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4G LTE 網只能提供數據服務,不能承載語音通話,該怎麽理解?

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這個問題要從移動核心網的角度來理解。我們平時說的WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE其實通常指空口技術,即從手機到基站的通信技術。而移動通信的核心控制部分,則由核心網完成——如何在兩個基站間建立起語音連接?何時給撥號方返回嘟嘟的線音?何時給接收方發出振鈴?如何判斷一個用戶是否開通了呼叫轉移業務,如何實現?如何建立從手機到因特網服務器的數據連接?如何判斷用戶是3G用戶還是LTE用戶? 這些都是由移動核心網完成的。

下面來說移動核心網的種類。在2G/3G時代,移動核心網是兩個獨立的域,控制語音相關的叫電路域(CS域:Circuit Switch),控制數據業務相關的叫分組域

(PS 域:Packet Switch)。相應的,與語音相關的控制都放在了電路域,比如上面的語音呼叫建立、返回振鈴、判斷並執行呼叫轉移,以及曾經的殺手鐧業務短信等等。與數 據相關的控制則放在了分組域,比如上面的與因特網服務器(通信網與因特網是兩張網)建立數據連接、區分你當前流量是微信還是微博等等。

因此,在2G/3G時代,語音和數據業務分別承載在兩張不同的核心網上。3G網絡允許業務並發,也即同時使用兩張網絡,在打電話的同時可以數據下載。(2G,嚴格的說是2.5G的GPRS,由於技術限制,通常發生呼叫的時候數據業務會掛起)

隨著數據業務的爆發以及網絡的全IP化,LTE網絡不再提供電路域,只保留唯一的一個分組域核心網

(EPC:Evolved Packet Core)。LTE的最終目標是所有業務,包括語音、數據,都承載在這張用來處理數據業務的核心網上。也就說,只有在語音完全實現數據化(IP化)後,LTE網絡才能夠承載語音業務,而這個條件目前在中國並不具備。

可能有人會問,手機QQ既然能語音通話,為什麽LTE網絡不能直接也這麽幹?因為這種類似於軟件中的語音通話功能只是應用級別的,運營商無法做到對 通話過程完全可控(使用手機號MSISDN作為身份標識、區域計費、增值業務等),更重要的是,這種級別的語音業務無法保障其通話質量(想象一邊QQ語音 一邊下迅雷吧)。此外,實現移動電話與固網(座機)之間的通信也是個很重要的問題。

為此,通信人們又構想出了IP多媒體系統IMS: IP Multimedia Subsystem),疊加在LTE核心網上,通過IP網絡提供高質量、可控、可與固網融合的語音業務(當然不只是語音業務,還包括視頻等媒體業務)。而VoLTE技術(Voice over LTE)就是基於IMS的,也是在LTE網絡中承載語音通話的唯一方式。

不幸的是,多年來IMS的研究進展緩慢,其大規模的商用也剛剛開始(日本軟銀部署了全國範圍的VoLTE),而要在中國這麽大的範圍內實現VoLTE,目前來看還不太成熟,需要後續持續的大規模網絡基礎建設(都是錢哪……),因此可以說,從目前來講,「4G LTE 網只能提供數據服務,不能承載語音通話。」。

既然目前IMS網絡大規模部署還不成熟,自然就有人想出了過渡期間的臨時方案:CSFB和多模雙待

語音業務回落(CSFB: CS Fallback)是指駐留在LTE網絡中的用戶,需要發起語音業務時(包括主叫和被叫,不包括短信),通過切換,完全回落至2G/3G網絡,然後通過2G/3G網絡中的電路域進行語音業務,通過2G/3G網絡中的分組域接續之前在LTE網絡中未完成的數據業務,但是數據業務的速率會顯著降低。語音業務完成後再返回LTE網絡(至於是否掛機就馬上回去就不一定了)。這是世界上絕大多數運營商采取的過渡期方案。這種方案的問題在於,如果優化不好,回落的過程耗時會很長,導致語音建立的時間較長。(當然小夥伴們不用擔心,已經有一群人集中腦力把它優化的很好了。)

多模雙待的概念就很好理解了,跟現在常說的雙模雙待機原理是類似的,唯一不同就是只需要一張SIM卡。用戶同時駐留在2G/3G和LTE網絡,語音業務通過2G/3G提供,數據通過LTE網絡來承載。享受2G/3G的語音質量和LTE的數據速率,聽著很完美是不是?致命弱點:耗電量大,這個不用多說吧,智能機用戶的切膚之痛,試想如果本來就只能用6個小時的安卓機使用多模雙待只能用4個小時了(可能有些誇張,具體數據未知),小夥伴們能忍麽?第二,支持多模雙待的終端少而且成本更高,大名鼎鼎的iPhone 5S就不支持,這也是為什麽5S,以及其他非移動定制機,開通4G後被爆出各種語音、短信問題。

既然多模雙待問題挺多,而CSFB聽起來還不錯,為什麽中國移動、中國電信不好決定?

中國移動的原因,自然是其3G網絡:TD-SCDMA的短板,導致其回落到3G網絡的策略基本不可用。那回落到2G呢?要知道,GSM可是十多年前的技術了, 技術上很難再做出更多的優化,導致CSFB的缺點被放大:回落時間過長(上文中「優化的很好」特指LTE到3G網絡的回落)。試想用戶需要打一個電話,先 需要若幹秒(假設8s吧)的回落時間(從LTE到2G),然後再經過若幹秒(假設4s吧)的呼叫建立時間(2G系統內部),那每撥打一個電話,單方就至少 需要等待12s,雙方都是LTE用戶的話還要更長(不是x2的關系,小於)。這恐怕誰都不好拍板就讓用戶這麽等著。此外,2G(GPRS/EDGE都屬於2G)的數據業務速率極差。 GPRS的理論最高速率為171.2kbps,實際大概在40kbps左右;EDGE的理論峰值可以達到384kbit/s,實際大概是160Kbps左 右;而LTE理論上可是100Mbps,也就是100,000kbps,從光纖網絡直接掉到撥號網絡,用戶能滿意麽?(以上速率除以8就是你迅雷上看到的 下載速度)

好在中國移動坐擁數億用戶,擁有強大的產業推進能力,只要想,馬上就會有無數移動版手機支持多模雙待,所以也不用太操心。而移動的資金雄厚,大踏步建網直接進入VoLTE時代也應該指日可待。

而中國電信的原因,則在於從其3G網絡CDMA2000到LTE的演進不是平滑的,可以理解為兩張技術上截然不同的網絡,回落自然也成問題。況且國外大部分部署CDMA的運營商(主要集中在北美)當初大部分都選了多模雙待(當時回落技術還非常不成熟),所以選擇跟風自然最穩妥。

中國聯通所謂拿到最好的3G牌照絕對名不虛傳,所以采用CSFB沒有什麽懸念。而其3G網絡從WCDMA升級到到HSPA+其理論峰值就可以達到 42Mbps,跟LTE已經不分伯仲,也導致其LTE的發展態度最保守。不過,其從WCDMA到LTE的演進從技術上講也是三家運營商裏最平滑的,偷著樂 吧。

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補充1:SRVCC技術解決的當語音已經通過VoLTE承載時,在通話過程中移出LTE覆蓋區(也就是4G沒信號了)過程中如何保證語音、數據的連續性。因此在文中並沒有提到。

補充2:LTE-A才是嚴格意義上的4G標準,HSPA+、LTE都是準4G標準。

【LeoShen的回答(13票)】:

在VoLTE(基於LTE的語音)之前,LTE協議是只支持數據服務的。VoLTE現階段主要受限於相關網絡設備的成熟和網絡的實際部署。目前全球VoLTE的部署尚非常有限。估計VoLTE的全面部署還需要數年時間才能完成。

在VoLTE部署之前,語音在LTE終端上的支持仍需依靠3G/2G。兩種主流的實現方式分別是(1)“電路交換回落”(CSFB)和(2)“同步 語音LTE”(SVLTE/SGLTE)亦稱“雙射頻”。前者是LTE回落到3G/2G來處理數據和語音的並發,在語音通話結束後終端返回LTE。其優點 是終端成本低;缺點是回落時數據率降低,網絡需要升級。後者是增加一套額外的3G/2G調制解調器(至少是射頻)來支持LTE數據與3G/2G語音的並 發。其優點是不存在LTE數據率的降低,不需網絡升級;缺點是終端實現成本高。

Qualcomm是全球首個推出LTE/3G/2G多模調制解調器產品的公司(2010年商用),也是率先開發,測試和商用SVLTE /SGLTE,CSFB,SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity,單一無線語音呼叫連續性)及VoLTE技術的公司。

【王斌的回答(4票)】:

華為的這個文章介紹比較詳細了

華為 - 《華為技術》

簡單的說就是,4G網有通話功能,基於IMS的VoLTE是未來的方向,但由於涉及的網元改造等問題,暫時還未能實現。而目前移動的LTE網絡商用 在即,可選取的方案是CSFB和雙待手機方式(兩者的實現方式及優劣勢上文也說的比較清楚),由於雙待方式要求手機終端支持(蘋果沒有雙待手機,只支持 CSFB其他LG/NOKIA的雙待手機也沒量產),求人不如求己,所以移動采取了CSFB的方式。

所以駐留在移動TDD-LTE網絡的CSFB終端,當有話音業務需求時,通過回落技術,在網絡的輔助下,接入到2/3G電路域,然後通過2G電路域疏通話音;業務結束後再通過返回技術,使終端重新連接回LTE網絡。

【華江的回答(1票)】:

我的理解是LTE是可以承載語音通話的,只是對於LTE網絡來說,語音通話是和其他數據業務一樣的IP流(其實這樣的表述不準確,EPC是能夠感知VoLTE的,並且要為VoLTE分配專用的bearer)。

其實把LTE比作WiFi可能會好理解一些,WiFi上可以有瀏覽internet等數據業務,也可以有skype, 微信等IP語音業務。但是如果沒有skype等,WiFi就只是提供數據業務而已(IP語音是數據業務的一種)。LTE與此類似,只是語音的實現的具體方 式與Skype等不一樣,需要專門的IMS網絡。在沒有IMS時,如果不認為Skype是通用語音業務,那麽LTE是僅能提供數據業務的,如@王斌 所說。

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而4G到2G/3G的切換,我個人覺得除了CSFB外,SRVCC也可以算是一種情況。但是在題主的上下文中,應該是指CSFB。簡單來說,當有用 戶打電話給CSFB的LTE手機時,LTE會告訴這個CSFB手機,你有電話了,快回2G/3G去接電話吧,然後它就按照指示回落到2G/3G接電話了, 完事了再回到LTE上(當然也可以留在2G/3G久一點)。

【章原的回答(0票)】:

占個坑回答一下:4G如若沒有通話功能怎麽能夠商用呢。以目前TDD來看,都是回落到2G,3G去實現語音通話,這也是移動要實現的CSFB(CS Fall Back)功能,但就現在測試來看,不僅僅是網絡側要支持,終端也需要支持,而且,不同的終端,回落的時間不一樣;更復雜的情況是,各種場景也很復 雜,2g給4g打電話,3g給4g打電話,4g給4g打電話等;由於PS域是不支持通話的,所以,語音功能全要利用IMS實現,其實,也就是CS域,這一 部分,統一處理通話,不管2g,3g,4g,只是,4g由於實現了全IP化,無法直接實現通話,就有了間接回落的解決方案

【老小聶的回答(0票)】:

LTE是純分組網絡

所以,在CS域除了語音之外,還有兩個需求,短信和緊急呼叫

語音王斌的答案已經很清楚了,OTT不是技術問題,是商業問題,相當長一段時間這個口子還是撕不開的

補充個鏈接

【林嵐的回答(0票)】:

因為LTE只支持數據服務(PS)業務的,無法承載語音(CS)。以前這兩個服務都是分開處理。

現在國內廠商,比如移動(聯通和電信我忘記了),都采取CSFB(語音回落)的方式來完成4G網絡中的通話功能。

上面有人提到VoLTE,但短期內商用不太可能。因為CSFB可以利用之前鋪好的2G3G網絡,提高利用率對運營商來說當然好。然後通信商家也可以賣服務賣功能,也很高興的呀。

CSFB簡單來說就是數據業務(聯網數據包類的服務)走LTE,當要打電話的時候,無論是主叫還是被叫,都通過核心網之間轉給2G或者3G下發。現在能做到延時非常短,一兩秒,基本打電話的時候不會介意的。

關於如何通過核心網轉過去。從LTE端來說,要在基站側和核心網側打開CSFB相應功能。基站側配置好和覆蓋區2G小區鄰區關系(初步切換的基礎),當打電話的需求產生,基站給核心網發出的消息,LTE的核心網再轉給2G核心網,電話在2G的CS域接通。

當然打完了是會自己回來到4G的。

但是我有個疑問是,比如3G可以在接通電話的時候繼續上網。LTE是不是應該不行了。

【魏一平的回答(0票)】:

類比一下家裏的adsl上網,其實你打電話和上網都是走的同一條雙絞線,只不過兩個業務,一個走的是語音網絡,一個是數據網絡。

現在你會發現,家裏的固話用得越來越少了,因為網絡通信的業務已經能涵蓋之前的傳統語音業務了。

無線通信的發展也是一樣,每一代的發展都是叠代的,所以需要兼容之前的傳統語音業務,但當某一天數據業務完全能替代傳統語音業務的時候,純語音業務就可以退出歷史舞臺了。

所以說,語音只是一種上層業務形態,和數據鏈路沒有太大的直接關系——當然QoS要求除外,全網IP化一定是必然的。

4G LTE 網只能提供數據服務,不能承載語音通話,該怎麽理解?