《AI時代系列(5)：掌握AI + 6G無線行動通訊網路 —— 超高速、零延遲、智慧城市全攻略 🌐》
28/100 📌 第 3 周：蜂巢式行動網路演進-小區＋頻率重用，提效又不斷線。
28：5G NSA / SA ⚡ — 超低延遲 + 高速率，讓 VR / 自駕車成真！
🎯 單元導讀
4G LTE-Advanced / Pro 已經把速率推到接近 1 Gbps，但對於 VR/AR、工業自動化、自駕車、遠距醫療等應用，延遲和可靠性要求更高。**5G New Radio（NR）**就是為此而生。初期業者多採 NSA（Non-Standalone，非獨立組網） 架構，利用既有 LTE 核心網快速部署；成熟後再進入 SA（Standalone，獨立組網） 架構，完全使用 5G 核心網（5GC），提供極低延遲、大連接數與彈性網路切片。
👉 一句話：5G = 超高速 + 超低延遲，NSA 快速上線，SA 全功能開花！
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🧠 一、5G 核心概念
• 速率：下行理論峰值 10 Gbps 以上；上行可達數 Gbps。
• 延遲：目標 <1 ms（URLLC），比 4G 大幅降低。
• 容量：每平方公里可連接百萬裝置（mMTC）。
• 三大應用場景（ITU 定義）：
o eMBB（Enhanced Mobile Broadband）→ 超高速寬頻。
o URLLC（Ultra-Reliable Low-Latency Communications）→ 超可靠低延遲通訊。
o mMTC（Massive Machine Type Communications）→ 大規模物聯網。
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🧠 二、NSA 與 SA 架構
📑 NSA vs SA 架構條列比較
• 無線接取
o NSA（非獨立）：5G NR 與 LTE eNodeB 共存，控制面依賴 LTE
o SA（獨立）：純 5G NR 基站（gNodeB），控制與數據都走 5G
• 核心網
o NSA（非獨立）：沿用 LTE EPC（4G 核心）
o SA（獨立）：新建 5GC（5G 核心，SBA 架構）
• 優點
o NSA（非獨立）：快速部署、投資成本低、可沿用現有設備
o SA（獨立）：完整 5G 功能、低延遲、支援網路切片、適合專網
• 適用階段
o NSA（非獨立）：5G 初期過渡階段或廣域快速佈建
o SA（獨立）：5G 成熟期、企業專網、工業自動化與高端應用
元件：
• gNodeB（Next Generation Node B）：5G NR 基站，支援大頻寬、Massive MIMO、波束成形。
• 5GC（5G Core）：服務化架構（SBA，Service-Based Architecture），網路切片、雲原生、UPF（使用者平面功能）、AMF/SMF（控制面功能）。
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🏗️ 三、5G NSA / SA 網路架構
📱 UE (5G 手機)
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📡 gNodeB (5G NR 基站)
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🏢 核心網：
├─ NSA：連至 LTE EPC
└─ SA ：連至 5GC (SBA 架構)
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🌐 Internet / Edge Cloud / 專網
在 5G 行動網路中，**UE（5G 手機）先透過gNodeB（5G NR 基站）**接入無線網路，再進入核心網進行控制與數據傳輸。若採用 **NSA（Non-Standalone，非獨立組網）**模式，5G 無線接取仍與原有的 LTE EPC 核心網連接，由 4G EPC 負責控制信令，5G NR 主要承擔高速數據傳輸；而 **SA（Standalone，獨立組網）**模式則直接連接全新的 5GC 核心網，採用 SBA（Service-Based Architecture）服務化架構，支援低延遲、切片與邊緣雲等進階功能。
最終，資料可流向 Internet、Edge Cloud（邊緣雲）或企業專網，提供多樣化的 5G 應用服務。
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🔑 四、技術亮點
• Massive MIMO + 波束成形（Beamforming）：提高頻譜效率、加強覆蓋。
• 高頻段（毫米波）+ 中頻段（Sub-6 GHz）+ 低頻段組合：提供廣覆蓋與大頻寬。
• 網路切片（Network Slicing）：一張網路多個虛擬專網，針對不同業務需求調整。
• 邊緣運算（MEC）：降低延遲，支援自駕車、AR/VR 即時反應。
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🧩 五、模擬題
1️⃣ 專業題
NSA 與 SA 架構在核心網與基站部署上有何差異？
• NSA（非獨立組網）：5G NR 基站（gNodeB）需要與現有 LTE eNodeB/EPC 搭配，控制面仍由 LTE EPC 負責，5G 只提供高速數據傳輸，因此建設速度快、成本較低，適合過渡期部署。
• SA（獨立組網）：5G NR 基站直接連接新建的 5GC（SBA 架構），控制面與使用者面皆為 5G 核心，支援網路切片、超低延遲、mMTC 等完整 5G 功能，但需要額外投資建設新核心網與升級基站。
2️⃣ 應用題
如果客戶要在工業園區部署自動化生產線，你會建議 NSA 還是 SA？為什麼？
• 建議選擇 SA 架構，因為工業自動化對低延遲、高可靠、專網與切片需求很高，只有 SA（搭配 5GC）才能完整提供 URLLC（超高可靠低延遲通信）、本地邊緣雲計算與專網管理，確保自動化機器與感測設備穩定運作。
• NSA 雖建設快，但受制於 LTE EPC 控制面，延遲較高、不易實現專網隔離，難以滿足工業級需求。
3️⃣ 情境題
假設一家電信公司希望提供超低延遲的雲遊戲服務，你會如何規劃 5G 邊緣運算與網路切片？
• 在全國主要城市與大型流量熱點建立 MEC（多接入邊緣計算）節點，將遊戲伺服器與渲染放在離用戶最近的邊緣雲，縮短回程延遲。
• 透過 SA 核心網啟用 網路切片（Network Slicing），為雲遊戲配置專屬低延遲、高帶寬的切片，與一般行動上網切片隔離，確保穩定體驗。
• 同時優化 gNodeB 與回程網容量，搭配 5G NR 特性（如大規模 MIMO、CA）以提供足夠頻寬和一致速率。
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✅ 六、小結與啟示
• 5G NR + NSA/SA 是行動網路邁向「超高速、超低延遲」的新世代。
• NSA：利用既有 LTE 核心網快速上線，適合初期大範圍部署。
• SA：完整 5G 核心網（SBA），低延遲、高可靠，適合 VR/AR、自駕車、工業控制等專業應用。
• Massive MIMO、網路切片、邊緣運算為 5G 開啟全新商業模式。
👉 一句話總結：5G = 超高速 + 超低延遲，NSA 快速上線，SA 全功能開花，讓 VR / 自駕車成真！
