根、4 根或 8 根天线端口（2T2R / 4T4R / 8T8R）。

到了 5G，Massive MIMO 将这个数字提升到了 32、64 甚至 128、192 根。

• AAU (有源天线单元)： 以前天线是"死"的（无源），只负责发射。现在的 Massive MIMO 天线内部集成了大量的射频组件，变成了"活"的（有源），可以直接进行信号处理。

为什么要搞这么多天线？

1. 更强的听力： 天线越多，接收信号的面积越大，能听到的信号越微弱（增益提升）。

2. 更多的通道： 每一根天线都可以作为一个独立的通道，支持更多的数据流并行传输（空间复用）。

二、 波束赋形 (Beamforming)：让信号学会"瞄准"

天线多了，最神奇的效果就是实现了 3D 波束赋形。这是 5G 的魔法。

1. 以前（4G）是"路灯模式"

• 传统基站的天线发射信号像路灯或者泛光灯。

• 它把信号均匀地洒向一个扇区（比如 120 度范围）。

• 缺点： 不管你在不在那里，信号都在发。这既浪费了能量，又会干扰到旁边的用户。

2. 现在（5G）是"手电筒/激光模式"

• Massive MIMO 利用相位干涉原理（相控阵雷达技术下放）。

• 通过精确控制每一根小天线的发射相位，让信号在空中互相叠加。

• 结果： 信号不再四散，而是聚集成一道道极窄的能量波束 (Beam)。

• 动态追踪： 基站会算出一个波束，直射你的手机。你走到哪，波束就跟到哪。

3. 波束赋形的优势

• 覆盖更远： 能量集中了，信号自然能打得更远。

• 省电： 不往没人的地方发信号。

• 抗干扰： 我只瞄准我的用户，不干扰旁边的用户。

三、 MU-MIMO：真正的"空间魔术"

有了波束赋形，Massive MIMO 就可以玩一招更高级的：MU-MIMO (多用户多入多出)。

• 场景： 两个用户（张三和李四）站在不同的位置。

• 操作：

• 基站利用几百根天线，同时计算出两组不同的波束。

• 波束 A 瞄准张三，传输数据 A。

• 波束 B 瞄准李四，传输数据 B。

• 重点： 这两个波束使用的是完全相同的频率和完全相同的时间。

结果： 频谱效率直接翻倍！以前这块频率只能给张三用，现在可以同时给张三李四用，且互不干扰。

四、 3D 覆盖：高楼也不怕

传统 4G 天线主要是在水平方向上调整（水平波宽），垂直方向通常压得很死。 Massive MIMO 可以在垂直方向上也进行波束赋形。

• 意义： 对于 CBD 的高层写字楼，5G 基站可以打出一个向上的波束覆盖 30 楼的用户，同时打一个向下的波束覆盖 1 楼的用户。实现了真正的立体覆盖。

总结

Massive MIMO 就像是给了基站"千手观音"的能力（天线多）和"火眼金睛"的能力（波束赋形）。

它把无线信号的利用方式，从"广撒网"变成了"精确制导"，是 5G 解决流量爆炸问题的终极武器。

2.2 毫米波（mmWave）与 Sub-6GHz 的比较

5G 的世界并不统一，它被划分为两个性格截然不同的阵营：Sub-6GHz 和 毫米波 (mmWave)。

在 3GPP 标准中，它们分别被称为 FR1 (Frequency Range 1) 和 FR2 (Frequency Range 2)。理解它们的区别，就理解了为什么有时候 5G 很快但覆盖差，有时候覆盖好但速度没那么夸张。

一、 Sub-6GHz (FR1)：中庸之道的王者

• 频率范围： 450 MHz ~ 6 GHz（核心频段是 3.5GHz N78）。

• 阵营代表： 中国、欧洲、韩国以及全球绝大多数国家。

• 特点：

• 均衡： 它是覆盖范围和网速的最佳平衡点。

• 穿透力尚可： 虽然不如 4G 的低频段，但穿墙能力还凑合，能覆盖室内。

• 网速： 很快，通常在 500Mbps ~ 1Gbps 左右。

• 地位： 5G 的"主粮"。它是实现 5G 全国覆盖、普及大众的基础。

二、 毫米波 (mmWave / FR2)：极端的速度怪兽

• 频率范围： 24.25 GHz ~ 52.6 GHz（常见的是 26GHz, 28GHz）。

• 阵营代表： 美国（初期主推）、日本。

• 特点：

• 带宽极宽： Sub-6GHz 可能只有 100MHz 的路宽，毫米波随便一划就是 800MHz 甚至更多。

• 网速极快： 轻松达到 4Gbps 以上，是 Sub-6 的好几倍。

• 覆盖极差： 它的物理特性决定了它衰减极快。一个基站只能覆盖几百米（视距）。

• 极其脆弱： 它的穿透力几乎为零。一张纸、一只手、下雨、树叶都可能阻挡信号。如果没有波束赋形，它根本没法用。

• 地位： 5G 的"甜点"。只适合用在体育馆、机场、CBD这种人极其密集的地方，或者用来做固定宽带接入（FWA）。

三、 全方位对比

维度	Sub-6GHz (中频)	mmWave (高频)
物理特性	波长较长，绕射能力强	波长极短 (毫米级)，像光一样走直线
覆盖范围	几公里 (宏基站)	几百米 (微基站/热点)
穿墙能力	一般 (比 4G 差，但能穿)	极差 (基本穿不过墙和玻璃)
最大带宽	100MHz (常见)	400MHz - 800MHz
峰值网速	1 Gbps 级别	10 Gbps 级别
建设成本	中等 (基站数量可控)	极高 (需要密密麻麻的基站)
主要应用	城市/郊区连续覆盖	鸟巢、时代广场、家庭宽带替代

总结

• Sub-6GHz 是用来**"过日子"**的，它保证了你无论走到哪里都有 5G 信号，体验稳定。

• 毫米波 是用来**"秀肌肉"**的，它提供了极致的性能，但你只能在特定的热点区域才能享受到。

未来的趋势： 两者融合。以 Sub-6GHz 做底网打底，在人多的热点区域叠加毫米波，实现性能与覆盖的双赢。

2.3 网络切片（Network Slicing）：把一张网切成 N 张专网

网络切片 (Network Slicing) 是 5G 最具商业价值的技术之一，也是运营商从 B2C（服务个人）转型到 B2B（服务行业）的关键钥匙。 如果说 4G 是一条**"大锅饭"的高速公路，所有车（视频、游戏、网页）都挤在一起跑；那么 5G 的网络切片就是一条"多功能变道"**的高速公路，可以为不同的车划分专用的车道。

一、 为什么要"切"？ 在 5G 之前，网络是"尽力而为"的。

• 痛点： 你的自动驾驶汽车（需要 1ms 时延）和旁边一位正在下载 4K 电影的乘客（需要 1Gbps 带宽）共用同一个网络。如果那个人下载太猛，把带宽占满了，网络一拥堵，你的刹车指令可能就发不出去了。

• 需求： 不同的业务对网络的要求截然不同（有的要快，有的要稳，有的要连接多）。一套参数不能满足所有人。

二、 切片长什么样？ 网络切片本质上是利用 虚拟化技术 (NFV/SDN)，在一个物理网络实体上，切分出多个逻辑上独立的虚拟网络。 典型的三个切片例子：

智能电网切片 (mMTC)：

• 配置： 带宽极小，但连接数巨大，且不许断线。

• 比喻： 慢速车道，允许跑无数辆小三轮车。

自动驾驶切片 (uRLLC)：

• 配置： 时延必须锁定在 5ms 以内，优先级最高。

• 比喻： 应急车道，只准救护车跑，谁都不许抢。

VR 直播切片 (eMBB)：

• 配置： 给他分配超大的带宽。

• 比喻： 超宽车道，给大卡车跑。

三、 关键特性：端到端与隔离 切片不是只切核心网，它是端到端 (End-to-End) 的：

1. 无线网 (RAN)： 基站分配不同的频谱资源块（RB）给不同的切片。

2. 承载网 (Transport)： 光纤传输中划分不同的管道（如 FlexE 技术）。

3. 核心网 (Core)： 這是切片的重点。利用云化架构，生成独立的 UPF（用户面）和 SMF（会话管理）。

硬隔离 (Isolation)： 这是切片最厉害的地方。切片 A 哪怕拥堵到瘫痪了，绝对不会影响切片 B。 这种安全性是电网、银行、医院敢用 5G 的前提。 总结 网络切片 将 5G 网络从"标准品"变成了"定制品"。 它让运营商可以自信地签下 SLA（服务等级协议）："我给你这个切片，保证时延不超过 5ms，否则我赔钱。" 这在 4G 时代是不可想象的。

2.4 边缘计算（MEC）：让算力更靠近用户

边缘计算 (MEC, Multi-access Edge Computing) 被称为 5G 的"最佳拍档"。如果说 5G 解决了连接问题，那么 MEC 就解决了时延和带宽的物理极限问题。 它的核心思想很简单：把服务器（算力）从遥远的天边（云端），搬到离你最近的基站旁边（边缘）。

一、 为什么要"边缘化"？ 在 4G 时代，所有的 App 数据（比如你刷的抖音、玩的游戏）都要穿过基站、穿过省网、骨干网，一路跑到几千公里外的数据中心（如阿里云/腾讯云），处理完再跑回来。 这带来了两个无法逾越的物理障碍：

1. 时延高： 光速也是有限的。几千公里的往返，物理时延就要几十毫秒。对于自动驾驶或 VR 来说，这会要命（或让人晕吐）。

2. 带宽浪费： 比如在一个体育馆里，几万人都在看同一个 4K 进球回放。如果每个人都去云端拉流，中间的传输网会被挤爆。

二、 MEC 是怎么工作的？ MEC 就是在离基站非常近的地方（比如基站机房或市级汇聚机房），放一台小型服务器。 关键动作：本地分流 (Local Breakout)

• 5G 核心网的用户面（UPF）下沉到了边缘。

• 当你在看演唱会直播时，基站一看："哦，这个视频就在旁边的 MEC 服务器里存着呢。"

• 直接拦截： 数据根本不出这个城市，直接从旁边的 MEC 服务器发给你。

三、 MEC 的三大杀手级应用

极低时延业务（自动驾驶 / 云游戏）：

• 你的车检测到危险，指令如果去云端转一圈回来，车都撞废了。

• MEC 就在路边，指令往返只要 1-5ms，确保安全。

本地内容缓存（CDN 下沉）：

• 热门视频、地图数据直接存在基站旁。你下载速度飞快，运营商也省了回传带宽费。

数据不出园区（智慧工厂）：

• 工厂老板最怕商业机密（生产数据）传到公网上去。

• 有了 MEC，所有数据就在工厂本地的 5G 盒子里处理，完全物理隔离，绝对安全。

总结 MEC 实际上是 IT (互联网技术) 和 CT (通信技术) 的融合。 它让 5G 网络不再只是一个"傻管道"，而变成了一个自带算力的超级计算机。未来你的手机可能不需要那么好的芯片，因为复杂的计算（如光追渲染、AI 推理）都由几百米外的 MEC 服务器替你做好了。

3、组网与架构

3.1 NSA（非独立组网）与 SA（独立组网）的区别与过渡

NSA (Non-Standalone，非独立组网) 和 SA (Standalone，独立组网) 是 5G 建设初期的两种核心架构。

简单来说，NSA 是"挂羊头卖狗肉"的过渡方案，SA 才是"原汁原味"的真 5G。

一、 核心区别：用谁的大脑？

通信网络分两部分：无线接入网 (RAN，基站) 和 核心网 (Core，大脑)。

NSA (非独立组网)：

• 架构： 5G 基站 + 4G 核心网。

• 工作模式： 5G 基站不独立工作，它像一个"插件"挂在 4G 基站下面。

• 控制面 (信令)： 手机必须先连上 4G，由 4G 负责指挥（锚点）。

• 用户面 (数据)： 只有下载大数据时，5G 通道才打开帮你加速。

• 比喻： 像是给老款燃油车（4G）加装了一个涡轮增压器（5G）。车架子还是老的，但跑得快了。

SA (独立组网)：

• 架构： 5G 基站 + 5G 核心网。

• 工作模式： 4G 和 5G 彻底分家，各玩各的。

• 控制面 & 用户面： 全部由 5G 独立搞定。

• 比喻： 重新造了一辆全新的电动跑车。底盘、发动机、内饰全是新的。

二、 性能对比：为什么一定要转 SA？

虽然 NSA 也能显示"5G"图标，网速也很快，但它有致命缺陷：

维度	NSA (非独立)	SA (独立)	胜出
网速 (eMBB)	快 (和 SA 差不多)	快	平手
时延 (uRLLC)	差 (受限于 4G 核心网架构，做不到 1ms)	优 (能做到极低时延)	SA
网络切片	不支持 (4G 核心网没这功能)	支持 (5G 灵魂功能)	SA
手机耗电	高 (手机要同时连 4G 和 5G 两张网，双连接)	低 (只连 5G 一张网)	SA
上行速度	一般 (主要靠 4G 发)	强 (5G 双通道发射)	SA

结论： NSA 只能让你爽爽网速（eMBB）；只有 SA 才能实现自动驾驶、工业控制、万物互联这些 5G 真正画的大饼。

三、 过渡策略：先上车，后补票

为什么运营商一开始不直接建 SA？因为太贵、太慢。

初期 (2019-2020)：NSA 先行

• 利用现成覆盖极好的 4G 网络，只要在热点地区插几个 5G 基站就能商用。抢占市场，让用户先看到 5G 图标。

中期 (2020-2022)：向 SA 切换

• 随着 5G 核心网建设完毕，运营商开始通过软件升级，将基站切到 SA 模式。

• 中国运营商是全球推行 SA 最坚决的，目前中国绝大多数 5G 网络已是纯 SA 模式。

现状：

• 如果你现在的手机（比如 iPhone 12 以后）在设置里有一个开关叫"独立 5G"，打开它，你用的就是真 5G。

总结

NSA 是为了省钱快跑的权宜之计，它通过透支 4G 的寿命来提供 5G 的速度。 SA 才是 5G 的最终形态，虽然建设周期长，但它解锁了 5G 所有的黑科技。

3.2 SBA（服务化架构）：像搭积木一样搭建核心网

SBA (Service Based Architecture，服务化架构) 是 5G 核心网最颠覆性的设计理念。它标志着电信行业彻底向 IT 互联网行业投降（或者说融合）。

简单来说，SBA 就是把核心网拆散了，变成一堆可以随意拼装的"微服务积木"。

一、 为什么要改架构？（告别意大利面条）

在 4G 及以前的时代，核心网的架构是**"点对点"**的。

• 旧模式： 网元 A（比如 MME）如果要和 网元 B（比如 HSS）通信，两点之间必须定义一条专门的接口线，用专门的电信私有协议。

• 痛点： 随着功能越来越多，网元之间的连线变得像一盘乱成一团的意大利面。牵一发而动全身，想增加一个新功能（比如增加一个鉴权模块），得修改周围所有人的接口，扩容极其困难。

二、 SBA 是怎么做的？（总线模式）

5G 借鉴了互联网微服务（Microservices）的架构：

软件化 (NFV)：

• 不再有专用的硬件盒子。AMF、SMF、UDM 这些功能全部变成运行在服务器上的软件程序。

总线架构 (Service Bus)：

• 取消点对点连线。所有网元都挂在一条公共总线上。

• 大家即使互不相识，只要对着总线喊一声，就能找到对方。

统一语言 (HTTP/2 + JSON)：

• 这是一个令传统通信人震惊的改变。5G 核心网内部竟然使用了Web 开发最通用的 HTTP/2 协议。

• 这意味着，5G 核心网的接口调用，和你在浏览器里访问一个网页，或者程序员写一个 APP 后台，在底层逻辑上是一模一样的。

三、 核心角色：服务注册与发现 (NRF)

在 SBA 架构中，有一个新引入的关键角色：NRF (Network Repository Function，网络仓储功能)。

它是整个网络的**"黄页"或"服务中介"**。

• 注册： 当一个新的 SMF（会话管理程序）启动时，它会告诉 NRF："你好，我是 SMF，我的 IP 是 x.x.x.x，我能提供分配 IP 地址的服务。"

• 发现： 当 AMF 需要找人分配 IP 时，它不直接找 SMF，而是问 NRF："谁能帮我分配 IP？" NRF 就会把那个 SMF 的地址给它。

四、 SBA 的巨大优势

像搭积木一样灵活：

• 如果运营商想给某个工厂建一个专网，它只需要在软件商店里挑几个必要的积木（AMF, SMF, UPF），几分钟就能拼出一个核心网。不需要的功能（如漫游）根本不用部署。

弹性伸缩：

• 双十一来了，鉴权压力大？系统自动多启动 10 个 UDM 程序的副本（容器）。

• 双十一过了？自动销毁，释放资源。

开放性：

• 因为用的是通用的 HTTP 接口，第三方开发者（比如做自动驾驶的）更容易开发程序与 5G 核心网交互。

总结

SBA 把 5G 核心网变成了一个云原生的软件平台。 它让电信网络终于摆脱了笨重、封闭的标签，拥有了像互联网公司一样的敏捷开发和快速迭代能力。