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清退2G:CS時(shí)代的落幕

2018-04-16 09:41 網(wǎng)優(yōu)雇傭軍

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語音退役并遷移至4G VoLTE,運(yùn)營商可釋放達(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語音退役并遷移至4G VoLTE,運(yùn)營商可釋放達(dá)90%的頻譜資源。

  為此,全球多家運(yùn)營商已陸續(xù)關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò)。

微信圖片_20180416094206.jpg

  然而,展望5G,從CS語音到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)。

  最早的電話網(wǎng)絡(luò)叫電路交換(circuit switching,CS)方式,任意兩部電話之間要連接必須提前建立,并在整個(gè)交換過程中都保持連接。

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  從固定電話到2G/3G移動(dòng)電話,本質(zhì)上電路交換方式貫穿了語音通信時(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。

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  盡管4G LTE全I(xiàn)P化,徹底拋棄了CS電路域,語音服務(wù)也全I(xiàn)P化——采用VoLTE語音方案,但它仍然支持與2/3G電路域的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性。

  4G時(shí)代主要通過CSFB和SRVCC技術(shù)來保證IP語音與傳統(tǒng)CS話音的連續(xù)性。

  CSFB(CS FallBack)是4G網(wǎng)絡(luò)早期未部署VoLTE語音技術(shù)時(shí)采用的一種過渡方案,手機(jī)在4G網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),當(dāng)語音呼叫時(shí)回落到2/3G電路域進(jìn)行語音通話,結(jié)束后再返回4G LTE。

  SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)是一種VoLTE語音業(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語音與傳統(tǒng)CS域語音之間的平滑切換。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),保證了語音通話的連續(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電路域的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性,據(jù)說主要是因?yàn)榭紤]互操作的復(fù)雜性和安全性問題。

  5G語音服務(wù)主要有三大設(shè)計(jì)原則和目標(biāo):

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 ?、诖_保5G與4G之間的語音連續(xù)性,通過4G EPS和VoLTE提供語音業(yè)務(wù)連續(xù)性和覆蓋補(bǔ)充

  ③語音連續(xù)性中斷時(shí)延不超過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4G網(wǎng)絡(luò)提供語音服務(wù),無需考慮4G與5G之間的語音連續(xù)性互操作,但前提是得開通VoLTE。

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  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提供語音業(yè)務(wù),稱之為EPS Fallback。

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  EPS Fallback通過5G核心網(wǎng)和EPC之間的N26接口來實(shí)現(xiàn)。

  ②VoNR

  就是由5G NR提供語音業(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),開通VoNR也應(yīng)該不是難事,不過可能會(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實(shí)現(xiàn)互操作,切換到LTE,由LTE來提供服務(wù)。

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  VoNR是可實(shí)現(xiàn)一步到位的5G語音解決方案,但仍需通過N26接口實(shí)現(xiàn)5G與LTE的語音互操作,且互操作要求高。

  另外還有一種雙待機(jī)方案,類似于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早期過渡方案。

  從2G/3G CS語音到4G VoLTE,再從VoLTE支持與2G/3G電路域的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性,到5G語音業(yè)務(wù)只提供5G與4G間的雙向語音業(yè)務(wù)連續(xù)性,傳統(tǒng)CS語音正在漸漸退出歷史舞臺(tái),同時(shí),對(duì)于運(yùn)營商來說,隨著5G臨近,VoLTE部署越來越緊迫。

  隨著技術(shù)與應(yīng)用的不斷進(jìn)步,未來的5G語音業(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音助手、虛擬現(xiàn)實(shí)場景下的“多人語音通信”和“沉浸式語音”等都是未來的趨勢(shì),這是傳統(tǒng)CS語音技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的,CS的落幕已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。