技術(shù)
導(dǎo)讀:從1G到4G,每一代移動(dòng)通信技術(shù)的頻譜效率都會(huì)向前邁進(jìn)一大步。逐步清退2G,讓位給新技術(shù),運(yùn)營(yíng)商不僅可重耕2G優(yōu)質(zhì)頻段,還能大幅節(jié)省彌足珍貴的頻譜資源——如果傳統(tǒng)2/3G CS語(yǔ)音退役并遷移至4G VoLTE,運(yùn)營(yíng)商可釋放達(dá)90%的頻譜資源。
最近關(guān)于聯(lián)通逐步清退2G的傳言四起。
從1G到4G,每一代移動(dòng)通信技術(shù)的頻譜效率都會(huì)向前邁進(jìn)一大步。逐步清退2G,讓位給新技術(shù),運(yùn)營(yíng)商不僅可重耕2G優(yōu)質(zhì)頻段,還能大幅節(jié)省彌足珍貴的頻譜資源——如果傳統(tǒng)2/3G CS語(yǔ)音退役并遷移至4G VoLTE,運(yùn)營(yíng)商可釋放達(dá)90%的頻譜資源。
為此,全球多家運(yùn)營(yíng)商已陸續(xù)關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò)。

然而,展望5G,從CS語(yǔ)音到VoLTE再到5G VoNR,這背后卻讓我們看到了一個(gè)更加輝煌的時(shí)代——電路交換時(shí)代逐漸退出歷史舞臺(tái)。
最早的電話(huà)網(wǎng)絡(luò)叫電路交換(circuit switching,CS)方式,任意兩部電話(huà)之間要連接必須提前建立,并在整個(gè)交換過(guò)程中都保持連接。

從固定電話(huà)到2G/3G移動(dòng)電話(huà),本質(zhì)上電路交換方式貫穿了語(yǔ)音通信時(shí)代。盡管電路交換效率低、投資大,卻支撐了電信帝國(guó)的繁榮與輝煌。
在2.5G/3G時(shí)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)引入分組交換(Packet Switching,PS)之后,電信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了“固移融合”,并隨之演進(jìn)到4G 全I(xiàn)P時(shí)代,且伴隨著智能手機(jī)的誕生,推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的空前繁榮。

盡管4G LTE全I(xiàn)P化,徹底拋棄了CS電路域,語(yǔ)音服務(wù)也全I(xiàn)P化——采用VoLTE語(yǔ)音方案,但它仍然支持與2/3G電路域的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性。
4G時(shí)代主要通過(guò)CSFB和SRVCC技術(shù)來(lái)保證IP語(yǔ)音與傳統(tǒng)CS話(huà)音的連續(xù)性。
CSFB(CS FallBack)是4G網(wǎng)絡(luò)早期未部署VoLTE語(yǔ)音技術(shù)時(shí)采用的一種過(guò)渡方案,手機(jī)在4G網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),當(dāng)語(yǔ)音呼叫時(shí)回落到2/3G電路域進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà),結(jié)束后再返回4G LTE。
SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)是一種VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性方案,其確保了手機(jī)在IMS的控制下,實(shí)現(xiàn)IP語(yǔ)音與傳統(tǒng)CS域語(yǔ)音之間的平滑切換。在4G網(wǎng)絡(luò)未達(dá)到全覆蓋之前,當(dāng)LTE信號(hào)覆蓋不好時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò),保證了語(yǔ)音通話(huà)的連續(xù)性。
5G時(shí)代也必然會(huì)拋棄復(fù)雜、低效的CS電路域,延續(xù)4G時(shí)代的全I(xiàn)P化語(yǔ)音——VoNR。
但是,5G VoNR與4G VoLTE不同,暫不支持5G核心網(wǎng)與2/3G電路域的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性,據(jù)說(shuō)主要是因?yàn)榭紤]互操作的復(fù)雜性和安全性問(wèn)題。
5G語(yǔ)音服務(wù)主要有三大設(shè)計(jì)原則和目標(biāo):
?、倩贗MS
②確保5G與4G之間的語(yǔ)音連續(xù)性,通過(guò)4G EPS和VoLTE提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性和覆蓋補(bǔ)充
?、壅Z(yǔ)音連續(xù)性中斷時(shí)延不超過(guò)300ms
根據(jù)5G非獨(dú)立部署和獨(dú)立部署兩大選項(xiàng),目前5G語(yǔ)音方案主要有三種:
①VoLTE
對(duì)于非獨(dú)立組網(wǎng),LTE與NR雙連接,控制面錨定于4G網(wǎng)絡(luò),語(yǔ)音業(yè)務(wù)承載于4G,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載于5G和4G,即直接通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音服務(wù),無(wú)需考慮4G與5G之間的語(yǔ)音連續(xù)性互操作,但前提是得開(kāi)通VoLTE。

這種方式的缺點(diǎn)是:雙連接LTE和NR導(dǎo)致終端功耗增加,且可能存在互干擾。
對(duì)于獨(dú)立組網(wǎng),有兩種語(yǔ)音解決方案:EPS Fallback和VoNR。
②EPS Fallback
這和4G早期的CSFB一樣,5G NR不提供語(yǔ)音業(yè)務(wù),當(dāng)終端在5G上起呼時(shí)觸發(fā)切換,此時(shí)5G基站向EPC發(fā)起inter-RAT切換請(qǐng)求,回落到LTE網(wǎng)絡(luò),由VoLTE提供語(yǔ)音業(yè)務(wù),稱(chēng)之為EPS Fallback。

EPS Fallback通過(guò)5G核心網(wǎng)和EPC之間的N26接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
②VoNR
就是由5G NR提供語(yǔ)音業(yè)務(wù),5G核心網(wǎng)也引入了IMS,由于已有4G VoLTE/IMS現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn),開(kāi)通VoNR也應(yīng)該不是難事,不過(guò)可能會(huì)在TTI bundling、SPS等參數(shù)上有些調(diào)整。
在VoNR下,終端駐留5G,語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都承載在5G網(wǎng)絡(luò),但需考慮與VoLTE的語(yǔ)音連續(xù)性互操作——當(dāng)手機(jī)移動(dòng)到5G信號(hào)覆蓋較差的區(qū)域時(shí),需發(fā)起基于覆蓋的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)互操作,切換到LTE,由LTE來(lái)提供服務(wù)。

VoNR是可實(shí)現(xiàn)一步到位的5G語(yǔ)音解決方案,但仍需通過(guò)N26接口實(shí)現(xiàn)5G與LTE的語(yǔ)音互操作,且互操作要求高。
另外還有一種雙待機(jī)方案,類(lèi)似于4G時(shí)代的SG-LTE/SV-LTE,在VoLTE或VoNR成熟以前,在終端側(cè)采用PS+CS或VoLTE + NR并發(fā)作為5G早期過(guò)渡方案。
從2G/3G CS語(yǔ)音到4G VoLTE,再?gòu)腣oLTE支持與2G/3G電路域的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性,到5G語(yǔ)音業(yè)務(wù)只提供5G與4G間的雙向語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性,傳統(tǒng)CS語(yǔ)音正在漸漸退出歷史舞臺(tái),同時(shí),對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),隨著5G臨近,VoLTE部署越來(lái)越緊迫。
隨著技術(shù)與應(yīng)用的不斷進(jìn)步,未來(lái)的5G語(yǔ)音業(yè)務(wù)必將發(fā)生翻天覆地的變化,基于人工智能的家庭語(yǔ)音助手、虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下的“多人語(yǔ)音通信”和“沉浸式語(yǔ)音”等都是未來(lái)的趨勢(shì),這是傳統(tǒng)CS語(yǔ)音技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,CS的落幕已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。