愛立信資深方案架構(gòu)師|楊昊勇
在筆者寫下這篇關(guān)于LTE時(shí)代語(yǔ)音解決方案的文字時(shí)，2012年的春天早就悄然而至，中國(guó)南方城市的鄉(xiāng)間和街道已然是一片花的海洋。同樣，全球運(yùn)營(yíng)商通過2011年對(duì)于LTE的大量投入和快速建設(shè)，夯實(shí)了各自市場(chǎng)的LTE基礎(chǔ)，在2012年將迎來百花競(jìng)放的LTE時(shí)代。援引GSMA統(tǒng)計(jì)的一組數(shù)字也許能讓大家了解LTE生態(tài)系統(tǒng)目前在全球的發(fā)展態(tài)勢(shì)，以下數(shù)據(jù)截至2012年3月。
●81個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商將投入242張LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)；
●其中已經(jīng)商用的LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了57個(gè)（FDD模式52個(gè)，TDD模式4個(gè)，TDD及FDD模式1個(gè)）；
●預(yù)計(jì)到2012年底，實(shí)現(xiàn)商用的LTE網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到128個(gè)；
●LTE用戶數(shù)達(dá)到670萬戶；
●來自63個(gè)終端制造商推出的支持LTE的終端類型達(dá)到347款；
●這些終端包括了智能手機(jī)、平板電腦、上網(wǎng)卡及個(gè)人熱點(diǎn)等，比上年同期增長(zhǎng)72%。
這一切無疑都在宣布LTE時(shí)代的到來，對(duì)于LTE這一通信界從3G時(shí)代邁向4G時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)，從運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備供應(yīng)商、應(yīng)用提供商到消費(fèi)者都給予其極高的關(guān)注度。由于LTE和它的前任3G技術(shù)一樣是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含了終端、無線接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)及相關(guān)的業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)。在有限的篇幅內(nèi)，本文把關(guān)注點(diǎn)放在大家非常熟悉而且十分依賴的移動(dòng)語(yǔ)音及消息業(yè)務(wù)上，分析這些業(yè)務(wù)在LTE時(shí)代如何得以繼承并向前發(fā)展，為我們提供更加高質(zhì)、可靠和豐富的通信體驗(yàn)。
本文主要通過以下三個(gè)部分來深入淺出地描述語(yǔ)音方案在LTE時(shí)代的重要性及向前演進(jìn)的動(dòng)力和步驟：
●LTE核心網(wǎng)的特點(diǎn)決定了語(yǔ)音解決方案不可或缺；
●LTE時(shí)代主要的語(yǔ)音解決方案及其比較；
●目前主要LTE運(yùn)營(yíng)商所選擇的語(yǔ)音解決方案及原因。
丟失的拼圖？尋找LTE時(shí)代的語(yǔ)音解決方案
無線網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期演進(jìn)部分LTE和與其配合的演進(jìn)的分組域核心網(wǎng)EPC在設(shè)計(jì)之初就是針對(duì)分組域業(yè)務(wù)展開的，以滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)高無線頻譜利用率的追求和消費(fèi)者對(duì)高速移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的渴望。但是不得不看到的是，LTE及EPC網(wǎng)絡(luò)對(duì)于傳統(tǒng)的語(yǔ)音及消息業(yè)務(wù)的支持卻不再像2G和3G時(shí)代那樣通過電路域網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。這是否意味著在4G時(shí)代我們只能上網(wǎng)而不能打電話了？別開玩笑了。事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)專家們?cè)谧非髽O簡(jiǎn)高效移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)并沒有忘記人們對(duì)于語(yǔ)音、視頻及消息類業(yè)務(wù)的剛性需求。這些業(yè)務(wù)被消費(fèi)者認(rèn)為是“必須”的，給運(yùn)營(yíng)商帶來的收入雖然在逐年趨緩或減少，但根據(jù)預(yù)測(cè)到2015年，這部分收入仍然占運(yùn)營(yíng)商整體收入的65%。
基于這些原因，LTE時(shí)代的語(yǔ)音業(yè)務(wù)方案不但沒有丟失，反而還根據(jù)目前不同運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)策略、網(wǎng)絡(luò)情況設(shè)定出了不同的語(yǔ)音解決方案和演進(jìn)場(chǎng)景。對(duì)于小的運(yùn)營(yíng)商或者是虛擬運(yùn)營(yíng)商（VMNO）來說，他們認(rèn)為L(zhǎng)TE技術(shù)帶來的是極大的市場(chǎng)機(jī)遇，他們由于沒有原來2G/3G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，可以專注于無線寬帶業(yè)務(wù)的提供，通過構(gòu)建有智能管道之稱的PCC架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型業(yè)務(wù)的控制與計(jì)費(fèi)。而對(duì)于在地區(qū)或全球擁有網(wǎng)絡(luò)和用戶資產(chǎn)的大型運(yùn)營(yíng)商來說，問題就沒那么簡(jiǎn)單。他們既要考慮如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)，提供包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)在內(nèi)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時(shí)還要兼顧如何保護(hù)好已有投資使其繼續(xù)發(fā)揮余熱。這些運(yùn)營(yíng)商的意見代表了運(yùn)營(yíng)商的主流觀點(diǎn)，即發(fā)展無線寬帶服務(wù)的同時(shí)，需要繼承并發(fā)展現(xiàn)有的支持全球漫游及互聯(lián)互通的語(yǔ)音和消息業(yè)務(wù)。以上兩種不同運(yùn)營(yíng)商的LTE策略如圖2所示。
LTE時(shí)代主要的語(yǔ)音及消息類解決方案
讓我們來看看主流運(yùn)營(yíng)商在LTE時(shí)代有哪些語(yǔ)音解決方案可以挑選，以及它們的優(yōu)劣比較（見表1）。
在LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，由于LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋不連續(xù)，語(yǔ)音的控制和承載可以利用覆蓋連續(xù)和成熟穩(wěn)定的2G/3G網(wǎng)絡(luò)，CSFB和DR都是這個(gè)思路。
CSFB即電路域回落，顧名思義是指在LTE和2G/3G無線網(wǎng)絡(luò)重合的區(qū)域，手機(jī)會(huì)優(yōu)先駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)，只有需要進(jìn)行語(yǔ)音通話業(yè)務(wù)時(shí)才會(huì)回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，在通話結(jié)束后再次返回LTE網(wǎng)絡(luò)。CSFB這一方案從2011年10月開始正式商用，多個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商代表在2012年的巴塞羅那移動(dòng)通信展上都對(duì)此給予了積極評(píng)價(jià)。
Dual-Radio即雙待（雙收發(fā)機(jī)）終端，主要滿足LTE/CDMA運(yùn)營(yíng)商在早期快速發(fā)布LTE智能手機(jī)占領(lǐng)市場(chǎng)的需求。DR終端有兩個(gè)同時(shí)工作的收發(fā)機(jī)，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先使用LTE網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于語(yǔ)音和消息業(yè)務(wù)使用CDMA網(wǎng)絡(luò)。DR終端最早于2010年在北美市場(chǎng)推出，填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)LTE終端無智能手機(jī)的空白，但其電池續(xù)航及終端成本等問題也使其成為運(yùn)營(yíng)商過渡到VoLTE方案的短暫替代方案。
VoLTE語(yǔ)音方案在運(yùn)營(yíng)商LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋達(dá)到一定連續(xù)性甚至全覆蓋時(shí)將成為終極解決方案。VoLTE是GSMA定義的標(biāo)準(zhǔn)LTE語(yǔ)音解決方案，其核心業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)為IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，配合LTE，EPC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)端到端的基于分組域的語(yǔ)音、視頻通信業(yè)務(wù)。為了保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，運(yùn)營(yíng)商有兩個(gè)選項(xiàng)，一是保證LTE的全覆蓋，抑或是部署SRVCC方案使正在進(jìn)行的通話可以平滑切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)。
OTT解決方案是指運(yùn)營(yíng)商以外的應(yīng)用服務(wù)商利用運(yùn)營(yíng)商建立的LTE網(wǎng)絡(luò)作為承載，采用各自私有或開放的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻等多媒體通信業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)與VoLTE在業(yè)務(wù)內(nèi)容和用戶感知上有一定的相似性，其主要區(qū)別是OTT方案在互聯(lián)互通、漫游、業(yè)務(wù)質(zhì)量保障等方面與VoLTE相比仍有一定欠缺。
除了語(yǔ)音、視頻通信業(yè)務(wù)的方案外，對(duì)于短消息的解決方案也有兩個(gè)可以選擇：第一，SMSoverSGs方案，利用現(xiàn)有的SMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過增加MME和MSC-S間的SGs接口實(shí)現(xiàn)SMS利用LTE無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收，終端不需要回落到電路域網(wǎng)絡(luò)。第二， SMS over IP方案，配合VoLTE的部署，利用SIP消息作為載體在IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收短消息。
主要LTE運(yùn)營(yíng)商選擇的方案及原因
上面提到的4種LTE時(shí)代語(yǔ)音解決方案和兩種短消息解決方案，看上去似乎讓人有些眼花繚亂，事實(shí)上某種方案的選擇都有明確的策略來驅(qū)動(dòng)。我們不妨以LTE市場(chǎng)發(fā)展最快的北美市場(chǎng)為例，看看那里的運(yùn)營(yíng)商如何因地制宜地選擇上述方案。
Verizon在2G/3G時(shí)代為CDMA運(yùn)營(yíng)商，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的原因，在4G時(shí)代Verizon對(duì)于LTE的部署相對(duì)于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更為激進(jìn)，關(guān)注LTE智能手機(jī)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)高端用戶的鎖定。
LTE部署初期（2010年〜2012年）采用LT E / CDMA雙待終端，減少改造網(wǎng)絡(luò)對(duì)成本和用戶體驗(yàn)的影響，但雙待終端的待機(jī)時(shí)間短是不可忽視的短板。
LTE部署中遠(yuǎn)期（2013年及以后）采用VoLTE單待終端，以LTE網(wǎng)絡(luò)取代現(xiàn)有的CDMA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前Verizon正在美國(guó)兩個(gè)城市積極進(jìn)行相關(guān)的外場(chǎng)測(cè)試.
AT&T于2010年購(gòu)得LTE700MHz頻譜使用權(quán)，在2009年和2010年曾兩次升級(jí)其WCDMA網(wǎng)絡(luò)分別至HSPA（7.2Mbit/s）和HSPA+（14.4Mbit/s）并實(shí)現(xiàn)全覆蓋，并宣稱此類服務(wù)為準(zhǔn)4G服務(wù)，在LTE的部署上相對(duì)慢于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Verizon。2011年11月底，AT&T成功部署CSFB解決方案，并向用戶提供相應(yīng)的智能手機(jī)，CSFB手機(jī)的發(fā)布無論在續(xù)航時(shí)間和手機(jī)成本上都直接挑戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的雙待終端策略。
LTE時(shí)代的語(yǔ)音解決方案無論對(duì)運(yùn)營(yíng)商還是消費(fèi)者都十分重要，它關(guān)系到運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)收入和消費(fèi)者的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。各個(gè)市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)商根據(jù)自身的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)情況采取了或激進(jìn)或穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)改造和業(yè)務(wù)更新步驟，無論是CSFB、雙待終端還是VoLTE，它們都只是幫助我們更好地實(shí)現(xiàn)LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)的工具和手段。中國(guó)的運(yùn)營(yíng)商如何善用這些工具，在完成了2G時(shí)代學(xué)習(xí)和3G時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)后實(shí)現(xiàn)4G時(shí)代超越？讓我們拭目以待。
后記
作為通信設(shè)備制造商領(lǐng)頭羊的愛立信正與整個(gè)行業(yè)一起積極推進(jìn)LTE語(yǔ)音解決方案全面測(cè)試和商業(yè)部署。從2009年倡議建立后來被GSMA定義為VoLTE對(duì)應(yīng)要求的“OneVoiceInitiative”到2010/2011年多次在各大通信展上演示VoLTE呼叫并幫助歐洲及北美運(yùn)營(yíng)商成功部署CSFB解決方案，再到2012年在巴塞羅那通信展惟一現(xiàn)場(chǎng)演示CSFB、SRVCC解決方案（見圖4），對(duì)于LTE語(yǔ)音解決方案的穩(wěn)健發(fā)展，愛立信和整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)鏈一樣充滿信心。
