【導讀】VoLTE的部署是一個系統工程，其涉及IMS核心網、EPC核心網、CS核心網、用戶數據、信令網、無線網、承載網支撐系統等共10個領域的相關問題，是電信領域空前復雜的一次網絡演進，是對運營商網絡與通信業務變革的一次重大挑戰。那么部署VoLTE端到端如何做到循序漸進呢？
一般來說，LTE網絡中的語音傳輸問題有三種解決方法：VoLTE（Voice Over LTE，LTE網絡直傳）、CSFB（Circuit Switched Fallback，電路交換網絡支援）、SVLTE（Simultaneous Voice and LTE，LTE與語音網同步支持）。
VoLTE是基于IP多媒體子系統（IMS）的語音業務，配合GSMA在PRD IR.92中制定的在LTE控制和媒體層面的語音服務標準。使用該方案意味著語音將以數據流形式在LTE網絡中傳輸，所以無需調用傳統電路交換網絡，舊網絡將無需保留。VoLTE推薦使用AMR-WB語音編碼，也被稱作HD Voice。該編碼在3GPP標準族網絡下支持16KHz的采樣率。
目前，VoLTE已成為LTE時代全球運營商語音及語音漫游的主流方案。VoLTE提供高質量音視頻業務體驗，采用SRVCC/eSRVCC支持語音業務連續性，作為運營商構建下一代融合通信的關鍵能力，其可為用戶提供更為豐富的業務體驗。隨著FDD和TDD的協同發展，越來越多的運營商正投入到VoLTE網絡的部署與建設中，共同推動VoLTE國際漫游網絡建設，目標是實現真正的全球無縫漫游。
VoLTE的部署是一個系統工程，其涉及IMS核心網、EPC核心網、CS核心網、用戶數據、信令網、無線網、承載網支撐系統等共10個領域的相關問題，是電信領域空前復雜的一次網絡演進，是對運營商網絡與通信業務變革的一次重大挑戰。
1、IMS核心網部署
IMS支持豐富的接入類型和多媒體業務，早已被3GPP、GSMA確定為移動語音向All IP演進的標準架構。部署VoLTE網絡的關鍵工作之一就是建立以IMS為核心的目標核心網，IMS核心網涉及的關鍵網元包括I/S-CSCF、DNS/ENUM、MRFC/MRFP、IBCF/BGCF、MGCF/IM-MGW、SBC（Session Border Controller）等，主要完成VoLTE網絡的接入控制、呼叫路由及業務觸發等功能。
SBC是VoLTE網絡的重要部件，一般與P-CSCF功能融合部署，是移動用戶在IMS網絡上的入口點。由于SBC一般同時承載VoLTE信令和媒體，其部署位置會對用戶體驗產生重要影響，因此在部署策略上，需要綜合考慮SBC集中部署的設備效率、工程效率，以及SBC分布式部署的話務交換效率。SBC作為VoLTE承載的代理節點和入口點，若同時支持ATCF/ATGW錨定節點功能，可減少用戶從4G切換到2G或3G時的媒體重建時間，保障用戶平滑的系統間漫游通話體驗。
2、EPC核心網部署
EPC核心網關鍵功能節點包括MME和S/P-GW，需要支持VoLTE相關功能。比如，需要為VoLTE用戶的IMS APN（Access Point Name，接入點名稱）請求分配IPv4或IPv6地址，部署P-CSCF發現及路由業務請求到IMS核心網，通過Gx接口執行PCRF策略建立滿足業務QoS需求的EPC及空口承載，通過MME與SRVCC-IWF間的Sv接口發起到CS電路域的語音連續性請求等。
APN配置涉及終端、MME、P-GW上的APN配置，是EPC核心網部署需要考慮的一個關鍵方面。VoLTE業務和Internet業務可以共用APN，也可以使用獨立APN，兩大類業務使用不同的IP地址。共用APN方案部署簡單，但語音等電信業務容易受到Internet數據業務的影響。另外，電信語音業務一般基于通話時長進行計費，而Internet數據業務基于流量計費，共用APN方案需要根據ICID（IMS Charging Identifier）剔除相關語音通話流量，計費支撐系統適配處理更復雜。而獨立APN方案則沒有這個問題，根據APN計費即可，因此一般建議采用獨立APN部署VoLTE業務。
3、CS核心網改造
當前CS網絡仍將會與VoLTE網絡長期共存，需要兩網協同平滑用戶體驗。其一是CS要支持Sv接口，部署SRVCC/eSRVCC技術保障用戶從4G漫游到2G或3G網絡時語音呼叫連續。其二是要支持SRVCC/eSRVCC增強功能，保障語音呼叫切換到CS后仍能支持常見補充業務，如呼叫等待（CW）、呼叫保持（CH）、多方通話（Multi-Party）等。從長遠看，目前國際標準也制定了CS網絡演進接入IMS的解決方案，可以升級CS網絡支持ICS，即軟交換MSC演進為增強MSC支持I2接口等功能，完成業務交換和呼叫交換功能向IMS的遷移，建設全網統一的一張核心網，統一用戶體驗和提升運營效率。
VoLTE部署初期應盡可能減小對CS網絡的改造工作，縮短CS網絡改造部署時間。如對eSRVCC部署而言，因為系統間切換量相對較小，而且也是4G遷移過程中的過渡組網，因此適合集中部署一個或一對增強MSC作為SRVCC-IWF網元橋接CS和EPC/IMS網絡，減少對現有CS網絡的影響。
4、4G PCC網絡部署
PCC（Policy and Charging Control）系統是在3GPP R7中提出，作用于分組網絡的端到端策略控制架構。VoLTE借助PCC架構，由SBC/P-CSCF通過Rx接口向PCRF申請VoLTE音視頻承載資源，PCRF依據配置策略，映射生成滿足音視頻業務需求的動態規則，通過Gx接口指示EPC、無線預留滿足業務QoS要求的專有承載，從而保障業務服務質量。
端到端QoS部署的關鍵在于各相關網元QoS參數配置和映射。包括在SAE-HSS基于用戶簽約業務類型發放QCI、ARP、APN-AMBR和UE-AMBR等關鍵參數，完成業務層網元，包括基站、MME、S/P-GW、PCRF等的QoS機制和參數映射，完成IP承載層網元，如路由器根據QCI到DSCP的差異化控制映射。由于端到端QoS部署涉及領域和網元眾多，這對運營商或廠商的集成能力是很大的一個挑戰。
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5、業務平臺及智能網改造
業務層面的部署需要考慮兩個問題，第一個是如何保障VoLTE用戶在2G/3G網絡，以及LTE網絡下的基本語音與補充業務體驗的一致性問題，第二個是現有2G/3G智能網業務如何遷移至LTE，為VoLTE用戶提供類似VPMN、400等增值業務服務。
針對第一個問題，存在3種解決方案。方案一是部署ICS架構的目標網絡，用戶在CS漫游時仍然由IMS提供服務。這個方案目前在業界并不成熟，同時方案涉及CS網絡的大量改造。方案二是錨定方案，由用戶簽約O-CSI（針對主叫）或T-CSI（針對被叫），在CS域觸發智能到Anchor AS，由Anchor AS提供IMRN將呼叫路由回歸屬IMS域處理業務。錨定方案在CS域部署簡單，但錨定回IMS降低了業務效率，因此部分運營商僅部署了被叫錨定。方案三是CS/IMS雙域并行業務處理方案，無論主、被叫均不錨定回IMS。CS/IMS雙域并行業務處理的一個重要前提是用戶簽約業務數據需要能在HLR/SAE-HSS和IMS-HSS間同步。目前運營商可視情況選擇方案二或方案三。
有幾種方式可以幫助運營商實現智能業務繼承。其一是部署IM-SSF，其角色類似CS領域的SSP功能，通過傳統的CAMEL或INAP等智能網信令觸發到SCP/OCS，完成智能業務邏輯控制。IM-SSF一般建議跟MMTel AS融合部署。其二是部分智能業務平臺可升級或已經支持SIP，則可以直接改造成SIP AS，由S-CSCF通過iFC觸發到AS完成業務控制。其三對于一些語音交互類智能業務，可以通過MGCF路由回CS域MSC/SSP，在CS域完成智能流程交互。運營商可根據實際情況為不同的業務選擇合適的方案。
6、HLR/SAE-HSS與IMS-HSS融合部署
HLR/SAE-HSS與IMS-HSS（三合一HSS）數據庫融合部署可以避免HLR/SAE-HSS與IMS-HSS之間需要同步大量數據，如簽權信息、eSRVCC信息等的問題。對BOSS運營支撐系統來說，數據庫融合降低了BOSS的改造難度，避免同一VoLTE用戶的簽約信息需要同時向兩套設備進行業務開通。融合數據庫統一的業務簽約信息，能更好地保障補充業務在CS和VoLTE網絡的一致性，使用戶無論在CS還是VoLTE網絡漫游都能享受一致的業務體驗。
如果現網HLR數據庫能升級部署SAE-HSS和IMS-HSS，這將是最優的融合部署方案，否則需要新建融合數據庫，跟現有HLR數據庫長期并存，或者直接替換現有HLR數據庫。前者部署起來更平滑，但考慮到一般是以不換號方式遷移用戶到4G，因此需要部署FNR區分到新老數據庫的路由。后者則無需部署FNR，但直接替換HLR操作起來風險較大，需要充分驗證各業務場景。運營商需要根據實際情況確定數據庫融合方案和部署節奏。
7、Diameter信令網部署
Diameter是EPC/PCC/IMS網絡通信的基礎協議，與PCRF/OCS/HSS互聯的眾多網絡節點的功能接口都基于Diameter協議。3GPP定義DRA功能實體用于Diameter信令路由匯聚，應用于核心路由場景。GSMA定義DRA用于3G/4G網絡間漫游時的安全隔離及與當前SS7信令網互通，應用于跨網絡的漫游互通場景。DRA跨接于EPC/PCC/IMS網絡之間，可以實現將同一用戶的各網元接口會話綁定到相同PCRF。運營商部署Diameter匯接設備可以簡化Diameter信令網絡部署和維護，方便快速開展新業務。
伴隨用戶從2G/3G向4G逐步遷移，傳統SS7信令網和Diameter信令網將會是一個此消彼長的關系。如果現網STP設備能直接升級支持Diameter，則建議直接重用現有STP設備，否則建議新建Diameter/SS7融合匯接設備，隨用戶遷移和SS7的IP化改造，逐步建設Diameter/SS7融合的信令網，而傳統SS7信令網則隨生命周期讓其自然消亡。
8、業務支撐和網管部署
VoLTE業務發放涉及眾多網元，包括HLR/SAE HSS/IMS HSS（三合一HSS）、MMTel AS、IM-SSF、ENUM/DNS、SCP及其它增值業務AS等，需要運營商BOSS改造支持相應的業務開通接口，以及MMTeL AS/PGW等網元話單處理及在線計費接口滿足VoLTE用戶業務開通和計費功能。
VoLTE All IP架構和更復雜的業務流程對運營商的網絡管理提出了更高的挑戰。CS網絡核心網元不到5個，而VoLTE核心網元則超過了12個，基本業務流程經過了更多的網元和接口，復雜性成倍增加。運營商需要考慮如何提升端到端快速故障解決及日常新業務開通效率，需要考慮如何建設LTE環境下的業務質量KPI衡量體系，需要考慮如何端到端管理All IP下的語音質量。
9、無線網絡升級改造
LTE網絡需要升級改造支持VoLTE。音視頻等實時電信業務對時延要求很敏感，這要求部署端到端QoS來保障服務質量，其中就包括了無線側的QoS部署。從測試情況來看，無線相關特性如頭壓縮技術（ROHC）、降低時延（TTI Bundling）、半靜態調度（SPS）等增強功能能夠提升VoLTE的覆蓋能力和系統容量效率。邊緣eNodeB需要正確配置相鄰GSM或UMTS位置區及eSRVCC測量控制相關參數，并隨網絡變化及時調整。同時BSC或RNC需要部署2G/3G到4G的重選，保證4G網絡可用時用戶能及時返回4G。
10、IP承載網改造
一般通過VPN來合理區分電信網絡的各類信令、媒體和維護管理分組數據，以更好地保障業務安全。如劃分IMS信令VPN、IMS媒體VPN等。不同于2G/3G PS環境下用戶停止產生流量一段時間后的IP地址自動回收機制，VoLTE用戶將永久在線。因此對于一些規模很大的運營商，IPv6部署改造也是一項必須考慮的重要工作。包括終端、IP承載網設備、EPC核心網、IMS核心網、SBC等都涉及IPv6部署。
QoS改造是承載網改造的一項重要內容。承載網需要啟動DiffServ隊列調度能力，以實現對不同等級業務的服務質量控制。通過對QCI和IP承載網的IP DSCP服務質量優先級參數進行映射，實現跟其它分組業務的區分和優先級控制，保障VoLTE信令、語音及視頻等業務的服務質量。
VoLTE的部署除涉及以上領域的關鍵技術問題外，還有很多與網絡運營、網絡優化相關的問題需要通過不斷實踐來積累經驗，期望運營商、設備商、終端與芯片廠商通力合作，加快推進VoLTE相關產業成熟，促進全球運營商VoLTE網絡的規模部署，盡早實現VoLTE商用和全球無縫漫游，以更好的通信體驗豐富人們的溝通與生活。
