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  • 1 # 通訊一小兵

    應邀回答本行業問題。

    4G LTE和3G最大的區別就是取消了CS域(電路域),純IP網路,取消了對傳統語音網路的支援。

    傳統的2/3G網路之所以可以承載語音,是因為它有一個CS域,這塊是對語音支援的網路。

    2/3G網路的CS域,連線傳統的PSTN(公共交換電話網路),因此可以提供語音支援。

    3G開始向4G演進過程中,中間的階段是LTE(長期演進),LTE的出現,本身就是對高速資料業務的支援,為了能更高的服務於資料業務,所在在LTE之中取消對了電路域的支援,LTE的特點就是全IP網路,只剩下了PS(分組域)。

    由於語音業務是通訊業裡非常重要的功能,所以,LTE經過了幾個階段,最終的語音解決方案是Volte,引入了ims域,使用了Voip技術來完成了對語音業務的支援。

    LTE的語音解決方案是在不斷演進之中的,最早期的語音解決方案是手機終端同時待機2G(3G)/4G,其中語音部分由傳統的2/3G來完成,而上網業務使用4G,這裡大家比較熟悉的就是CDMA網路就是使用的這種語音解決方案。大家應該還有印象,在當初電信沒有開通Volte的時候,手機上可以同時看到兩個小圖示,分別是2G和4G,當來電話的時候,就只顯示2G了,不過這個時候手機就無法上網了。

    後續演進的技術是CSFB(電路域回落),在這個階段,LTE網路承載資料業務,手機只待機在4G,當來電話的時候,手機會回落到2/3G去承載語音業務,這種方式在某些聯通和移動的終端上可以看到。這個階段,運營商可以不部署ims,不過需要對MSC進行升級改造。

    CSFB的網路結構:

    當語音業務結束之後,手機終端會快速的回到4G,這時候你又可以在手機上看到4G的圖示。

    當LTE網路進一步覆蓋,引入了ims域之後,在某些4G訊號覆蓋不佳的區域,手機會使用SVRCC(eSVRCC)來切換到2/3G網路,這種情況可以在通話不中斷的情況下從4G切換到3G。

    SRVCC的網路結構:

    4G的語音的終極解決方案是Volte,在這個階段,LTE已經完成或接近全覆蓋,可以始終在LTE網路來完成語音業務,而不需要再回落或者下切到2/3G網路。

    Volte即Voice over LTE,它是一種IP資料傳輸技術,無需2/3G網路,可以將語音業務完全承載於4G網路。

    Volte可以將語音承載於LTE網路,並不是由於LTE網路本身可以承載語音,是因為引入了ims域,實際上語音業務是在LTE之上的ims域來完成的。

    Volte的網路結構:

    Volte的網路分為終端、接入網、承載網、核心網和業務平臺,其中比較複雜的是核心網,需要引入不少新的裝置才能完成這部分建設工作。這也是為什麼開始的時候聯通不願意上Volte的一個原因。當然了,聯通開始不願意上Volte的另外的一個原因就是WCDMA本身也支援高畫質語音,並且同時支援語音和資料,相比之下,聯通的WCDMA是最成熟的3G網路制式。

    總而言之,4G LTE做為純IP網路,由於取消了電路域,本身並不能支援語音業務。而LTE最終的語音解決方案是在引入了ims域之後的IP電話技術,主要體現在空口的IP化,由LTE網路提供承載,透過ims提供會話控制。

  • 2 # 行動通訊雜談

    4G的LTE網路只提供分組域核心網,而沒有提供電路域核心網,是造成LTE網路不能承載普通語音通話的主要原因。

    作為普通使用者,雖然用著4G手機,可能只關注於手機是否能上網或者能打電話這些基本功能,並不關注我們手機如何工作的,手機上網和打電話都是用的哪些網路模式。實際上,在我們4G手機不支援volte服務或者關閉了volte開關之後,我們打電話就會看到手機上方狀態顯示4G網路會切換到2G或者3G網路,這種現象正常嗎?到底為什麼呢?

    國際上有一個專門負責通訊標準討論和釋出的組織叫做3GPP(第三代合作伙伴計劃),它成立與1998年。從它成立的時間就可以看出我們用的2G網路先於它而存在,所以並不是這個組織釋出的,3GPP組織的成立就是為了3G網路而設立的一個全球性組織,成員就包含全球各大洲通訊相關公司和個人。

    當初在為4G做準備的時候,3GPP組織就考慮下一代必須網路扁平化、IP分組化,從而實現行動通訊網路的的大容量、高寬頻、高效率交換的網路需求。所以,4G網路就採用了全IP化的網路,放棄對原有電路域核心網演進,轉而集中力量對分組域核心網進行演進,造成的結果就是4G網路服務承載傳統語音業務(CS域語音)。

    4G的網路演進

    如上圖所示,這是一個典型3G網路的網路架構圖,整個網路可以分成三個層面,包含使用者裝置、無線接入網和核心網。

    (一)使用者裝置(UE),廣義而言使用者裝置範圍很廣,比如我們熟悉的手機,僅僅是使用者裝置的一個子集,事實上,它應該包含所有可以接入網路的終端裝置。

    (二)無線接入網,這塊其實可以理解成那些基站(室內基站主裝置和室外天饋系統)組成,平時我們看到很多三大運營商的基站,只是一些基站的天線裝置。

    (三)核心網,行動通訊網路架構中最重要的部分,是行動通訊的大腦,它主要由個運營商的核心機房組成。在上圖中,筆者已經清楚標出了此張核心網路架構圖中包含了電路域(CS)和分組交換域(PS)。

    電路域主要功能就是解決所有跟語音相關的業務,比如相應使用者的電話呼叫,判斷是否讓使用者手機響鈴以及最終把語音接通並承載語音資料,另外不得不提的就是當年紅極一時的簡訊業務也是從電路域發家的。而分組域起源於GPRS業務,很明顯它的存在就是為了上網的,另外我們熟知的彩信中的部分內容也是透過分組域完成。

    3G時代對於核心網的電路域和分組域不同的演進,讓打電話和上網輕鬆完成併發工作,但是到了4G時代,為了滿足高速率扁平化網路和全IP化的需求,4G核心網的演進就只有演進分組域部分,這個核心網叫做EPC(演進的分組核心網),如上圖所示。

    4G語音解決方案

    手機作為移動終端重要組成部分,上網是基本需求的話,那打電話的能力就是剛需,沒有承載語音能力的網路是不會被人們所接受的。於是,解決4G手機打電話的需求,成為當務之急需要解決的問題。

    方案一、CSFB

    很多人都是CSFB是一種臨時解決方案,但是時至今日,這種方案仍舊在全球範圍橫行,這是為什麼呢?

    其實,CSFB全稱叫做CS域回落,就是使用者不管是撥出還是呼入,都會由核心網下發網路切換的命令,讓手機暫時回落到2/3G網路,電話結束之後,手機重新再找到4G網路,意思就是手機大部分時間在4G,打電話的時候就不在。

    對於這樣的解決方案為什麼有這樣的旺盛生命力,可能主要是因為不需要額外的網路建設成本,對於很多中小運營商來說是分成划算。

    方案二、Volte

    volte是4G手機終極語音解決方案,基於現有的4G網路,需要新加入IMS核心網部分,相當於給4G增加了一種新業務。現在的語音包,可以完全適應4G網路的全IP話,因為在手機端就把語音給封裝成了VOIP資料包,然後透過原有4G網路,傳輸到遠端。

    有人肯定會說,4G網路不好怎麼辦呢?沒關係,這裡還有SRVCC功能,支援各種場景下,volte往2/3G切換,甚至可以支援軟切換,即語音不中斷,減少使用者感知,提高使用者體驗。

    volte這種方案好是好,但是需要對網路做二次投入,不斷要投入大量資金部署IMS核心網部分,還需要投入大量人力做網路最佳化,這也是為什麼全球很多地方還不能支援Volte服務的原因。

    綜上所述,隨著資料業務的爆發以及網路的全IP化,4G網路並沒有真正意義上的電路域,所以4G不能承載普通語音,但是隨著Volte的普及,4G網路又找到了自己的第二春。

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