5G NSA (non-standalone)

Was ist NSA und worin liegt der Unterschied zu 5G standalone?

Die neuste Mobilfunkgeneration 5G ist in Deutschland seit Mitte des Jahres 2019 in ersten Regionen verfügbar. Auch in anderen Ländern wird intensiv an den 5G-Mobilfunknetzen gebaut. All diese Netze hatten bis Anfang 2021 noch eines gemeinsam: Sie basierten ausschließlich auf bestehenden LTE-Netzen, sind also nicht „selbstständig“. Im Fachjargon besser bekannt als „Non-Standalone“, abgekürzt mit „NSA“. Erst langsam werden seither immer mehr Stationen im Standalone betrieben.

Doch was bedeutet 5G NSA konkret und wo liegen die Unterschiede zu „5G Standalone“ (5G SA)? Wir von 5G-Anbieter.info haben bei Standardisierungsorganisationen, Netzwerkausrüstern und Netzbetreibern recherchiert und alle wichtigen Infos, Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede zusammengetragen.

Das Mobilfunknetz: Kernnetz und Zugangsnetz

Mobilfunknetze können grob in zwei verschiedene Bereiche aufgeteilt werden - in Kernnetz sowie Zugangsnetz. Das Kernnetz ist für den Betreiber sehr wichtig. Hier werden etwa Dinge wie die Vermittlung der Datenpakete sowie die Erfassung der Verkehrsdaten abgewickelt. Auch diverse Datenbanken sind in dieser Infrastruktur hinterlegt. Zum Beispiel wird für jeden Teilnehmer der individuelle Tarif gespeichert, wonach dann die Abrechnung erfolgt.

Zugangsnetze zeichnen sich dagegen durch deutlich weniger Logik aus, sind aber nicht weniger relevant. Denn es sorgt dafür, dass die Nutzer die angebotenen Dienste überhaupt nutzen können. Zum Zugangsnetz zählen zum Beispiel die Mobilfunk-Basisstationen (Masten mit 5G-Antennen), sowie deren Anbindung an das Kernnetz.

5G NSA: Neues Zugangsnetz mit bisherigem Kernnetz

Die neue Mobilfunkgeneration 5G bringt Veränderungen sowohl im Kernnetz als auch im Zugangsnetz mit sich. Es müssen aber nicht zwingend beide Komponenten gleichzeitig aufgerüstet werden. Damit Netzbetreiber ihren Kunden möglichst schnell 5G-Netze zur Verfügung stellen können, also ohne erstmal die komplette Infrastruktur komplett umzubauen, gibt es andere Möglichkeiten: Man kann zunächst das neue Zugangsnetz schon einmal neu ausstatten und mit dem bisherigen Kernnetz betreiben.

Der Kunde kann dann vom 5G-Zugangsnetz sowie damit von deutlich höheren Geschwindigkeiten profitieren. Alle anderen Vorteile von 5G, zum Beispiel geringe Pingzeiten, kommen jedoch damit noch nicht zum Tragen.

Abbildung 1: Möglichkeiten für den 5G-Netzausbau. Quelle: 3GPP / GSMA.

In Abbildung 1 werden die verschiedenen Möglichkeiten für den 5G-Netzausbau dargestellt. Auf der linken Seite sind oben die Varianten für den Standalone-Ausbau (SA) dargestellt, auf der unteren Seite die für den Non-Standalone-Ausbau (NSA).

Die Möglichkeiten mit den Nummern 1 und 3 basieren auf dem bisherigen Kernnetz (Evolved Packet Core, EPC), während die anderen Möglichkeiten mit den Nummern 2, 4, 5, und 7 auf dem neuen 5G Core basieren. Das Zugangsnetz, dargestellt durch das Antennen-Symbol, besteht entweder aus LTE oder aus NR (5G New Radio) oder aus beidem kombiniert.

5G und LTE kombiniert

Weltweit haben nahezu alle 5G-Netzbetreiber zu Beginn die Variante 3 aus der Abbildung 1 für den Ausbau der ersten 5G-Netze gewählt. Es handelt sich dabei folglich um 5G-NSA Funknetze, welche auf dem bisherigen EPC-Kernnetz basieren und als Zugangsnetz LTE mit 5G NR kombinieren. Dabei ist zu beachten: das 4G-Netz ist zwingend notwendig, um das 5G-Netz nutzen zu können. Wie in Abbildung 1 sichtbar ist, wird das LTE-Netz für die Signalisierung bzw. die Kontrollschicht verwendet.

Die Kombination von 4G und 5G hat für die Nutzer durchaus Vorteile. So kann das Spektrum von 5G und LTE kombiniert werden, im Ergebnis führt das zu deutlich höheren Datenraten für den Kunden. Auch ist denkbar, die Reichweite des 5G-Netzes zu erhöhen, indem der Uplink ausschließlich über weiter reichende LTE-Frequenzen abgeführt wird (sogenanntes Uplink Decoupling).

Abbildung 2: Speedtest im 5G NSA Netz. Bild: 5G-Anbieter.info

Nachteile von 5G NSA

5G NSA Mobilfunknetze sind nur in der Anfangszeit der 5. Mobilfunkgeneration sinnvoll. Sie erlauben dem Netzbetreiber einen sehr schnellen Ausbau und die schnelle Vermarktung von 5G, ohne dass das Kernnetz entsprechend umgerüstet werden muss. Mittel- und langfristig sind jedoch vollwertige Netzinfrastrukturen aus 5G-Zugangs- und 5G-Kernnetz das Ziel.

Hinzu kommt: mit NSA können diverse Funktionen, welche 5G bieten soll, noch nicht umgesetzt werden. Der einzige wirkliche Vorteil besteht darin, dank zusätzlichem Funkspektrum, höhere Geschwindigkeiten im Mobilfunknetz anbieten zu können. Im Fachjargon wird diese Eigenschaft enhanced Mobile Broadband, kurz eMBB, genannt. Weitere mit 5G verbundene Eigenschaften, wie etwa uRLLC (ultra reliable low latency communication), sprich besonders kurze Reaktionszeiten, werden erst mit einem 5G-Kernnetz möglich sein.

Seit dem 2. Quartal 2021 gewinnt auch in Deutschland der Ausbau mit Standlone-Netzen an Fahrt. Den Anfang machte dabei Vodafone. O2 und Telekom folgten direkt mit ersten Regionen. Mehr dazu hier.

Weiterführendes

» Was ist 5G standalone?