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VoLTE考验IMS支撑能力

2013-07-24 09:13:44   作者:   来源:电子信息产业网    评论:0  点击:


VoLTE考验IMS支撑能力
 

  当中国移动日前在亚洲移动通信展上宣布要快速推动TD-LTE网络终极语音解决方案VoLTE的部署时,更多的人才了解到,原来4G网络与3G网络、2G网络有非常大的不同,4G网络并不能天然支持最基本的电信业务——打电话,但对彩信、视频、上网等具有互联网特点的业务天然支持。4G网络的这种变化,反映出电信业务的经营重点向数据业务转移的大趋势,但对话音的支持,却是4G手机商用时必须具备的基本能力。

  三种办法解决4G通话

  相对于双待和CSFB,VoLTE是4G网络的终极语音解决方案。

  针对4G如何支持打电话,业界提出了三个解决办法,其中前两个都是过渡方案。

  第一个办法是与双网双待相似的双待机方案。具备双待能力的TD-LTE终端可以同时在TD-LTE网和2G、3G网上工作,用户既可以在TD-LTE网络上使用网络、视频等数据业务,也可以在2G和3G网络上实现通话功能。这种办法的好处是双待机的手机设计方案比较成熟,4G、3G、2G网络间不存在业务切换,对网络的改动小,用户体验与以往通话一致。但这种办法会加大对手机电量的消耗,因为一部终端不管用户是否需要,总是在同时寻找两个网络的信号。

  但业界认为,双待机方式在4G时代的生命周期会相当长。最早部署LTE网络并发展了2600万用户的北美运营商Verizon在建网初期就是大量采用了双待机的办法。双待机会在TD-LTE网络商用初期,以及VoLTE方案部署后两年左右成为主流。在6月份的GTI大会上,中国移动董事长奚国华也表示,根据现阶段测试情况,双待机方案性能和成熟性还是令人鼓舞的。对于网络改造需求比较小,产业支持能力也比较好,因此,现阶段中国移动将以双待机作为智能手机主要的语音解决方案。

  第二个办法是CSFB。用户的TD-LTE手机平时留在TD-LTE网络上,在打电话时,从LTE网络上切换回2G或者3G的网上通话,打完电话之后,终端再回到TD-LTE网络上。CSFB解决方案已经在欧洲一些LTE网络中有过应用,主要的问题是需要在网络间进行切换,导致用户呼出一个电话后,要等待8秒,有时候甚至10多秒才能听到接通的提示铃,这是用户无法忍受的。正是由于这致命的长时间“接续”,CSFB在中国的应用前景比较黯淡。也许中国移动考虑到国际漫游的需要,会少量地部署CSFB,因为在欧洲的LTE用户,大多采用CSFB方式。

  第三个办法是VoLTE,被业界认为是4G网络的终极语音解决方案。中国移动VoLTE的时间表是:在2014年,全网商业部署VoLTE,今年第三、第四季度进行较大规模的业务实验,明年上半年将进行大规模外场试验和尝试,明年第三、第四季度将把全网VoLTE向社会做商用推出。中国移动总裁李跃在发布VoLTE白皮书时对该解决方案寄予厚望,他说:“我们认为VoLTE有非常多的优点。第一个优点,它是全IP网络架构,成本会比电路域语音降低70%以上;第二个优点,可以比电路域语音提升容量2.5倍;第三个优点,接入时延更短,VoLTE的接入时延比现在的网络降低50%。VoLTE还能够有更多的业务扩展技能,由此衍生出可以无限想象的各类应用承载在VoLTE上,而最重要的一点,VoLTE可以提供高质量的语音。”

  为何VoLTE提前部署

  业界估计VoLTE的启动时间会在2015年左右。

  要想在4G网上实现从一端呼叫到另一端接收全部都是VoLTE,对于网络的要求有两个关键点。一是要有足够好的TD-LTE网络覆盖,支持终端在移动通话的情况下始终处于这一网络上;二是在核心网络上,要有能够支持VoLTE的IMS(多媒体交换子系统)。

  据估算,中国移动TD-LTE网络通过3年建设,到2015年会达到50万左右的基站。届时,网络覆盖质量会有很大提高,VoLTE的优势才能显示出来。因此,业界估计VoLTE的启动时间会在2015年左右。

  中国移动略显超前地部署VoLTE,受到了两个已经在北美、日韩市场提供VoLTE支持的设备商的欢迎。

  上海贝尔认为,因为VoLTE已经具备了成熟的可商用性,对现存2G/3G网络继续进行投资是否有意义现在已经变得越来越难衡量。较早就开始部署LTE的运营商已经明确地获得了效益,他们可以用较低的成本向更多的用户提供品质优越的数据业务。这些先行部署LTE的运营商可以首先抓住那些高端和最有价值的客户,扩充客户群并增加平均每个用户的营收。

  VoLTE能够促使运营商更快地实现由LTE来提供业务,因为推行VoLTE可以让运营商将投资集中在LTE部署上,可以促使运营商将2G/3G语音业务的频谱重新分配给LTE数据业务,可以减少语音业务所需的带宽,从而为数据业务留出更多的频谱资源。

  诺西认为,中国移动现在部署VoLTE有几个有利因素:一是已经有几个大的运营商在部署和运营VoLTE网络,方案清晰,未来可见,进程可控,这是很重要的因素;二是VoLTE的用户体验和现有的话音方案比会更好些。

  VoLTE的部署,真正对网络产生影响的部分是处于核心网位置的IMS。中国移动过去很多IMS网络的建设目标不是VoLTE,这是与Verizon有很大不同的,Verizon的IMS方案设计就是为了VoLTE。过去,中国三大运营商对IMS建设更多是集中在固网与移动网络的融合,以及企业和个人增值业务上,导致网络设计选择不同。因此中国移动会采用什么样的IMS网络结构更适合做VoLTE还需要整体评估。

  上海贝尔通讯核心业务负责人孙家鹏认为,近年来,IMS主要是作为一个软件导向的商业解决方案,使得运营商们可以灵活地选择是基于现有的IMS进行升级,还是通过新建一个IMS网络来支持端到端的VoLTE解决方案。运营商做这个决策时通常会考虑和分析下面两个要素:一是IMS网络是否具有通过升级就可支持数量远大于现有固网用户的庞大数量的移动用户的能力。二是IMS网络是否具有由“新型通信业务开发接口和对WebRTC的支持”所使用的支持创新性应用的能力,这个能力将使得运营商可以向他们的用户兜售丰富多彩的有价值的应用业务。

  由此可以粗略推断,中国移动的IMS将随着VoLTE的部署发生质的改变。

  热点话题专家谈

  1 在实现VoLTE之前的语音解决方案,双待方式能用多久?CSFB将应用在哪些场景?他们各有哪些优劣?

  诺西大中国区副总裁潘波:我们认为中国移动总裁李跃提出向VoLTE演进的计划,是很令人振奋的。因为VoLTE能够在更加宽频的网络条件下实现更高质量的语音编码。用户肯定需要更好的话音、更高质量的服务。

  CSFB不可避免地会导致接续时间比较长,最好的情况是7秒,一般处于7秒到10秒之间。这是在小范围、轻载网络中测出的结果,如果在大网里,基本可以肯定接续时间偏向于高端,达到10秒。这对普通用户来说是一个临界值,因为用户拨出号码后半天没有回音,这是不好的体验。而在韩国运营商VoLTE现网测试中,接续时间是1.7秒,差别巨大。

  发展VoLTE能够带来业务创新,推动视频通话业务或者有图有声音的广告业务发展。与微信等OTT业务相比,VoLTE有质的不同。如话音业务体验,VoLTE提供电信级服务,会照顾用户的移动性和通话可持续性。

  双待模式和CSFB模式作为过渡方案会在相当长的时间内存在。其中CSFB是夹在双待机与VoLTE之间,VoLTE做得越好,CSFB用得就越少。而且CSFB在回落和重回LTE时,都会有大量的信令。在LTE网络质量好的地方,VoLTE的信令产生会少很多。

  在LTE覆盖不好,或者没有覆盖的时候,一个VoLTE通话可以通过eSRVCC技术,把话音交换到2G或者3G中,直到网络找到比较好的LTE信号再切回。eSRVCC切换与CSFB相比,接续时间会好很多,因为这个呼叫已经建立,网络对信号覆盖不好的地方,是有预见性的,当信号不好时,网络切换已经做好准备。

  上海贝尔通讯核心业务负责人孙家鹏:因为VoLTE已经具备了成熟的可商用性,对现存2G/3G网络继续进行投资是否有意义现在已经变得越来越难衡量。较早就开始部署LTE的运营商已经明确地获得了效益,他们可以用较低的成本向更多的用户提供品质优越的数据业务。这些先行部署LTE的运营商可以率先抓住那些高端和最有价值的客户,扩充客户群并增加平均每个用户的营收。

  SVLTE和CSFB是过渡方案。通过这两个过渡方案,用户不但可以使用由现存2G/3G网络提供的语音业务,还可以使用由LTE提供的更高品质的数据业务。但是,SVLTE和CSFB方案不能像VoLTE方案那样可以在高级通信业务、营收潜力、网络性能等方面去全面地发挥LTE的优势和效能。

  具体来说,因为LTE可以实现更高品质的语音编解码、更高的语音编码速率,以及像对WebRTC的支持这样的创新,所以SVLTE和CSFB方案不能让用户使用和感受到只有VoLTE方案才能提供的高级通信业务和体验,比如视屏呼叫、更快速的语音呼叫建立、得到很大改善的语音清晰度等等。

  此外,对于CSFB方案,当回落到电路域发起或接收语音呼叫时,将无法同时使用由LTE提供的数据业务。

  爱立信东北亚区高级产品专家何刚:目前为止,双待方式主要应用于部署了LTE的CDMA运营商,所以目前的LTE双待机均是LTE+1x双模终端。出现这种场景的原因是CDMA的CSFB方案(1xCSFB/e1xCSFB)相对于WCDMA/GSM的CSFB方案,具有明显的技术缺陷,并因此已被很多CDMA运营商放弃,而不得不选择相对耗电、成本相对较高的双待方式。

  而部署了LTE的WCDMA/GSM运营商尚无采用双待方式的案例,这些运营商均部署了或正在部署CSFB方案,作为VoLTE部署之前的过渡方案。

  由于国际漫游的需要,部署了LTE的WCDMA/GSM运营商,即使为本运营商的LTE用户部署了双待方式或是VoLTE方式,也还是需要其网络在一定程度上、一定范围内支持CSFB方案。而从终端的角度,根据业界标准,面向WCDMA/GSM场景的VoLTE的终端均默认支持CSFB功能,以满足全球漫游的需求。

  双待机的生命周期主要取决于VoLTE的部署进度,以及双待机自身的性能(耗电、体积、成本等)。基于目前的业界经验,大型运营商的VoLTE部署节奏通常需要花费比较长的时间,而且其VoLTE终端应该默认支持CSFB(用于漫游)功能,因此过渡方案(不论是双待机还是CSFB)通常需要持续比较长的时间。

  大唐移动移动通信事业部总工程师蔡月民:双待方式作为当前网络建设的初期方案,对GSM(GPRS)/TD-SCDMA网络影响小,改造少,2/3G终端的主流企业已有类似产品,支持时间较早。但该方案性能主要取决于终端,存在主流厂商不支持该类形态终端的可能。同时,待机功耗及相互干扰存在一定缺陷,需优化设计方案,成本偏高。CSFB是LTE不承载语音业务阶段的过渡方案,需要对2G/TD-SCDMA网络进行改造,并且与用户业务模型相关,通话频次越高,CSFB越频繁,影响用户体验越大。CSFB主要用于LTE网络初期未建设IMS用于提供话音业务时,利用2G/ TD-SCDMA网络提供话音的场景。VoLTE是TD-LTE话音解决的最终目标方案。

  2 建设一张覆盖全网的端到端的VoLTE有多难?目前中国移动建设的IMS系统,是否足够支持端到端VoLTE?对设备提供商的要求体现在哪些方面?

  爱立信东北亚区高级产品专家何刚:我们认为建设一张覆盖全网的端到端的VoLTE网络,主要难点包括:1.全网LTE无线覆盖以及网优以充分保障VoLTE所需要的KPI;2.IMS、PS、CS核心网端到端改造并两两互通以支持VoLTE和SRVCC,并与无线网络配合以充分保障接通率、通话质量等关键KPI;3.终端的支持程度,尤其是TD-LTE终端的成熟度;4.传统业务继承及业务的共存/搬迁/融合,尤其是紧急呼叫、合法监听、容灾机制等法定业务能力的继承;5.营帐体系适配计费、网管、营帐系统适配,对运营模式、业务模式的改变以及对组织架构的影响等;6.全球漫游以及运营商之间的互联互通。

  诺西大中国区副总裁潘波:关于部署VoLTE的条件:一是要有完善的LTE网络覆盖,在此基础上,无线设备对VoLTE支持程度比较好,更多通过软件升级就可以支持;二是要建立一个功能丰富,比较强大的IMS网络。

  过去,中国几个运营商对IMS建设更多是集中在固网与移动网络的融合,以及企业、个人增值业务上。这是与Verizon有很大不同的,Verizon的IMS方案设计就是为了VoLTE做的。因此中国移动会采用什么样的IMS网络结构更适合做VoLTE还需要整体评估。

  其实,现在核心网的演进也面临重大关口,简单来说就是云技术在发展。目前,电信网还是实体网络,知道信号在网络中的处理路径。核心网的未来发展趋势会变得更像一个IT网络,核心网的网元变成云设备。诺西一个很重要的想法是,当运营商面临这么多需求,无论是部署VoLTE,还是发展云服务,都需要对核心网做大的改动,需要建立一个新的核心网络,此时是否可以考虑这两件事情结合起来同时去做。当虚拟化的核心网建立起来后,会支持相当长时间的丰富的网络业务演进。

  上海贝尔通讯核心业务负责人孙家鹏:在任何一个网络中,VoLTE方案中对端到端的网络设备(包括eUTRAN, EPC, IMS)和移动终端的集成确保了用户可以继续使用和体验有价值的移动语音业务,其优越性表现在高品质的语音、得益于全球性供应链的多种多样的手机、足够长的电池生命时间、在网络单元边缘区域内稳定的语音性能、漫游、网间互通以及紧急呼叫等上。要建设这样的一个网络,需要富有经验的项目管理和优质的专业服务以确保网络建设可以按照预算、按时问题、保质保量地完成。阿尔卡特朗讯就拥有这样的能力和经验来为运营商解决这样的问题。

  近年来,IMS主要是作为一个软件导向的商业解决方案,使得运营商们可以灵活地选择是基于现有的IMS进行升级还是通过新建一个IMS网络来支持端到端的VoLTE解决方案。运营商做这个决策时通常会考虑和分析下面两个要素:一是IMS网络是否具有通过升级就可支持数量远大于现有固网用户的庞大数量的移动用户的能力;二是IMS网络是否具有由“新型通信业务开发接口和对WebRTC的支持”所使用的支持创新性应用的能力,这个能力将使得运营商可以向他们的用户兜售丰富多彩的有价值的应用业务。

  大唐移动移动通信事业部总工程师蔡月民:提供一张端到端的VoLTE,对于无线组网方面,主要考虑VoLTE对覆盖、容量是否有额外的需求。VoLTE的应用,对于覆盖的连续性要求较高。从分析看,正常按照数据业务做的网络规划可以满足VoLTE的要求;在LTE中定义了TTI bundling功能以提升小区边缘用户VoLTE的上行覆盖。使用8天线可以有效提升上行性能,基本不需要开启TTI bundling,有效提升VoLTE的容量。

  在无线特性方面,主要是半持续调度功能的应用,现在系统设备都已经支持。LTE的支持能力可能影响IMS的市场份额,对无线网不会产生影响。

  3 与北美和韩国等国家和地区已经有两、三年的4G网络覆盖量积累的运营商相比,中国移动的VoLTE策略是不是有一些激进?

  爱立信东北亚区高级产品专家何刚:相对而言,目前行业内网络及用户规模较大的运营商,通过借力相对成熟的FDD-LTE的网络和终端,其LTE网络覆盖、网络优化、网络改造的过程已经花费了两、三年的时间,而且到目前为止初步达到了开通VoLTE的商用要求。目前开通VoLTE的运营商全部都是小型运营商,而且以CDMA运营商为主(如LGU+和MetroPCS)。

  因此,综合考虑业界的发展趋势(如多个大型WCDMA/GSM运营商的共同推动)、技术标准(尤其是省间、国际漫游机制)、芯片及终端成熟度、运营商网络改造及运营体系改造等因素,以及TD-LTE产业链的成熟度相对滞后于FDD-LTE的因素,业界通常认为VoLTE可能还需要一段时间才能进行商用。

  大唐移动移动通信事业部总工程师蔡月民:中国移动的VoLTE策略是根据自身网络的发展策略确定的一种选择。中国移动作为全球用户规模最大的运营商,有实力对产业的进展做正向的推动。VoLTE从技术本身成熟时间具备提前的条件,产业升级的进度主要看需求的迫切程度。我们认为2015年VoLTE具备规模应用是启动的基础。

  上海贝尔通讯核心业务负责人孙家鹏:在任何一个网络中,绝大多数人每天都待在相同的地点(比如待在家里、在公司工作等等),而不会很频繁地奔波数百公里去外地。因此,如果在人们通常生活和工作的地区有良好的LTE覆盖,那么他们就能使用和体验VoLTE方案所提供的更优质和丰富多彩的业务。同时,VoLTE+ESRVCC是当LTE初期覆盖不足时的理想方案。


 

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