更新时间:2024-01-03 18:06
VOLTE全称为Voice over Long-Term Evolution(长期演进语音承载),意思是一个面向手机和数据终端的高速无线通信标准。它基于IP多媒体子系统(IMS)网络,在LTE上使用为控制层面(Control plane)和语音服务的媒体层面(Media plane)特制的配置文件(由GSM协会在PRD IR.92中定义),这使语音服务(控制和媒体层面)作为数据流在LTE数据承载网络中传输,而不再需维护和依赖传统的电路交换语音网络。VoLTE的语音和数据容量超过3G UMTS三倍以上,超过2G GSM六倍以上。因为VoLTE数据包信头比未优化的VoIP/LTE更小,它也更有效地利用了带宽。
VoLTE技术带给4G用户最直接的感受就是接通等待时间更短,以及更高质量、更自然的语音视频通话效果。VoLTE与2G、3G语音通话有着本质的不同。VoLTE是架构在4G网络上全IP条件下的端到端语音方案。VoLTE相较2G、3G语音通话,语音质量能提高40%左右,因为它采用高分辨率编解码技术。VoLTE为用户带来更低的接入时延(拨号后的等待时间),比3G降50%,大概在2秒左右,而2G时代在6-7秒。此外,2G、3G下,掉线时有发生,但VoLTE的掉线率接近于零。
对运营商而言,部署VoLTE意味着开启了向移动宽带语音演进之路。从长远来看,这将给运营商带来两方面的价值,一是提升无线频谱利用率、降低网络成本。因为对于语音业务,LTE的频谱利用效率远远优于传统制式,达到GSM的4倍以上。
另一个价值就是提升用户体验,VoLTE的体验明显优于传统CS语音。首先,高清语音和视频编解码的引入显著提高了通信质量;其次,VoLTE的呼叫接续时长大幅缩短,测试表明VoLTE比CS呼叫缩短一半以上;第三,与RCS的无缝集成可以带来丰富的业务。
VoLTE业务发展节奏
第一阶段:LTE热点覆盖热点,出现pre-VoLTE应用 LTE初期以热点覆盖为主,主要面向数据卡、平板电脑等移动宽带数据应用,但也会出现一些早期的LTE语音应用。一是基于软终端的语音业务,即“LTE数据卡+软终端+电脑”方式,可以满足一些特定场景的语音需求,并为将来部署手机方式的VoLTE做准备,积累运营经验;二是“LTE CPE+固定话机”方式,欧洲一些国家,如德国就采用这种方式为偏远地区用户提供宽带接入和话音服务;三是支持CSFB和SVLTE的早期LTE手机,一些运营商已经发布了这种过渡应用,如Verizon宣布将支持SVLTE,而AT&T将支持CSFB。
第二阶段:LTE区域连续覆盖区域,进入VoLTE的发展期 在这一阶段运营商扩大了LTE覆盖水平,达到可以运营语音业务的条件,特别是在城市和人口密集地区;同时,LTE智能手机大量出现,推动了VoLTE的发展。 运营商将在这一阶段商用基于IMS的VoLTE业务。但这之前,运营商需要预留较长的准备时间。因为一方面,VoLTE涉及较多新技术,需要必要的测试和试验;另一方面,IMS的部署、集成需要一定周期,现网一些设备如MSC、HLR、IT系统可能需要相应的改造或升级。我们认为,运营商提前一年甚至更长时间着手准备VoLTE是有必要的。 另外,这一阶段的LTE覆盖还是有局限的,运营商需要利用传统CS覆盖的广度和深度来提供无缝的语音业务,即LTE与CS的互操作,其中有两个主要技术点:1、LTE用户漫游到CS域后的业务提供方式,有两种可选方案,一种是完全由MSC处理语音业务,另一种是通过MSC接入IMS域以提供语音业务,后者就是3GPP定义的ICS(IMS Centralized Service)架构,这需要升级现网MSC成为EMSC(增强的MSC);2、通话中的LTE到CS的切换,3GPP为此定义了SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)技术。
第三阶段:LTE全覆盖,VoLTE成为主流应用 这一阶段LTE覆盖达到相当完善的程度,或LTE和其他无线宽带技术如HSPA组成无缝网络,使得移动宽带语音应用成为主流,传统CS将会被逐渐取代,当然,这是一个相当长的过程。
截止2014年第一季度,国内VoLTE技术处于试验阶段,由于三家运营商运营状况各异,中国移动在VoLTE技术态度积极,中国联通和中国电信稍有滞后。
中国移动2013年6月发布VoLTE技术白皮书,涵盖TD-LTE网络建设、终端、业务、用户发展等方面所需的端到端主要技术要求。白皮书指出VoLTE成为全球语音主流方案,并且强调中国移动VoLTE的商用时间在2014年中。
2014年2月,中国移动发布下一代融合通信白皮书,重新定义4G时代的基础通信服务,对2014年-2015年下一代融合通信技术提出相关要求,其中白皮书定义的“新通话”是以VoLTE为核心提升用户通话质量和体验。
2017年世界移动通信大会上海展期间,中国联通与爱立信、高通三方联合宣布:在全球范围首次成功实现基于eMTC(CAT-M1) VoLTE功能的应用演示。
2018年4月,中国电信开始正式商用VoLTE,电信用户可以立即登录电信官网或者移动营业厅来开通。电信VoLTE首批只在全国10个省市开通,分别是:江苏、广东、福建、四川、湖南、安徽、浙江、湖北、云南、上海。电信表示,其他省市将陆续开通VoLTE。
2020 年 5 月,支持 VoLTE 功能的终端累计达到 481 款,VoLTE 驻网用户达到 1.27 亿。
2020年12月31日,全国推广工作的29省(区、市)全部完成运营商网内工程建设,按时完成第一阶段任务。其中,上海、广西、江苏、内蒙古、山西、福建、重庆、天津、山东、江西、贵州、西藏、浙江、黑龙江等14省(区、市)打通IMS网间语音、视频首次通话,实现了运营商网间高清音视频(VoLTE)互联互通。
2014年5月,新加坡电信宣布世界首个商用“全功能”VoLTE服务落地新加坡,仅可搭配三星Galaxy Note 3使用,之后扩展到三星Galaxy S6系列、iPhone 6s、LG G4和Sony Xperia Z3+、Sony Xperia Z5 Premium。
2014年6月,韩国电信展示了世界首个基于VoLTE的漫游服务。韩国运营商、中国移动及csl.合作开发VoLTE漫游服务。
2014年10月,运营商使用家庭路由系统基于IMS本地breakout架构。
2014年11月,Verizon和AT&T宣布公司正在为各自的客户启用VoLTE至VoLTE连接。Verizon与AT&T之间的VoLTE客户互访在2015年开始。两家公司之间使用第三方网络(例如阿尔卡特-朗讯)完成测试和设计。
2015年7月11日,SEATEL Cambodia宣布在柬埔寨设立了世界上首个无2G/3G的100% VoLTE服务。
2015年9月16日,澳大利亚电信宣布已开始在其网络上启用VoLTE,包括使用宽带语音手机调用国家宽带网络和商业及企业服务。
2016年6月30日,YTL的YES启动4G LTE服务,成为马来西亚首个VoLTE服务提供商。
2016年9月5日,RelianceJio宣布在印度推出商用的非基于2G/3G的100% VoLTE服务。
2016年10月,Orange Polska在波兰推出商用VoLTE服务。
2020年,全球有270家运营商正在投资VoLTE技术,其中210家已经推出网络。
全球的商用VoLTE部署清单可在上方正文中找到。
计划中的VoLTE部署,参见GSA Evolution to LTE report – VoLTE global status (Page 87ff)。
为确保兼容性,3GPP要求至少有AMR-NB编解码器(窄带),但推荐用于VoLTE的语音编码器为自适应多速率宽带(AMR-WB),也称宽带语音(HD Voice)。此编解码器已在3GPP网络中硬性要求,它支持16kHz采样率。
弗劳恩霍夫协会已提出并展示“全高清语音”(Full-HD Voice),这是AAC-ELD(高级音频编码器-增强型低延迟)编码器对LTE手机的一个实现。以前的手机语音编码器频率最多支持3.5kHz,而即将到来的宽带语音服务(HD Voice)支持高达7kHz频率,Full-HD Voice支持20Hz到20kHz的整个带宽范围。为使端到端全高清语音通话成功,调用者和接受者的手机以及网络都必须支持该功能。