VoLTE基本原理

VoLTE基本原理及产品介绍,中兴通讯核心网产品团队杜鹏du.peng4,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案eSRVCC:目前业界普遍选择eSRVCC切换方案，即对原有SRVCC方案进行了优化与增强;,目录,VoLTE基本概念什么是VoLTE？VoLTE语音解决方案,LTE时代的语音解决方案,LTE语音解决方案,语音、数据在LTE进行,语音在CS进行数据在LTE进行,(e)SRVCC,CSFB,SvLTE,VoLTE-Only,目标,多模多待,多模单待,多模单待,SvLTE(SimultaneousvoiceandLTE)：终端同时驻留在2G/3G和LTE网络中。传统的电路域提供话音业务，LTE网络提供数据业务，数据和话音可以同时并发。CSFB(circuitswitchfallback)：3GPPR8标准提出，终端优选LTE驻留，LTE只提供数据业务。当用户发起或接受话音业务时，需要回落到原有CS网络。(e)SRVCC(SingleRadioVoiceCallContinuity)：3GPPR8标准中提出，提供基于IMS的LTE话音业务。终端在移动到LTE未覆盖的区域是，语音需要切换到CS域并保证业务的连续性。,过渡,SvLTE是什么？,SvLTE（SimultaneousVoiceandLTE）双模手机方式。手机同时工作在LTE和CS方式，前者提供数据业务，后者提供语音业务,部署特点优点：对网络无特别要求，无需改动网络缺点：手机成本高、耗电高,LTE,2G/3G,CS,EPC,MSC,MME,双待手机,SGs,语音业务,数据业务,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,CSFB是什么？,CSFB（CircuitSwitchedFallback）LTE只提供数据业务，当发起或者接受语音呼叫时，回落到CS域进行处理。运营商无需部署IMS，只需要升级MSC就可以支持。,部署特点优点：快速提供业务的方案，网络变动小。缺点：呼叫接续速度慢。当用户需要语音业务时，用户在LTE网络下的业务都需要中断、切换或挂起，从而影响用户的体验。,应用场景CSFB适合作为IMS部署之前的过渡方案。在拜访地网络没有部署IMS情况下，CSFB可以为漫游的LTE用户提供语音业务。,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,CSFB业务流程,LTE,2G/3G,CS,EPC,MSC,MME,Fallback,1,2,3,单待手机,SGs,LTE,2G/3G,CS,EPC,MSC,MME,Fallback,2,3,4,单待手机,SGs,1,主叫流程UE向MME发起语音业务请求，MME指示UE需要回落到2G/3GUE回落到2G/3GUE在2G/3G下按照正常流程进行MO呼叫,被叫流程MSS通过SGs口向MME进行寻呼MME寻呼手机，并指示UE需要回落到2G/3GUE回落到2G/3GUE在2G/3G下向MSS回应寻呼响应，并按正常流程完成被叫接续,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,SRVCC是什么？,SRVCC(SingleRadioVoiceCallContinuity)单射频无线语音连续性技术，基于IMS的VoLTE,VCC(VoiceCallContinuity)当UE在支持VoIP业务的网络之间移动时，如何保持语音业务的连续性？将承载在原网络的VoIP语音业务平滑切换到目标网络CS域,应用场景SRVCC方案解决单射频UE在LTE/Pre-LTE网络和2G/3G网络之间移动时，如何保持语音业务连续性的问题？也就是单射频UE在IMS控制的VoIP语音和CS语音之间无缝切换。,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,EPC,2G/TD,SRVCCeMSC,MGW,MME,SAE-PGW,HSS,CS,Sv,MGCF,SCCAS,IMS,CSCF,MGW,MSCS,LTE,远端IMS终端,信令,媒体,SRVCC流程,VoLTE作为基本业务能力提供，增加SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）要求，能够实现话音服务的业务连续性1.发起VoLTE呼叫：SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2.呼叫建立：呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3.发起SRVCC切换：用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成电路域资源预留4.终端切换：MSC通过LTE网络通知终端切换到2G/3G5.远端媒体更新：SRVCCMSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCCMSC接收和发送语音6.媒体切换：远端IMS终端将媒体连接切换至SRVCCMSC7.呼叫接续：从SRVCC终端切换到2G/3G到远端IMS终端切换媒体完成,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,eSRVCC是什么？,eSRVCC(enhancedSingleRadioVoiceCallContinuity)SRVCC的增强版本，切换过程中的中断时间缩短，性能得以优化在漫游或者运营商互通等任意场景下，保证少于300ms的切换中断时延,方案通过在ATCF/ATGW锚定信令面和媒体面的方法，来避免IMSSessionTransfer流程。发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,eSRVCC流程,eSRVCC（enhancedSingleRadioVoiceCallContinuity）是SRVCC的增强版本，SRVCC在媒体变更是需要经IMS域进行远端媒体面协商与切换，而eSRVCC不涉及，因此切换过程中的中断时间缩短，性能得以优化。二者均为国际规范，建议采用eSRVCC技术1.发起VoLTE呼叫：SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2.呼叫建立：呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3.发起SRVCC切换：用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成电路域资源预留4.终端切换：MSC通过LTE网络通知终端切换到2G/3G5.ATGW媒体更新：ATCF发起本端媒体更新6.呼叫接续：从终端切换到2G/3G到ATGW切换媒体完成,MGCF,SCCAS,IMS,CSCF,EPC,EnhancedMSCS,MGW,MME,SAE-PGW,CS,Sv,eNodeB,MGW,MSCS,RemoteIMSUE,HSS,ATCF,eSRVCC优化关键点：信令面在用户所在本地网络锚定，媒体面切换在本地进行，不需要通知远端切换媒体面，速度快，通常不超过100ms，避免因此带来的语音中断（约800ms，甚至更长）空口切换带来的语音中断无法避免，约200ms总体语音中断可满足不超过300ms的需求,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,MGCF/MGW,SCCAS,IMS,CSCF,三种LTE语音解决方案对比,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,INTRENET,SGs,eNodeB,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,Sv,eNodeB,handover,MSCS,MGW,MGW,MSCS,SGs,VoLTE/SRVCC,CSFB,SvLTE,特点：终端双待，语音业务由传统2G/3G网络提供优势：对网络改动小，用户体验不变，语音和数据可以并发，无需切换劣势：终端要支持双待，对手机芯片、电池续航力都有较高要求,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,INTRENET,eNodeB,MSCS,MGW,Voiceflow,Dateflow,Voiceflow,Voiceflow,Dateflow,Dateflow,特点：终端单待，当有语音业务需求时，需要回落到传统2G/3G网络提供优势：对终端要求较低，重用传统2G/3G网络劣势：对传统2G/3G网络有改造要求，时延较长，语音和数据业务不可并发,特点：语音业务基于IMS提供，并支持从LTE切换到2G/3G网络的语音连续性优势：基于LTE的语音，音质好，频谱利用率高，语音和数据业务可以并发劣势：需要部署IMS，终端支持SRVCC的终端较少,INTRENET,Voiceflow,VoLTE语音方案演进路线图,开始部署IMS，并对CS域进行改造终端采用CSFB方式保证语音业务继续由CS域提供,网络演进到ICS架构，CS用户全部迁移到IMS终端只需支持VoLTE，不用切换,IMS已部署，开始提供VoLTE业务终端采用SRVCC方式保证切换到CS域时的语音连续性,LTE部署初期，未部署IMS终端可采用SVLTE双待方式，语音业务仍由CS提供,2010,2011,2012,2013,2014andlater,SRVCC,VoLTE,2010年9月MetroPCS发布首款双待终端,2011年10月AT&T发布CSFB终端,LTE全覆盖，网络全融合,CSFB,SRVCC,VoLTE,2010年2月GSMA正式发布VoLTE标准,2012年2月高通发布支持SRVCC的终端,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案&产品,VoLTE关键技术,VoLTE网元功能,2,VoLTE基本流程,3,VoLTE基本网络架构,1,VoLTE基本网络架构,TDDeNodeB,RAN/GERAN,SAE-GW/GGSN,MME/SGSN,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,PCRF,I/S-CSCF&BGCF,融合HLR/HSS,EMSC（eSRVCC/CSFB）,MGW,MGCF,IM-MGW,RCSAS,MMTELAS/IP-SM-GW,IM-SSF,CCF,EMS,SPN,EPC域,S11,SGi,Gx,Rx,Cx,SGs/SV,S6a,Sh,终端层,接入层,核心网层,业务层,运营支撑层,SCC-AS,EPCHSS,IMSHSS,Sh,Cx,Handover,CS域,C/D,VoLTE引入从无线网、核心网、信令网、承载网、用户数据等端到端的网络改变,计费、业务发放系统的改造,新建VoLTEASSCCAS等业务平台,IMS核心网：新建、升级扩容CS域：改造支持eSRVCC功能用户数据：三合一的数据库信令网：建设可靠的DRA信令网承载网：支持IPv6/IPv4双IMS域,分组域：EPC：支持IMSAPN、QoS保证、SRVCC切换等PCC：PCRF支持VoLTE的QoS控制,4G无线接入网：TTIBundling,RLC分片，ROHC头压缩，半静态调度等栈,VoLTE关键技术,VoLTE网元功能,2,VoLTE基本流程,3,VoLTE基本网络架构,1,运营支撑层主要网元,业务层主要网元,AnchorSCP,MMTELAS,IM-SSF,SCC-AS,SCCASServiceCentralizationandContinuityApplicationServer业务集中与连续应用服务器在IMS域中负责完成切换流程，更新远端UE的媒体信息。分析切换流程需要的信息关联切换请求和会话锚定在LTE网络和UMTS网络之间执行会话切换,SCCAS业务集中与连续应用服务器,CalledLeg3,LTE,GERANUMTS,CalledAccess,CallingLeg1,CallingLeg2,MediaLeg1,MediaLeg2,切换,呼叫信令锚点,T-ADS被叫域选择,UDC,终端能力,漫游场景,运营商策略,智能域选择,EPCHSS,IMSHSS,CSHLR,T-ADS网络侧完成域选择的功能实体被称为T-ADS（TerminatingAccessDomainSelection）T-ADS功能集成在SCCAS中，通过查询融合HLR/HSS，获取UE终端类型和接入域等信息，再根据运营商策略完成域选择。即基于获取的T-ADS信息判断，对于当前的用户要域选到IMS网络接续，还是到CS网络接续。,IP-SM-GWIP短消息网关,IMSCore,ISC,IP-SM-GW,UE,OCS,CGF/CDF,HSS,SMS-GMSC/SMS-IWMSC,SMSC,SME,Ro,Rf,Sh,E/Gd,SIPMessage,TranslatesIMtoSMS,SendSMStoend-user,IP-SM-GWIPshortmessagegateway，IP短消息网关，提供IMS域与CS域间短消息互通的功能当UE发送短消息时，IP-SM-GW把即时消息(IP短消息)转换为纯文本的短信当UE注册时，IP-SM-GW把SMSC的地址从HSS下载到本地,核心层主要网元,核心层主要网元（续）,核心层主要网元eMSC,EPC,CS,IMSCore,Sv,eMSC,SCCAS,MME,MSC,UE,eMSC,Handoverrequest,MSC,MSC,MSC,SelectTargetMSC,eMSC当终端从LTE网络向2G/3G网络移动时，用来确保呼叫切换连续性。即收到终端发起的位置变更请求后，根据请求消息中携带的目标小区号，将用户的接入位置由MME切换为目标MSCServer。,eMSC部署方式有两种方式一：与端局VMSCServer进行合设方式二：独立部署：eMSC相当于MSCServer的代理网元，用于对MSCServer与SBC、MME之间的消息进行信令转换,核心层主要网元ATCF/ATGW,signalbeforeHO,bearerbeforeHO,signalafterHO,bearerafterHO,localhandovertime:4G小区重选功能，需进行2G无线网络升级及参数配置。本次需将试点范围内长沙河西的230个eNB割接至试点EPC设备下，同时升级支持VOLTE和eSRVCC功能；并对试点范围内的BTS进行网络升级及参数配置，以支持2G-4G小区重选功能，组网结构如下图：,6、业务平台及智能网改造方案,为提供VoLTE语音业务能力，继承现有重要的增值/智能业务，需以省为单位新建VoLTEAS，同时根据现有补充业务、增值业务、智能业务在VoLTE下的继承需求，新建IM-SSF设备并升级改造现有智能网、短信、彩铃等业务平台。本次试点参与测试的业务平台包括：2套VOLTEAS（含IM-SSF），其中1套新建、另1套利用现网MMTEL业务平台升级改造，新建1套UT网关，新建1套IP-SM-GW；同时对现网东信北邮智能网SCP25/27/3B、中兴VC充值平台以及诺西定位平台和中兴彩铃平台HNCL2、SMP3进行升级改造。组网结构如下图：,LSP,VC,7、BOSS、网管改造方案,为满足VoLTE用户业务开通、计费要求；满足网络可管可控运维要求，BOSS、网管系统均需进行升级改造。本次试点设备需增开至BOSS系统的接口，同时新建2套、改造1套OMC设备，实现对各试点设备的管理，以及至上级网管的北向接口。组网结构图如下：,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案&产品,目录,中兴通讯VOLTE方案&产品中兴通讯VoLTE解决方案产品中兴通讯VoLTE解决方案产品亮点,中兴通讯VoLTE解决方案产品,TDDeNodeB,RAN/GERAN,SAE-GW/GGSN,MME/SGSN,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,PCRF,I/S-CSCF&BGCF,融合HLR/HSS,EMSC（eSRVCC/CSFB）,MGW,MGCF,IM-MGW,AnchorSCP,MMTELAS,IM-SSF,CCF,EMS,EPC域,S11,SGi,Gx,Rx,Cx,SGs/SV,S6a,Sh,终端层,接入层,核心网层,业务层,运营支撑层,SCC-AS,EPCHSS,IMSHSS,Sh,Cx,Handover,CS域,C/D,ZXUNCG,U31,ZXUNSSS,ZXUNSSS,ZXUNSSS,ZXUNCSCF,ZXUNUSPP,ZXUNiCX,ZXUNiCX,ZXUNiMG,ZXUNiMG,ZXUNB200,Page54,ZXUNSSS,中兴通讯VoLTE解决方案产品,Page55,中兴通讯VoLTE解决方案产品,Page56,Page56,Page56,ETCA平台机架介绍,E8280机架,E4140机架,E2040机架,ZTEETCA平台的主要特点：兼容PICMG3.0以及IPMI1.5标准，提供系列化机框解决方案，可放置在标准19英寸电信机柜中ZTEETCA支持在线机框扩展，平滑扩展系统容量ZTEETCA所有组件支持热插拔，便于维护,ETCA平台机框介绍,E4140,E8280,E2040,OMC，CG,SBC,CSCF，SSS，HSS，MGCF，CG，OMC，SSF，UP10,IM-MGW，MRFP,E4140机框：14u机框，14竖槽设计所有机框组件冗余配置，风扇支持N+1备份，双电源配置，每个电源双路输入背板提供10G高速串行通道，双星拓扑单槽位提供200W的散热能力,E2040机框：5u机框，4横槽刀片设计提供双电源模块，采用前后通风设计，单槽位提供200W的散热能力，机框提供GE交换模块和管理模块,E8280机框：11u机框，14竖槽设计提供双电源配置，采用侧/前进风、后出风设计，机框整机满足前插板每单板位250W、后插板每单板位150W的散热设计,ETCA平台：自研，秉承开放理念，硬件采用增强型ATCA平台（兼容ATCA标准），支撑软件采用新一代自研中间件TULIP，提供高可用性的分布式、组件化电信应用环境。,ETCA业务处理刀片及后插板,ETCA前插板：通用业务处理板全面符合ATCA标准通用刀片，可以升级到40个逻辑内核和48GBDDR3内存单板可以提供1*146G/2*146G的硬盘单板可通过后插卡提供FE/GE、USB、VGA、PS/2（键盘和显示器接口）等接口；通用于全系列ETCA机框,ETCA后插板I全面符合ATCA标准提供I/O接口给前插板，可提供FE/GE、USB、VGA、PS/2（键盘和显示器接口）等接口；应用于机框E2020和E4140,ETCA后插板II自研设计提供系统连接功能、线卡转发功能、媒体处理和控制存储功能等应用于机框E8280,目录,中兴通讯VOLTE方案&产品中兴通讯VoLTE解决方案产品中兴通讯VoLTE解决方案产品亮点,统一IMS硬件ETCA平台助力节能减排打造高效网络,61,刀片服务器,交换模块,ETCA硬件平台采用双路多核处理器技术。,处理能力,刀片服务器支持智能降频技术，IMS系统实现大容量、高集成度，单用户功耗大大降低。,节能减排,平台统一,IMS所有网元支持共板、共框、共架，并可合可分的组网方式。统一的运维管理维护平台。,组网灵活,ATCA是计算为中心的平台，ETCA是以计算能力、媒体交换及接口扩展能力、存储扩展能力三个中心兼顾的新一代可持续发展的平台,EnhancedTelecommunicationsComputingArchitecture,ETCA=EnhancedATCA,ETCA增强的机框采用ATCA主要标准。ATCA是10年前制定的标准，满足计算能力为主的应用需求，而ETCA面向电信业向IT平滑转型，又能够与电信网现有架构有机融合，同时面向未来网络演进提供存储和媒体处理能力扩展的新一代增强平台,IMS所有网元采用统一硬件平台，备件统一，节约硬件投资，扩容成本低。,CSCF/BGCF,SIPAS,SSS,HSS/SLF,IM-MGW,ENMU/DNS,SBC,AGCF,SPN,CG,EMS,MGCF,SSF,中兴通讯是业界唯一一家全系列IMS网元都基于ETCA平台的厂家,高集成度的VoLTE网元,中兴IMS简化方案包含5个主体设备：ZXUNCSCF/