Voice over LTE – звонок без fallback с очень быстрым вызовом. Как мы это сделали

    Недавно мы закончили тесты VoLTE в Москве. Это продолжение эволюции LTE-сети. Как вы знаете, LTE характеризуется большей скоростью передачи данных по сравнению с существовавшими до нее сетями стандартов GSM и 3G. Изначально архитектура LTE-сетей, развёрнутых в 2G/3G-окружении в России не «заточена» под голос. Чтобы принять голосовой звонок, LTE-терминал подвешивает пакетную сессию и на время переходит в 2G/3G сети (процедура называется Circuit Switched FallBack). На то, чтобы выполнить этот переход и вернуться обратно в сеть LTE после окончания разговора, требуется время — до нескольких секунд.


    Эволюция голосовой мобильной сети.


    Шасси Huawei OSTA 2.0, на котором построено тестируемое IMS-ядро.

    Среди основных преимуществ – время от нажатия кнопки «вызов» в сети LTE до первого звонка у другого абонента в большинстве случаев будет составлять не более секунды. Улучшится также разборчивость речи по сравнению с традиционными сетями за счет использования широкополосных кодеков.

    Эволюция сетей мобильной связи приводит к тому, что в сетях четвертого поколения, коими являются сети LTE, телефония реализуется на базе передачи данных, а традиционные сети с канальной коммутацией (Circuit Switched) перестают развиваться. Все идет в данные.

    Грубо говоря, с точки зрения LTE сети, голос – всего лишь одна из функций передачи данных. Но в отличие, например, от страниц интернета, передача голоса предъявляет жесткие требования к качеству сети. Суть требований – наличие определенных порогов по потерям и задержкам пакетов. При этом, качество должно быть сквозное, на всем пути следования пакетов – а это: радио подсистема, PS Core, транспорт. Перевод голоса в пакетную сеть делает хендовер в 2G/3G сети ненужным – если абонент зарегистрирован в LTE сети и инфраструктура оператора поддерживает VoLTE, звонок будет обработан в сети LTE.

    Перенос коммуникаций на единую транспортную IP-среду позволяет расширить спектр услуг, например, дополнить голосовой вызов видео и, в тот же момент времени, передавать почту или участвовать в чате. Кстати говоря, видео-звонки мы также протестировали. В отличие от сетей 3G, разрешение видео уже не ограничивается каналом в 64К и картинка может быть весьма приличного качества (ограничена разрешенными кодеками и возможностями самих терминалов).
    Естественно, об этих преимуществах можно говорить, если оба абонента будут использовать VoLTE в разговоре между собой.

    Тесты


    Испытания проводилось в тестовой зоне ОАО «ВымпелКом» на оборудовании Huawei. Во время тестов проверялись звонки между абонентами в сети LTE, звонки между абонентами, находящимися в разных сетях LTE и 2G/3G, а также переадресация на абонентов, находящихся в зоне действия сетей любого их перечисленных поколений. Проверили, как ведёт себя сеть и устройства при переходе из LTE-сети в зону действия 3G-сети во время разговора (при ухудшении/потере LTE покрытия делается бесшовный хэндовер по технологии – Single Radio Voice Call Continuity).

    Вот принципиальная схема соединения LTE-2G/3G:



    Установление соединения между абонентом VoLTE и абонентом, находящемся в традиционной сети.

    А это — вызов LTE-LTE:



    Пакеты голоса уходят с вашего телефона с высоким приоритетом и приходят на телефон вызываемого абонента. Именно так должна работать полностью пакетная сеть.

    Телефоны


    Для полноценной работы с технологией VoLTE от терминала требуется поддержка стандарта на уровне чипсета. Именно такой подход позволит сохранить накопленный абонентами опыт в традиционных сетях и оптимизировать такой важный параметр, как время жизни аккумуляторной батареи телефона.
    На данный момент времени большинство продаваемых в России телефонов не имеют такой поддержки. Для остальных телефонов она пока закрыта на уровне софта. Для тестов мы применяли телефоны на базе Android, какого конкретно производителя – пока не скажем, чтобы не сочли за рекламу.

    Как это работает сейчас (до VoLTE)?


    В настоящее время в LTE-сетях России голосовые услуги и SMS возможны благодаря использованию технологии CSFB (Circuit Switched FallBack) — временному переключению в сети 3G/2G для установления голосового соединения. После окончания звонка аппараты возвращаются в LTE, что влечет за собой существенные задержки при организации соединения и неэффективное использование ресурсов сети. Данная технология будет существовать еще довольно долго, поскольку пройдет еще немало времени до того момента, когда все операторы реализуют поддержку VoLTE в своих LTE сетях и заключат между собой соглашения, до этого момента для работы телефонии в роуминге потребуется CSFB.

    Что это значит?


    Мы первые, кто реализовал полнофункциональную (с поддержкой QoS и SR VCC) технологию VoLTE в России (в рамках тестовой эксплуатации). Если вы уже подключены к одной из наших LTE-сетей, вы через некоторое время сможете почувствовать на себе, как приятно избавиться от оверхеда многих старых технологий.
    ВымпелКом (Билайн)
    89,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 81

      0
      круто, а что мешало сделать тоже самое в 3g? (передавать голос в пакетах данных)
        +1
        Скорость видимо. Изначально 3g ведь было не особо быстрым, это потом уже всякие HSPA+ появились
          +4
          В 3G сети передача голоса реализуется посредством технологии коммутации каналов.
          Возможность передачи пакетного голоса в 3G есть, но реализовать таким образом голос в ней гораздо сложнее, нежели в изначально пакетной сети LTE.
          Архитектура и основные спецификации отрасли этого не предусматривают. Важна поддержка технологии end-to-end, включая сами телефоны. Существующие на рынке модели не могут эффективно работать с пакетным голосом в сетях 2/3G (как пример – будет очень быстро разряжаться батарея).
            0
            Для 3g такой проблемы просто не было. Там ведь Circuit Switching отдельно от Packet Switching никакого выигрыша не будет, если так сделать. А в LTE CS нет, только PS.
            Другой фопрос: почему так долго, казалось бы, базовую фичу запускали?
            И еще интересно, как с этим у других операторов.
              +1
              Другой фопрос: почему так долго, казалось бы, базовую фичу запускали?

              Если правильно помню: в изначальной спецификации LTE тупо забыли про то, что неплохо бы еще и голос передавать. Когда поняли ошибку, делать circuit switching было поздно, да и бессмысленно. Сделали гору костылей с учетом наработанного на VOIP опыта, назвали эту гору костылей VoLTE.
                +5
                Вы так говорите, как будто превращение операторов сотовой связи в трубу для передачи только данных — это плохо.
                  0
                  Сложный вопрос… То, что у них сейчас развернуто, в основном рассматривает пакетные данные как нечто вторичное, к чему можно относиться наплевательски с точки зрения джиттера и потери пакетов. Смена парадигмы — это всегда тяжело. Хотя результат приятен, тут не поспоришь.
                    0
                    Голос — это не данные?
                      0
                      Я говорю о голосе который идет поверх — sip например
                        0
                        Поверх чего? Почитайте про современное состояние связи. Там все по ip упрощенно говоря, но характеристики канала для голосовых данных отличаются от канала для http и иже с ним. По сути абонент платит за qos. Блин, долго рассказывать.

                        Ну и sip активно используется…
                          0
                          SIP? А SS7 уже не в моде? Нет, в принципе особых препятствий нет, SIP может тащить на себе решительно что угодно, но все равно шаблон немного трещит.
                            0
                            Про какую часть окс7 мы говорим? Ипро сип на каком участке сети?
                              0
                              Помнится, ОКС7 используется и между своими коммутаторами, и на стыке с другими операторами. Или уже нет?
                                0
                                Такое ощущение, что он уже отмирает. Сейчас очень много основано на diameter.
                                  0
                                  Лет 7 назад запускали в компании где я работал запускали транзит голоса по сипу. Сейчас тоже вполне себе используется. Там внутри целое семейство протоколов, разные сипы итд итп. Тема на цикл статей.
                                  Протокол откровенно паршивый, выше справедливо упомянули диаметр, переписать на его осноые сип труда не составит. Но оставляют на сколько я понимаю из за совместимости. Телеком не может себе позволить не поддерживать обратную совместимость лет по 10…
                                  Ну и наработки окс7 переписать займет много лет… там грандиозный объем опыта и практики.
                      0
                      Очень сильно не верится в версию «забыли». :) Для этого у нескольких тысяч профессионалов, работающих в 3GPP, должно было случиться массовое помутнение рассудка. Версия о планомерном подталкивании операторов в сторону IMS выглядит более реалистичной.
                        0
                        Или просто надо было сделать быстрый пакетный транспорт, а голос предполагалось пускать по уже обкатанным технологиям.
                          0
                          Понятие IMS появилось ещё в 2000 году, когда консорциум 3GPP начал работу на стандартом Release 2000. В итоге IMS встречается уже начиная с 3GPP Rel5 (март 2002 года), хотя архитектура со всем функционалом была окончательно приведена к божескому виду только к началу 2004 года. В более поздних редакциях (Rel7) добавили поддержку различных стандартов (например DOCSIS, xDSL, и д.р.). Начиная с Rel8 (2008 год) технологию IMS можно рассматривать как рабочую модель для передачи голосовых данных в сетях LTE, хотя только в последующем Rel9 (2010 год) добавили поддержку экстренных вызовов, Location Control Services (LCS) и другие улучшения.

                          Мы тестируем VoLTE около года, проблем хватает, ибо всю сеть с одним вендором никто не строит, и соединить весь зоопарк весьма нетривиальная задача.
                      0
                      В 3G архитектурно нельзя получить достаточные QoS для голоса. Были попытки реализации концепции IMS поверх UMTS, но все они бесславно закончились.
                        +1
                        «Нельзя» или «более сложно»?
                        Ведь Conversational Traffic Class для QoS в 3G предусмотрен достаточно давно.
                      +1
                      Вот только где-то упоминалось, что разговор через VoLTE тратит батарею быстрее чем по-старинке.
                        +1
                        Да, в VoLTE по ряду причин, работа с радиомодулем более интенсивна. Производители это учитывают и стараются оптимизировать чипсеты именно под нужные операции. Текущее поколение устройств потребляет питания немного больше. Производители также стараются компенсировать это увеличением емкости аккумуляторов.
                          +1
                          Позвольте уточнить, что вы имеете в виду под «немного больше»? То, что я видел это от 1.5 до 2.3 раз больше. А у вас какие данные?
                          +3
                          замечал, что при включенном LTE смартфон быстрее разряжается, поэтому практически не пользуюсь (скоростей хватает и с 3G+/H+). Да и бывало так, что я являлся «абонент-не-абонентом» при активном «4G». Оператор у меня Мегафон правда, не Билайн)
                            +2
                            Вообще странно — перед запуском LTE обещалось, что он энергоэффективнее, чем 3G. Но, видимо, и тут обманули.
                          0
                          На данный момент времени большинство продаваемых в России телефонов не имеют такой поддержки. Для остальных телефонов она пока закрыта на уровне софта.

                          А на айфоне 5s оно будет? Или он в принципе не умеет VoLTE?
                            0
                              0
                              Поддержка VoLTE закрыта на программном уровне и если будет открываться, то скорее всего по договоренности под сети конкретных операторов. По имеющейся у меня информации чипсет 5s поддерживает VoLTE. Будет ли Apple открывать этот функционал или предпочтет промоутировать в 6-ке – сейчас неизвестно.
                                0
                                То есть это от Эпла зависит, не от Билайна?

                                Мне всегда казалось, что оператор может просто разослать новый carrier bundle, а оно вот как оказывается.
                                Спасибо.
                                  0
                                  Наверное более корректно сказать, что зависит от обоих, но от оператора — в меньшей степени.
                                    0
                                    т.е не тестировали на iPhone 5s? во время тестирования LTE оператор же собирает тестовые бандлы
                                  0
                                  Очень вероятно, что будет в 6й версии. Вчера в Японии NTT DoCoMo запустил VoLTE в коммерческую эксплуатацию. А Япония для Apple один из стратегически важных рынков. Сейчас уже доступны телефоны на Snapdragon 800 с поддержкой VoLTE.
                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                  +4
                                  Ничего страшного. Про USB тоже говорили Useless Serial Bus.
                                  +2
                                  Как насчет поддержки WI-FI Calling?
                                  gigaom.com/2014/07/07/ios-8-beta-3-brings-wi-fi-calling-to-t-mobile-iphones/

                                  T-Mobile поддерживает.

                                  Wi-Fi Calling — по сути это обычный SIP просто работающий через стандартное приложение на iPhone/Android
                                    0
                                    Поддерживаю ибо тоже очень интересен ответ на этот вопрос поскольку есть несколько мест с отсутствующей мобильной связью и её не будет там никогда, а Wi-Fi при этом есть.
                                    +3
                                    Я мечтаю о том моменте, когда в сотовых сетях больше не будет Особого Голоса, а будут настройки SIP'а в звонилке и IP.
                                      0
                                      Хорошо мечтать, но голос требует определенного качества в сети. Если браузеру хватит канала с диким джиттером и задержками, то голос на нем работать не будет. Вполне справедливо брать деньги за организацию канала через радиосреду с гарантированным качеством. Все таки инвестиции в такие сети на порядки превышают стоимость каких-нибудь домовых сетей.

                                      Давно прошло то время, когда мобильные операторы получали сверхприбыли.
                                        0
                                        Ну вот только не надо мне ля-ля. У меня прекрасно через местный не сильно быстрый 3g работает и скайп, и мегафоновский мультифон. А отдельные пропадания звука — ну так, извините, и у обычных опсосов с качеством звука, мягко говоря, не сильно хорошо. 
                                          0
                                          Устраивает — и хорошо… Мечта сбылась.
                                            +1
                                            От мечты его отделяет общая жлобливость местного опсоса, который хочет за 512Мб в месяц всего-навсего 20 евро. И ещё 2 евро минимум за контракт. Это ещё дёшево считается.
                                              0
                                              А это уже рынок. Все таки операторы — коммерческие организации, цель которых, как то ни странно — заработать денег. Жизнь — боль )

                                              Посмотрел профиль — все понятно более или менее, остров, дорогие каналы на материк, общее экономическое состояние не ахти, населения не так много, чтобы себестоимость сети в пересчете на абонента позволили снижать цены итд итп. Мне тоже связь категорически там не нравится, только местами в Никоссии более или менее было. Но специфика…
                                            0
                                            К сожалению, так будет не везде. Когда на индикаторе «две палочки», голос у вас будет работать приемлемо, а вот SIP c простейшим кодеком — будет безбожно заикаться.
                                              0
                                              Ну, мне кажется, над этим и надо работать.
                                                0
                                                Так в LTE и работают. Ну и ведь все эти стандарты/протоколы под покровительством IEEE, что автоматически означает черепашью скорость их развития.
                                                  0
                                                  IEEE и LTE абсолютно несвязанные между собой вещи. LTE — это стандарт 3GPP.
                                                    0
                                                    Пардон, переклинило.
                                                    0
                                                    IEEE тут ни при чем. ITUT и 3gpp. И не черепвшью, почитайте релиз 12, а сейчас вендоры пилят релиз 10. Ну и объем стандартов посмотрите и трудозатраты на написание того же MAP. Ну или всех приложений реализованных на diameter.
                                                      0
                                                      Все-таки какие-то изменения в стандарте занимают достаточно значительное время. Мне например рассказывали про добавление 3-х битиков, которое обсуждалось как минимум 6 месяцев, а потом еще вносилось какое-то время. Это можно было бы и побыстрее делать. Это я говорю про изменения в существующих фичах, а не про разработку новых.
                                                        0
                                                        Вопрос в обратной совместимости. Оборудование на сетях связи легко может работать по 10 лет. Как оно отреагирует на новый битик? Сбои недопустимы.
                                                          0
                                                          Это все понятно. Но в конкретно этом случае, испакт был минимальный. 6 месяцев для его обсуждения крайне много.
                                                            0
                                                            Без конкретики сложно судить. Ссылочку на CR не полуяится найти?
                                                            Со свой стороны видел как проблемы начинались из-за сущих пустяков, как казалось. Но расследование показывало что из-за самоуверенности и лени (справедливо и про меня).
                                                              0
                                                              Номер CR не узнавал за ненадобностью. :) Но могу попробовать. Тема касается RAN Sharing между операторами во время CSFB, нужно было запомнить куда возвращаться (т.к. операторов несколько, стандарт это не предусматривал).
                                                                0
                                                                Спасибо. Мне этого хватит.
                                            0
                                            Так в Android давно уже есть SIP-звонилка из коробки.
                                              +1
                                              Осталось чтобы опсос для неё присылал настройки и выдавал только IP в своей сети — и революция ip over phone может считаться свершившейся.
                                                0
                                                Wifi calling у tmobile :)
                                            0
                                            Билайн-Билайн, вы бы LTE в регионах развивали.
                                            А то приезжаешь в какой-нить Нижний Новгород, а тут LTE только от Мегафона и тот кусками по городу.
                                              0
                                              Ну не знаю. В конце мая был в Нижнем, ЛТЕ работал практически везде, где я был.
                                                0
                                                Очевидно вы были в верхней части города, где уже сделали покрытие, а в большей по населению нижней части дуля. Посмотрите, например, проспект Ленина, основную транспортную артерию НиНо. Нет там LTE.
                                              0
                                              Ох уж эти PR'щики. :)
                                              «Улучшится также разборчивость речи по сравнению с традиционными сетями за счет использования широкополосных кодеков.»

                                              Обсолютно ничем не отличается от 3G. Или под «традиционными сетями» имеется в виду проводной телефон? :)
                                                +1
                                                видимо, в VoLTE будет по дефолту использоваться wideband кодек.
                                                0
                                                Коллеги, а упомянутое «очень быстро» как то измерялось? Что то кроме маркетинга можете рассказать? Читать то скучно…
                                                  0
                                                  При VoLTE установка соединения может занимать до 2 сек (обычно меньше). При CSFB 4-6 сек. Но я не из Билайна. Возможно, у них другие цифры. :)
                                                    0
                                                    Должно быть гораздо быстрее. Поэтому и спрашиваю. Про хэндоверы было бы интересно почитать, особенно про srvcc
                                                      0
                                                      Про обычный HO внутри LTE можно почитать тут: anisimoff.org/lte/handovers/intra-lte_handover.html
                                                        0
                                                        вот тут я пытался про это рассказать в общих чертах :-)
                                                          0
                                                          Спасибо, но как оно должно работать я знаю :) Интересны были не PRные результаты теста…
                                                            0
                                                            А что именно интересует? Я могу глянуть результаты тестов.
                                                    0
                                                    Автору статьи, а также коллегам с других сотовиков уточняющий вопрос:

                                                    А какое сейчас распределение в % среди активных абонентов по сетям 2G / 3G / LTE?
                                                    Хотелось бы боле-менее объективную цифру, ибо возникает стойкое ощущение, что даже 3G сети в повседневности использует крайне небольшой % абонентских устр-в.

                                                    Предпосылки к вопросу две:

                                                    1. Несколько лет назад (когда сам работал еще в другом операторе и отмечали уже пару лет работы 3G в регионе) помнится провел поверхностный анализ используемого клиентских устр-в и выяснилось, что большинство абонентов на тот момент работали с аппаратами уровня Siemens A55. Т.е. аудитория крайне инертна и 95% пользовались телефоном только как звонилкой.

                                                    2. С приходом сетей 3G возникла проблема с двустандартными телефонами, в частности неприятно было получать смс о пропущеном вызове пару секунд назад при 100% уровне сети и 3G и 2G. В итоге пришлось насильно перевести телефон в 2G и проблема исчезла, а 3G включать только когда Интернет нужен быстрый для серфинга. И по сей день принцип сохранился.
                                                      +1
                                                      По вопросу 2 — у меня сейчас такая же проблема с пропущенными вызовами, только теперь это про LTE. Ниже написал комментарий.
                                                      0
                                                      Так ведь поддержку VoLTE в России прежде всего не допустит государство, потому что LTE-частоты раздавались / продавались строго для передачи не голоса, а данных?

                                                      (Я-то понимаю, что «голос — это тоже, типа, такие данные», но поймёт ли госрегулятор?)
                                                        +3
                                                        Извиняюсь, но хотел задать вопрос немного не по теме, хотя LTE тут тоже может быть замешан. :-)

                                                        Недавно перешел в Билайн и началась классическая проблема: телефон лежит на месте, он находится в сети, но мне периодически не могут дозвониться, приходит смс, что мне звонили. Сейчас удалось самому отловить, как это выглядит: набираю с другого телефона на свой мобильный, в трубке полная тишина. Секунд 5 проходит, на мобильный прилетает смс, что мне звонили. В трубке по прежнему тишина, а секунд через 10 проходит дозвон на мобильный. Но обычно, видимо, никто не ждет.

                                                        Происходит это обычно в одном и том же месте, в офисе. Но бывает и в других иногда. Скорее всего, дело не в самом аппарате, т.к. с предыдущим оператором было все ок.

                                                        Чем такое поведение можно объяснить?
                                                          0
                                                          А может как раз из-за LTE? Тот самый оператор в моем офисе почти не выдавал LTE.
                                                            0
                                                            Нет, ну точно! Отрубил сейчас LTE и звонок сразу же проходит!
                                                            Только вот в трубке звонящего нет гудков, почему-то.
                                                            0
                                                            Напишите мне пожалуйста в личку ваш номер, посмотрим
                                                              0
                                                              Отписал.
                                                                +1
                                                                А вы хотите это проблему решать сугубо в индивидуальном порядке? Я к тому, что проблема носит более массовый характер на самом деле. Причем далеко не всем приходит даже смс, что им звонили.
                                                                Я, например, уже не мало звонков по работе пропустил, потому что абсолютно нет возможности понять, что тебе кто-то звонил, когда этот человек физически не в состоянии дозвониться.
                                                                +1
                                                                Наблюдал аналогичные проблемы, написал в саппорт Билайн. Через несколько дней перезвонил инженер, сказал, что такой эффект действительно имеет место быть и решение вопроса предполагается к осени (видимо, как раз имелся в виду планируемый запуск VoLTE).
                                                                Причем данный эффект присутствовал даже тогда, когда собственно передача данных была выключена.
                                                                Пока решил для себя вопрос переключением телефона в 2G/3G, LTE включаю только при необходимости.
                                                                  0
                                                                  У меня кстати аналогичная проблема, причем заметил четкую закономерность: если телефон находится в сети LTE и одновременно подключен к какой-либо Wi-Fi точке, то звонок стабильно не проходит, только отбивка в смс через несколько секунд. Очень неприятный баг, т.к. стараешься отключать LTE дома, где есть Wi-Fi, но потом замечаешь, что например после перезагрузки телефон самостоятельно включил LTE и до тебя пол дня никто не может дозвониться.
                                                                  0
                                                                  В Мегафоне это называется «Мультифон» (доля шутки)

                                                                  Кстати, а у вас нет плана пускать звонки на сотовый номер в сип? я у мегафона этим часто пользуюсь в роуминге, когда скорость хорошая у инета.

                                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                  Самое читаемое