摘要

自2012年推出首批服務(wù)以來，VoLTE一直持續(xù)發(fā)展，但并不顯眼。由于VoLTE在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性，因此商業(yè)部署緩慢，一直面臨網(wǎng)絡(luò)問題以及可靠性、語音質(zhì)量和互操作性等障礙，同時(shí)在如何最好地在不同運(yùn)營商的VoLTE網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)漫游方面存在不確定性。在以硬件為主的VoLTE平臺和虛擬化或基于云的方法之間做出選擇進(jìn)一步阻礙了服務(wù)提供商取得的早期進(jìn)展，因?yàn)殡S著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，它們需要考慮哪種方法更好。盡管存在這些擔(dān)憂，一些公司已經(jīng)推進(jìn)了服務(wù)部署，并在事后解決了問題，而其他一些公司則止步不前。現(xiàn)在廠商聲稱VoLTE的許多早期問題已得到解決，隨著VoLTE設(shè)備的滲透率提高，服務(wù)似乎有望實(shí)現(xiàn)顯著增長。本報(bào)告討論了VoLTE現(xiàn)在是否可以說已經(jīng)達(dá)到成熟水平，研究了最近和新興的部署架構(gòu)，并探討了VoLTE擴(kuò)展的角色對網(wǎng)絡(luò)意味著什么。

VoLTE連接數(shù)預(yù)計(jì)會(huì)加速增加

盡管在大約6年前便已經(jīng)首次推出，但截至2017年4季度全球僅部署了119個(gè)商用VoLTE網(wǎng)絡(luò)，約占所有LTE網(wǎng)絡(luò)的22%。

隨著VoLTE網(wǎng)絡(luò)平臺成熟，技術(shù)挑戰(zhàn)得到解決，設(shè)備普及率顯著提升，有跡象表明新服務(wù)的采用速度將加快。VoLTE連接數(shù)預(yù)計(jì)將從2016年的3.24億增加到2021年的33億，復(fù)合年增長率（CAGR）為59%。

廠商相信VoLTE的初期技術(shù)問題正在被克服。華為表示，VoLTE正在提高頻譜效率和語音質(zhì)量，而根據(jù)愛立信的說法，盡管需要一些時(shí)間才能徹底解決各項(xiàng)問題，但一旦運(yùn)營商開啟VoLTE服務(wù)，很快就會(huì)看到非常高的采用率。運(yùn)營商的經(jīng)驗(yàn)證實(shí)了這一觀點(diǎn)。荷蘭Tele2表示，在2016年12月推出商用服務(wù)后的6個(gè)月里，有50%的客戶使用VoLTE服務(wù)。VoLTE電話的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與非VoLTE電話的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)相同，而且隨著新用戶增加，該運(yùn)營商表示正在開展工作，以便為更多現(xiàn)有的客戶設(shè)備類別啟用VoLTE。

在由網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量專業(yè)公司Systemics跨城市和農(nóng)村環(huán)境以及多種LTE覆蓋場景進(jìn)行的VoLTE測試中，VoLTE to VoLTE的通話性能被認(rèn)為是“優(yōu)秀的”，總體成功率很高，語音質(zhì)量良好并且能夠很快建立呼叫。然而，Systemics表示，當(dāng)涉及到在LTE與其它無線電技術(shù)（如CSFB或SRVCC模式）之間建立通話以及在不同LTE頻段之間移動(dòng)時(shí)，性能和質(zhì)量KPI會(huì)降低。在UE和IMS方面都發(fā)現(xiàn)了影響呼叫建立和切換等方面的互連問題。

最終的測試結(jié)果是，良好的VoLTE性能取決于連續(xù)的LTE覆蓋范圍，可接受的LTE干擾水平，較低的IP分組丟失率以及合理的IP數(shù)據(jù)分組時(shí)延變化（抖動(dòng)）。

更廣泛地采用VoLTE

除了大眾服務(wù)，VoLTE的增長預(yù)期還取決于其在多個(gè)關(guān)鍵市場領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其中包括商業(yè)服務(wù)——運(yùn)營商提供的VoLTE可以為產(chǎn)消者和SoHo/小型企業(yè)用戶、大型企業(yè)和各垂直領(lǐng)域的企業(yè)提供替代OTT服務(wù)的備選方案。潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括個(gè)人工作/生活管理、團(tuán)隊(duì)在線狀態(tài)、協(xié)作和音頻/視頻會(huì)議服務(wù)，以及移動(dòng)VPN和大型企業(yè)應(yīng)用。

其它領(lǐng)域包括用戶對機(jī)器和機(jī)器對機(jī)器類通信和物聯(lián)網(wǎng)——VoLTE將在支持越來越多的聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方面扮演不可或缺的角色；以及公共安全——關(guān)鍵任務(wù)一鍵通（MCPTT）等服務(wù)將發(fā)揮作用。在GSMA與Google合作以及向應(yīng)用對個(gè)人(A2P)服務(wù)轉(zhuǎn)變的推動(dòng)下，運(yùn)營商對富通信服務(wù)(RCS)的興趣恢復(fù)，從而推動(dòng)了這些趨勢。

虛擬化以及向云原生遷移

大部分新的VoLTE部署都使用虛擬IMS（vIMS）方法，以提高靈活性并降低成本。因此，傳統(tǒng)的、基于硬件的解決方案越來越局限于舊合同的擴(kuò)展。然而，越來越多的運(yùn)營商在VoLTE部署方面走得更遠(yuǎn)，選擇采用云原生vIMS方法。與僅將vIMS軟件移植到商用現(xiàn)成（COTS）硬件上的早期虛擬化解決方案不同，云原生平臺從一開始專門針對云環(huán)境而構(gòu)建。

率先在全國推出VoLTE服務(wù)的SK Telecom便采取了后面一種方法。SKT表示，其當(dāng)前的vIMS平臺未能充分發(fā)揮虛擬化的優(yōu)勢，缺乏靈活性和敏捷性，導(dǎo)致用戶增長正在影響對網(wǎng)絡(luò)的過載控制。在最近的一次演講中，該運(yùn)營商還提到需要解決連接到網(wǎng)絡(luò)的越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和未使用SIM卡的用戶設(shè)備問題，這是實(shí)施云原生VoLTE服務(wù)的原因所在。該運(yùn)營商表示，云原生虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）解決方案可實(shí)現(xiàn)靈活的擴(kuò)展和VM的快速創(chuàng)建，并可自動(dòng)有效地處理多個(gè)服務(wù)器故障。

諾基亞表示，相比虛擬化的、基于網(wǎng)絡(luò)的方法，對VoLTE采取云原生方法的優(yōu)勢在于可實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展性和可靠性水平——這些因素對于向5G過渡至關(guān)重要。該廠商表示，云原生部署可以更好地支持網(wǎng)絡(luò)切片，因此也將更好地支持網(wǎng)絡(luò)切片將支持的物聯(lián)網(wǎng)用例。它通過采用無狀態(tài)VNF和集中式數(shù)據(jù)庫作為公共數(shù)據(jù)層（諾基亞稱為共享數(shù)據(jù)層）的一部分來做到這一點(diǎn)。

在智能儀表部署的例子中，這意味著可以支持更多的設(shè)備，因?yàn)闀?huì)話（狀態(tài)）信息保存在公共數(shù)據(jù)層中，而不是存儲(chǔ)在VNF內(nèi)部。因此，如果儀表在給定的時(shí)間沒有傳輸信息，那么資源將不再被鎖定在該儀表中，并且“閑置”信息可以存儲(chǔ)在公共數(shù)據(jù)層中。這使得EPC中的容量可以釋放，以便為其它“活躍”設(shè)備提供服務(wù)。

中國聯(lián)通正在部署諾基亞提供的AirGile核心網(wǎng)絡(luò)，以支持中國的VoLTE和VoWiFi服務(wù)。該網(wǎng)絡(luò)將部署在7個(gè)省份，將多設(shè)備一號通服務(wù)，并提供與其他廠商設(shè)備的互操作性。諾基亞還提供AirFrame數(shù)據(jù)中心和CloudBand NFV/MANO平臺以及vIMS、會(huì)話邊界控制器和系統(tǒng)集成服務(wù)。

也為VoLTE服務(wù)開發(fā)了云原生VNF平臺的Metaswitch表示，下一階段將開發(fā)適用于服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的容器化VoLTE解決方案。該廠商表示，容器可以更有效地利用底層硬件，可從開發(fā)環(huán)境移植到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，并且在不同的私有云和公共云環(huán)境之間具有高度的可移植性，同時(shí)還受益于相對成熟的編排環(huán)境。

VoLTE支持?jǐn)U展到M2M和IoT

單憑商業(yè)和大眾VoLTE連接不會(huì)推動(dòng)預(yù)期的增長水平。我們預(yù)計(jì)VoLTE將在各種M2M和IoT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中發(fā)揮越來越大的作用，并且作為3GPP第14版規(guī)范的一部分，對半雙工Cat-M1設(shè)備的VoLTE覆蓋將得到增強(qiáng)。

語音功能預(yù)計(jì)將集成到越來越多的應(yīng)用中，而且語音將日漸充當(dāng)用戶界面，并作為與聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如停車計(jì)時(shí)器、自動(dòng)售貨機(jī)、車載導(dǎo)航和應(yīng)急系統(tǒng)、健康監(jiān)測可穿戴設(shè)備和報(bào)警系統(tǒng)）進(jìn)行雙向語音通信的使能者。

從VoLTE過渡到VoNR

盡管最近有證據(jù)表明VoLTE服務(wù)的采用速度變快，但全面的端到端VoLTE支持的普及速度總的來說比較慢，同時(shí)當(dāng)前許多呼叫仍然回退到3G甚至2G來維持語音服務(wù)，這些因素使得向VoNR（Voice over New Radio，相當(dāng)于VoLTE的5G版本）過渡的早期舉措變得不太現(xiàn)實(shí)。早期的5G商用網(wǎng)絡(luò)采用非獨(dú)立（NSA）配置，采取的是LTE與5G聯(lián)合組網(wǎng)的方式，又或是采用獨(dú)立模式，但在5G核心網(wǎng)中缺少IMS支持；它們的語音服務(wù)可能會(huì)回退到VoLTE。愛立信和諾基亞都認(rèn)為，在第一個(gè)獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)被部署之前，VoNR不會(huì)出現(xiàn)；諾基亞稱在NSA環(huán)境中不需要有VoNR（或這方面的目標(biāo)）。

盡管如此，就像在網(wǎng)絡(luò)的其它領(lǐng)域一樣，廠商認(rèn)為運(yùn)營商應(yīng)該開始發(fā)展他們的VoLTE服務(wù)能力，以便為5G做好準(zhǔn)備。這意味著演進(jìn)IMS以確保對VoNR的支持，將網(wǎng)絡(luò)支持?jǐn)U展到當(dāng)今的語音和多媒體服務(wù)之外以涵蓋垂直行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)等新用例，同時(shí)從長遠(yuǎn)來看增強(qiáng)對VR和更具沉浸感的多媒體應(yīng)用的支持。

順利遷移到下一代IMS核心網(wǎng)很可能成為向基于SDN/NFV的、面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)遷移的一部分。對5G語音業(yè)務(wù)而言，這需要能夠滿足高水平的服務(wù)、高可靠性和高安全性等嚴(yán)格要求，并支持網(wǎng)絡(luò)切片。中興認(rèn)為，目前標(biāo)準(zhǔn)的IMS架構(gòu)太復(fù)雜，部署周期過長，無法靈活有效地滿足各種用例的新型按需定制化通信需求。

華為列舉了一些運(yùn)營商現(xiàn)在可以開始實(shí)施的新服務(wù)，這些服務(wù)可以開始解決個(gè)人和垂直領(lǐng)域（包括企業(yè)、公共安全、交通和聯(lián)網(wǎng)汽車）的實(shí)時(shí)通信需求。它們包括視頻呼叫/共享、視頻回鈴音（RBT）、視頻呼叫中心、增強(qiáng)型機(jī)器類通信（eMTC）的實(shí)時(shí)通信（針對可穿戴設(shè)備等應(yīng)用）以及使用組播技術(shù)的MCPTT（針對公共安全等領(lǐng)域）。 ■