下一代4G核心網(wǎng)演進(jìn)加速 以VoLTE為引擎

移動(dòng)話音演進(jìn)

LTE作為下一代無線通訊技術(shù)，有能力提供高達(dá)300Mbps的下載速率和75Mbps的上傳速率，可實(shí)現(xiàn)低于5ms的延遲，是承載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的理想基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。但LTE標(biāo)準(zhǔn)不再支持用于支撐GSM、UMTS和CDMA網(wǎng)絡(luò)下語音傳輸?shù)碾娐方粨Q技術(shù)（簡稱CS網(wǎng)絡(luò)），只支持基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)下的分組交換，運(yùn)營商一般采用下面三種解決方案來提供LTE網(wǎng)絡(luò)中的話音業(yè)務(wù)：VoLTE（VoiceOverLTE）：該方案基于IMS網(wǎng)絡(luò)，語音將以數(shù)據(jù)流形式在LTE網(wǎng)絡(luò)中傳輸，無需使用傳統(tǒng)CS網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)CS網(wǎng)絡(luò)將隨著VoLTE部署的擴(kuò)大逐步被替換；CSFB（CircuitSwitchedFallback）：LTE網(wǎng)絡(luò)只用于數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)有語音業(yè)務(wù)時(shí)，終端將回落到原有CS網(wǎng)絡(luò)；SVLTE（SimultaneousVoiceandLTE）：終端同時(shí)接入LTE網(wǎng)絡(luò)和CS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通訊業(yè)務(wù)，在運(yùn)營成本、無線頻譜效率、業(yè)務(wù)質(zhì)量上具備顯著優(yōu)勢(shì)，已成為全球運(yùn)營商的主流選擇：

從成本來看，VoLTE基于IMS網(wǎng)絡(luò)，IMS網(wǎng)絡(luò)為所有標(biāo)準(zhǔn)組織公認(rèn)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以整合現(xiàn)有多個(gè)固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)將得到大幅度的簡化，運(yùn)營成本會(huì)有大幅度的降低。

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

從業(yè)務(wù)質(zhì)量看，呼叫接續(xù)時(shí)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(wù)從3G的QCIF（176*144）提升到VGA（640*480）甚至更高級(jí)別。

VoLTE對(duì)于運(yùn)營商后續(xù)商業(yè)模式也有至關(guān)重要的作用。目前絕大部分運(yùn)營商采用話音+數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資費(fèi)包的模式，話音業(yè)務(wù)逐步走向“無限量使用”，資費(fèi)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(wù)的范圍，對(duì)終端用戶而言實(shí)際是“無限量使用”，終端用戶如果使用OTT來滿足話音業(yè)務(wù)訴求，占用了可用于其他移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)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(wù)資費(fèi)包具備持續(xù)的粘性，運(yùn)營商至關(guān)重要的碼號(hào)資源優(yōu)勢(shì)得以持續(xù)保持。

VoLTE商用部署進(jìn)展

VoLTE解決方案相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)成熟。3GPPR8（2008年12月發(fā)布）定義了LTE/EPC，并針對(duì)VoLTE的場景定義了SRVCC、SPS（Semi-PersistentScheduling）和TTIBundling等優(yōu)化機(jī)制，對(duì)于移動(dòng)話音的演進(jìn)定義了ICS架構(gòu)。3GPPR9、R10和R11定義了VoLTE的進(jìn)一步增強(qiáng)。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(wù)發(fā)展需要逐步升級(jí)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(chǔ)上明確了VoLTE解決方案需要支持的能力和功能集。GSMAVoLTE相關(guān)的規(guī)范，包括終端的測試認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)可以指導(dǎo)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(jī)。美日韓部分運(yùn)營商（以CDMA運(yùn)營商為主，包括少量GSM/UMTS運(yùn)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(shí)地調(diào)研，終端用戶的VoLTE業(yè)務(wù)質(zhì)量感受相對(duì)CS網(wǎng)絡(luò)有顯著提升。

業(yè)界普遍預(yù)計(jì)2014年將成為VoLTE大發(fā)展的元年，進(jìn)入發(fā)展的快車道。主要的驅(qū)動(dòng)力為：LTE部署的加速、CSFB作為過渡方案表現(xiàn)差強(qiáng)人意、芯片/終端/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備經(jīng)過2013年小規(guī)模試商用已經(jīng)成熟、業(yè)界領(lǐng)先大T對(duì)VoLTE的堅(jiān)定態(tài)度（全球移動(dòng)用戶數(shù)最多的C運(yùn)營商規(guī)劃2014年底規(guī)模商用，北美最大的A運(yùn)營商規(guī)劃2014年上半年規(guī)模商用）。

以VoLTE為開端，運(yùn)營商將構(gòu)建起下一代的4G核心網(wǎng)絡(luò)

歷史總是驚人的相似，我們?cè)?014年遇到2003年類似的問題，2003年移動(dòng)軟交換基本滿足商用，但業(yè)界對(duì)于將運(yùn)營級(jí)移動(dòng)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(rèn)為更“可靠”的技術(shù)），以中國最大的運(yùn)營商為代表的運(yùn)營商勇敢邁出第一步，率先在匯接層進(jìn)行了軟交換的改造，用事實(shí)證明了移動(dòng)話音IP化解決方案的先進(jìn)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)的大發(fā)展，目前業(yè)界絕大多數(shù)移動(dòng)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)均完成了軟交換IP化改造，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和效率、運(yùn)營成本和業(yè)務(wù)質(zhì)量得到極大的優(yōu)化。

2014年，工業(yè)界需要完成運(yùn)營級(jí)話音業(yè)務(wù)在端到端IP承載的VoLTE網(wǎng)絡(luò)上的規(guī)模部署，一旦高QoS需求并且業(yè)務(wù)體驗(yàn)敏感的運(yùn)營級(jí)話音被證明可基于VoLTE網(wǎng)絡(luò)承載，那么運(yùn)營商目前所有的業(yè)務(wù)都可以完全遷移到這個(gè)最終的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)上，并且基于這個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)提供各種創(chuàng)新的運(yùn)營級(jí)富媒體業(yè)務(wù)（比如標(biāo)清/高清視頻、RCS業(yè)務(wù)等）。

更為重要的是，以VoLTE為開端，運(yùn)營商將構(gòu)建起下一代的4G核心網(wǎng)絡(luò)，4G核心網(wǎng)絡(luò)具備如下4個(gè)明顯的特性：

業(yè)務(wù)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(hào)演進(jìn)為基于IP的SIP/Diameter，所有業(yè)務(wù)均端到端基于IP承載；

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

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

能力開放化：通過將網(wǎng)絡(luò)能力開放給第三方，加速新業(yè)務(wù)部署，并進(jìn)一步擴(kuò)大用戶基數(shù)（擴(kuò)展到M2M等領(lǐng)域）。

華為VoLTE解決方案具備如下的核心競爭力，將幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)快速、平滑的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)：

業(yè)界領(lǐng)先基于下一代平臺(tái)的CloudIMS解決方案（包括云平臺(tái)集成服務(wù)），滿足NFV（NetworkFunctionsVirtualization）需求。該解決方案架構(gòu)靈活，支持華為自產(chǎn)或第三方主流廠家提供的COTS服務(wù)器、IaaS。支持華為獨(dú)創(chuàng)的亞健康檢測和快速切換機(jī)制，可以滿足在低可靠性的第三方IaaS平臺(tái)（99.9%的可靠性）上構(gòu)筑高可靠的電信級(jí)應(yīng)用（99.999%的可靠性）。華為與歐洲兩個(gè)最大的運(yùn)營商V和D均已完成了CloudIMS的測試，在2014年會(huì)在運(yùn)營商V啟動(dòng)CloudIMS商用部署（基于第三方提供的COTS服務(wù)器和IaaS）；

邏輯網(wǎng)元功能高度融合，組網(wǎng)簡單，幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)象維護(hù)CS一樣維護(hù)VoLTE網(wǎng)絡(luò)，具體表現(xiàn)在融合MSCServer/MGW（可同時(shí)支持CSFB、SRVCC-IWF、MGCF/IM-MGW、mAGCF/MGW功能）；融合SingleSDB（可同時(shí)支持HLR、IMS/SAEHSS、ENUM、LRF功能）；融合TAS（可同時(shí)支持MMTel、IM-SSF、SCC-AS、AnchorAS、IP-SM-GW、Centrex功能）；融合SBC（可同時(shí)支持A/ISBC、ATCF/ATGW、P/E-CSCF、EATF）；融合信令產(chǎn)品（可同時(shí)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(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃、開發(fā)和測試，可端到端提供預(yù)集成的解決方案，幫助運(yùn)營商給終端用戶提供最佳的音視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)，并通過跨網(wǎng)絡(luò)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(yùn)營VoLTE網(wǎng)絡(luò)的成本，大大縮短推出VoLTE創(chuàng)新業(yè)務(wù)的時(shí)間。

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