下一代4G核心網(wǎng)演進加速 以VoLTE為引擎

移動話音演進

LTE作為下一代無線通訊技術，有能力提供高達300Mbps的下載速率和75Mbps的上傳速率，可實現(xiàn)低于5ms的延遲，是承載移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的理想基礎網(wǎng)絡。但LTE標準不再支持用于支撐GSM、UMTS和CDMA網(wǎng)絡下語音傳輸?shù)碾娐方粨Q技術（簡稱CS網(wǎng)絡），只支持基于全IP網(wǎng)絡下的分組交換，運營商一般采用下面三種解決方案來提供LTE網(wǎng)絡中的話音業(yè)務：VoLTE（VoiceOverLTE）：該方案基于IMS網(wǎng)絡，語音將以數(shù)據(jù)流形式在LTE網(wǎng)絡中傳輸，無需使用傳統(tǒng)CS網(wǎng)絡，傳統(tǒng)CS網(wǎng)絡將隨著VoLTE部署的擴大逐步被替換；CSFB（CircuitSwitchedFallback）：LTE網(wǎng)絡只用于數(shù)據(jù)傳輸，當有語音業(yè)務時，終端將回落到原有CS網(wǎng)絡；SVLTE（SimultaneousVoiceandLTE）：終端同時接入LTE網(wǎng)絡和CS網(wǎng)絡，對運營商網(wǎng)絡基本無需求。

CSFB和SVLTE依賴CS域提供語音，均有較大局限性，可作為LTE部署初期的過渡選擇。VoLTE作為下一代移動網(wǎng)絡基礎通訊業(yè)務，在運營成本、無線頻譜效率、業(yè)務質(zhì)量上具備顯著優(yōu)勢，已成為全球運營商的主流選擇：

從成本來看，VoLTE基于IMS網(wǎng)絡，IMS網(wǎng)絡為所有標準組織公認的目標網(wǎng)絡架構，可以整合現(xiàn)有多個固定移動網(wǎng)絡，網(wǎng)絡的架構將得到大幅度的簡化，運營成本會有大幅度的降低。

從無線頻譜效率來看，對于語音業(yè)務，LTE的頻譜利用效率為GSM的4倍以上，運營商可以騰出寶貴的無線頻譜資源來發(fā)展移動寬帶業(yè)務。

從業(yè)務質(zhì)量看，呼叫接續(xù)時延降低10倍（3G為5秒，VoLTE為0.5秒），語音編解碼從窄帶語音提升為寬帶語音編解碼（從8K采樣300~3400Hz提升到16K采樣50~7000Hz，MOS值從3.0提升到4.0以上），視頻業(yè)務從3G的QCIF（176*144）提升到VGA（640*480）甚至更高級別。

VoLTE對于運營商后續(xù)商業(yè)模式也有至關重要的作用。目前絕大部分運營商采用話音+數(shù)據(jù)業(yè)務資費包的模式，話音業(yè)務逐步走向“無限量使用”，資費包的差異性主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)流量的大小上。VoLTE屬于話音業(yè)務的范圍，對終端用戶而言實際是“無限量使用”，終端用戶如果使用OTT來滿足話音業(yè)務訴求，占用了可用于其他移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的數(shù)據(jù)流量，是得不償失的。VoLTE將使話音+數(shù)據(jù)業(yè)務資費包具備持續(xù)的粘性，運營商至關重要的碼號資源優(yōu)勢得以持續(xù)保持。

VoLTE商用部署進展

VoLTE解決方案相關的標準目前已經(jīng)成熟。3GPPR8（2008年12月發(fā)布）定義了LTE/EPC，并針對VoLTE的場景定義了SRVCC、SPS（Semi-PersistentScheduling）和TTIBundling等優(yōu)化機制，對于移動話音的演進定義了ICS架構。3GPPR9、R10和R11定義了VoLTE的進一步增強。VoLTE解決方案建議基于3GPPR10版本來提供，后續(xù)可根據(jù)業(yè)務發(fā)展需要逐步升級到更高版本。GSMA為了加速VoLTE的商用部署，開發(fā)了IR.92等系列規(guī)范。在3GPP規(guī)范的基礎上明確了VoLTE解決方案需要支持的能力和功能集。GSMAVoLTE相關的規(guī)范，包括終端的測試認證標準已經(jīng)可以指導面向規(guī)模商用的開發(fā)和部署。

VoLTE解決方案主要涉及核心網(wǎng)和終端，目前主流的核心網(wǎng)廠商已經(jīng)基本具備VoLTE商用能力，VoLTE的芯片也已經(jīng)成熟（高通的VoLTE芯片已經(jīng)發(fā)展到以8974為代表的第二代），主流的終端廠商也推出了系列的VoLTE手機。美日韓部分運營商（以CDMA運營商為主，包括少量GSM/UMTS運營商）已經(jīng)小規(guī)模商用了VoLTE解決方案，根據(jù)華為專家在韓國的實地調(diào)研，終端用戶的VoLTE業(yè)務質(zhì)量感受相對CS網(wǎng)絡有顯著提升。

業(yè)界普遍預計2014年將成為VoLTE大發(fā)展的元年，進入發(fā)展的快車道。主要的驅(qū)動力為：LTE部署的加速、CSFB作為過渡方案表現(xiàn)差強人意、芯片/終端/網(wǎng)絡設備經(jīng)過2013年小規(guī)模試商用已經(jīng)成熟、業(yè)界領先大T對VoLTE的堅定態(tài)度（全球移動用戶數(shù)最多的C運營商規(guī)劃2014年底規(guī)模商用，北美最大的A運營商規(guī)劃2014年上半年規(guī)模商用）。

以VoLTE為開端，運營商將構建起下一代的4G核心網(wǎng)絡

歷史總是驚人的相似，我們在2014年遇到2003年類似的問題，2003年移動軟交換基本滿足商用，但業(yè)界對于將運營級移動話音遷移到“不可靠”的IP承載上仍然是信心不足（仍傾向選擇ATM/TDM這種傳統(tǒng)上被認為更“可靠”的技術），以中國最大的運營商為代表的運營商勇敢邁出第一步，率先在匯接層進行了軟交換的改造，用事實證明了移動話音IP化解決方案的先進性、成熟性和可靠性，在匯接層之后，逐步展開了端局的IP化改造，支撐了10年以上移動網(wǎng)絡的大發(fā)展，目前業(yè)界絕大多數(shù)移動運營商的網(wǎng)絡均完成了軟交換IP化改造，網(wǎng)絡規(guī)模和效率、運營成本和業(yè)務質(zhì)量得到極大的優(yōu)化。

2014年，工業(yè)界需要完成運營級話音業(yè)務在端到端IP承載的VoLTE網(wǎng)絡上的規(guī)模部署，一旦高QoS需求并且業(yè)務體驗敏感的運營級話音被證明可基于VoLTE網(wǎng)絡承載，那么運營商目前所有的業(yè)務都可以完全遷移到這個最終的目標網(wǎng)絡上，并且基于這個目標網(wǎng)絡提供各種創(chuàng)新的運營級富媒體業(yè)務（比如標清/高清視頻、RCS業(yè)務等）。

更為重要的是，以VoLTE為開端，運營商將構建起下一代的4G核心網(wǎng)絡，4G核心網(wǎng)絡具備如下4個明顯的特性：

業(yè)務全分組化：電路域被LTE/EPC逐步替代并最終消失，信令從窄帶7號演進為基于IP的SIP/Diameter，所有業(yè)務均端到端基于IP承載；

網(wǎng)絡全融合化：網(wǎng)絡控制面的融合和集中化，固定、移動話音網(wǎng)絡演進到IMS；用戶數(shù)據(jù)庫融合；分組網(wǎng)絡基于EPC架構的融合（包括融合各種信任和非信任無線網(wǎng)絡，如WiMAX、WiFi等）；

管道全智能化：管道智能化是建立可管可控可運營網(wǎng)絡的基礎，管道智能化需要提供統(tǒng)一安全認證、端到端基于SLA的QoS保證、不同運營商雙邊和多邊基于有效商業(yè)模式和計費的互聯(lián)互通；

能力開放化：通過將網(wǎng)絡能力開放給第三方，加速新業(yè)務部署，并進一步擴大用戶基數(shù)（擴展到M2M等領域）。

華為VoLTE解決方案具備如下的核心競爭力，將幫助運營商實現(xiàn)快速、平滑的網(wǎng)絡演進：

業(yè)界領先基于下一代平臺的CloudIMS解決方案（包括云平臺集成服務），滿足NFV（NetworkFunctionsVirtualization）需求。該解決方案架構靈活，支持華為自產(chǎn)或第三方主流廠家提供的COTS服務器、IaaS。支持華為獨創(chuàng)的亞健康檢測和快速切換機制，可以滿足在低可靠性的第三方IaaS平臺（99.9%的可靠性）上構筑高可靠的電信級應用（99.999%的可靠性）。華為與歐洲兩個最大的運營商V和D均已完成了CloudIMS的測試，在2014年會在運營商V啟動CloudIMS商用部署（基于第三方提供的COTS服務器和IaaS）；

邏輯網(wǎng)元功能高度融合，組網(wǎng)簡單，幫助運營商實現(xiàn)象維護CS一樣維護VoLTE網(wǎng)絡，具體表現(xiàn)在融合MSCServer/MGW（可同時支持CSFB、SRVCC-IWF、MGCF/IM-MGW、mAGCF/MGW功能）；融合SingleSDB（可同時支持HLR、IMS/SAEHSS、ENUM、LRF功能）；融合TAS（可同時支持MMTel、IM-SSF、SCC-AS、AnchorAS、IP-SM-GW、Centrex功能）；融合SBC（可同時支持A/ISBC、ATCF/ATGW、P/E-CSCF、EATF）；融合信令產(chǎn)品（可同時支持IPSTP/DRA功能）；

華為的VoLTE解決方案在公司各產(chǎn)品線（核心網(wǎng)、EPC、無線、終端和海思芯片）進行統(tǒng)一的規(guī)劃、開發(fā)和測試，可端到端提供預集成的解決方案，幫助運營商給終端用戶提供最佳的音視頻業(yè)務體驗，并通過跨網(wǎng)絡的聯(lián)合消息跟蹤/問題定位、CSOffload、語音質(zhì)量監(jiān)控等解決方案極大簡化運營VoLTE網(wǎng)絡的成本，大大縮短推出VoLTE創(chuàng)新業(yè)務的時間。

華為核心網(wǎng)可以提供完整的業(yè)務開放解決方案（CaaS，CommunicationasaService），該解決方案已經(jīng)在福建電信等項目得到規(guī)模商用。VoLTE可支持多種高帶寬富媒體業(yè)務，將成為后續(xù)業(yè)務開放的重要場景，給運營商帶來新的商機。