VoLTE讓彩鈴更悅耳

周峰

【摘要】 本文重點(diǎn)介紹了在LTE時(shí)代基于VoLTE技術(shù)的高清音視頻彩鈴的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，基于VoLTE彩鈴技術(shù)特性，演進(jìn)路線，如何構(gòu)建新一代彩鈴系統(tǒng)等。最后通過和OTT推出移動社交的類似應(yīng)用做了對比，分析出VoLTE的獨(dú)特價(jià)值。

【關(guān)檢詞】 VoLTE彩鈴 OTT

今天你想吃泰國菜了，用手機(jī)撥打餐廳電話訂座，直接從手機(jī)屏幕中看到餐廳的環(huán)境和菜品，手機(jī)振鈴期間播放一段餐廳介紹視頻：“薩瓦迪卡！歡迎光臨大象花園泰式海鮮料理！ 明星主廚坐鎮(zhèn)，私配獨(dú)家冬陰功湯，呈現(xiàn)濃郁湯本味……”，這種場景將在不就的將來來到你我身邊，這就是運(yùn)營商即將推出的VoLTE彩鈴業(yè)務(wù)。在2016中國國際信息通信展覽會（俗稱北展）上，咪咕公司攜手華為首次展示了VoLTE彩鈴業(yè)務(wù)，得到參展觀眾的一致好評，獲得運(yùn)營商高層的高度重視，寄語要加快研究、加快商用。

一、彩鈴發(fā)展歷程

傳統(tǒng)的彩鈴技術(shù)是一種個(gè)性化的多彩回鈴音業(yè)務(wù)，一般是依賴于交換機(jī)或智能網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。2002年韓國運(yùn)營商SK率先引入彩鈴業(yè)務(wù)，在2003年引入中國市場后迅猛發(fā)展，是運(yùn)營商最有價(jià)值的增值業(yè)務(wù)，但伴隨智能機(jī)在2010年后的普及、多種基于互聯(lián)網(wǎng)的OTT業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，運(yùn)營商的傳統(tǒng)彩鈴業(yè)務(wù)逐漸萎縮。

電信彩鈴業(yè)務(wù)是伴隨著移動語音業(yè)務(wù)發(fā)展起來的，移動語音經(jīng)歷了從TDM到IP、從傳統(tǒng)交換機(jī)到軟交換的發(fā)展后，未來將走向移動寬帶語音。在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)上，無線側(cè)體現(xiàn)為從GSM/CDMA/UMTS等向LTE發(fā)展，核心網(wǎng)側(cè)則體現(xiàn)為從電路交換（Circuit Switch， CS）向IP多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem，IMS）發(fā)展。過去幾年，圍繞LTE語音曾經(jīng)出現(xiàn)過多種觀點(diǎn)、技術(shù)和演進(jìn)路線，最終選擇了基于IMS的VoLTE。

二、什么是VoLTE彩鈴

2G/3G時(shí)代的彩鈴業(yè)務(wù)是通話前一段15秒聲音，是通話前給主叫用戶聽的聲音，展現(xiàn)形式的單一，缺乏富媒體呈現(xiàn)，被叫用戶雖然付費(fèi)卻不能感受到彩鈴業(yè)務(wù)，這些成為傳統(tǒng)彩鈴發(fā)展的瓶頸和困惑。在VoLTE時(shí)代，傳統(tǒng)彩鈴將演變成為VoLTE彩鈴。VoLTE彩鈴呈現(xiàn)為富媒體化形式的創(chuàng)新，用戶聽到的是高清音樂，用戶可以看到文字、圖片、HTML5、短視頻等多種媒體呈現(xiàn)形式；此外彩鈴體驗(yàn)方式也變革成為彩振合一，被叫用戶設(shè)置的彩鈴在通話前的振鈴時(shí)間會被主被叫用戶同時(shí)聽到。

VoLTE彩鈴網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)情況和終端情況統(tǒng)一考慮，從可行度上，首先完成高清音頻方案，提升客戶體驗(yàn)，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)能力和終端情況，逐步疊加多媒體功能。

三、VoLTE彩鈴的價(jià)值

VoLTE的體驗(yàn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)中的語音，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

首先，高清語音和視頻編解碼的引入顯著提高了通信質(zhì)量。貝爾1875年發(fā)明的電話采用的就是300-3400Hz的語音編碼，到現(xiàn)在141年后語音編碼沒有變，VoLTE使用AMRWB編解碼，相對于AMR-NB，新編解碼特點(diǎn)是頻率更廣（從300～3400Hz到50～7000Hz）、采樣率更大（從8 kHz到16 kHz）、比特率更高（從12.2Kbps到23.85Kbps）。VoLTE比CS呼叫縮短一半以上，在采用端到端全VoLTE的情況下，接入時(shí)延在2秒左右，而2G的接續(xù)時(shí)延可能是6秒，CSFB接續(xù)可能是8～10秒，VoLTE下接續(xù)時(shí)延要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他方案。采用寬帶語音編解碼使語音質(zhì)量更加自然、產(chǎn)生層次感，可以媲美普通mp3音頻效果。

彩鈴業(yè)務(wù)是音質(zhì)直接相關(guān)的增值業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)彩鈴噪音大、音質(zhì)差一直是用戶反饋而難以有效解決的最大問題，用戶訴求多，高清彩鈴可以更直觀的提升用戶體驗(yàn)，促進(jìn)運(yùn)營商發(fā)展高品質(zhì)和低時(shí)延的VoLTE彩鈴。

其次，VoLTE還支持高清視頻彩鈴，相對于3G時(shí)代的視頻業(yè)務(wù)分辨率： 176*144 （QCIF），VoLTE下的彩鈴將支持的典型分辨率： 480*640 （VGA） ，最高支持720P/1080P。

第三、VoLTE彩鈴將集成即時(shí)消息、文件傳輸、內(nèi)容共享、位置服務(wù)等多種通信方式于一體的富媒體通信，把傳統(tǒng)的話音系統(tǒng)構(gòu)建成為豐富的、高質(zhì)量的、多媒體的通話系統(tǒng)。

第四，VoLTE的呼叫接續(xù)時(shí)長大幅縮短，測試表明VoLTE比CS呼叫縮短一半以上，將大大提升通話體驗(yàn)。

VoLTE彩鈴的如上特點(diǎn)將大大提升彩鈴的體驗(yàn)，豐富人們溝通生活的同時(shí)，也給運(yùn)營商和周邊廠家?guī)硇缕鯔C(jī)。對運(yùn)營商而言：

差異化競爭：以通話業(yè)務(wù)為入口和錨點(diǎn)，使用電信信令、弱終端依賴，實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的融合，可以拉開和OTT廠家差異化競爭；

業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化：依托標(biāo)準(zhǔn)電信協(xié)議、規(guī)范基礎(chǔ)，解決多運(yùn)營商之間的業(yè)務(wù)互通性，利用移動在行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)力，促進(jìn)業(yè)務(wù)在整個(gè)電信領(lǐng)域的普及；

業(yè)務(wù)靈活：通過開放富媒體能力，形成業(yè)務(wù)形態(tài)多樣性，為用戶提供定制化和多樣化的服務(wù)。

四、VoLTE彩鈴系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

整體而言業(yè)務(wù)升級改造工作量不大，成本也不高。

2G/3G網(wǎng)絡(luò)下，主叫呼叫被叫，核心網(wǎng)根據(jù)被叫用戶的簽約信息，被叫是彩鈴用戶，核心網(wǎng)MSC尋呼被叫，并觸發(fā)彩鈴放音，彩鈴平臺通過URP部件向主叫播放彩鈴音，被叫摘機(jī)后，核心網(wǎng)MSC通知URP中止放音；

VoLTE場景下，彩鈴需部署升級AS（Application Server）服務(wù)器，用于處理彩鈴SIP呼叫信令，在HSS上配置iFC規(guī)則（對應(yīng)2G/3G網(wǎng)絡(luò)下HLR上的SS_code）。主叫呼叫被叫時(shí)，IMS核心網(wǎng)觸發(fā)彩鈴業(yè)務(wù)，彩鈴AS通知URP部件向主叫終端播放彩鈴音。其余業(yè)務(wù)流程與2/3G一樣。

五、VoLTE彩鈴技術(shù)和OTT消息類業(yè)務(wù)對比

這是一個(gè)無法回避的話題。從3G時(shí)代開始，OTT廠家就以排山倒海的勢頭迅速占領(lǐng)了流量高地，以微信、iMessage和Facetime為代表的產(chǎn)品，對運(yùn)營商的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了分流。其中受影響最大的就是消息類業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)電信增值業(yè)務(wù)下滑嚴(yán)重。

那么隨著4G時(shí)代的到來，運(yùn)營商建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)更寬、速度更快的網(wǎng)絡(luò)，豈不是給OTT廠家做嫁衣？在3G時(shí)代，消息類業(yè)務(wù)已經(jīng)不保，是不是4G時(shí)代連語音業(yè)務(wù)也要丟掉？答案是否定的，正式由于4G VoLTE的到來，給運(yùn)營商帶來了機(jī)會，使得運(yùn)營商可以和傳統(tǒng)OTT展開競爭。

大家知道，在3G時(shí)代，傳統(tǒng)的消息和語音業(yè)務(wù)其實(shí)還是附著在2G網(wǎng)絡(luò)上，這些業(yè)務(wù)相比2G時(shí)代基本沒有變化，最終用戶對這些業(yè)務(wù)的體驗(yàn)也沒有變化，這對運(yùn)營商是不利的。而3G的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提高了帶寬，降低了資費(fèi)，卻給OTT廠家?guī)砹似鯔C(jī)，他們推出的OTT產(chǎn)品，不用付出任何代價(jià)，就可以早期互聯(lián)網(wǎng)上積累的人氣來迅速推廣應(yīng)用，手機(jī)終端被OTT應(yīng)用占領(lǐng)，原來1毛錢一條的短信，現(xiàn)在用微信只要幾個(gè)字節(jié)的流量，甚至不花錢，自然越來越多的人投入到微信的懷抱，不再用短信?？梢钥闯鰜?，3G網(wǎng)絡(luò)是給OTT互聯(lián)網(wǎng)廠家建設(shè)的，運(yùn)營商用傳統(tǒng)的2G產(chǎn)品和3G的OTT產(chǎn)品進(jìn)行競爭，自然處于下風(fēng)。

那么在4G時(shí)代，真正演進(jìn)到VoLTE之后，VoLTE使得業(yè)務(wù)也真正的進(jìn)入了流量時(shí)代，VoLTE終于要和OTT進(jìn)行一決高下了。

比技術(shù)，VoLTE更有保障。有人問：“VoLTE和OTT語音應(yīng)用有什么區(qū)別？看起來，都是用流量打電話?。俊逼鋵?shí)，兩者基本原理相似，都是將聲音進(jìn)行編碼壓縮，然后將語音數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸。但若你認(rèn)為，F(xiàn)acetime是基于VoIP技術(shù)，VoLTE就是4G網(wǎng)絡(luò)版本的VoIP，那就錯(cuò)了。

VoLTE即Voice over LTE，是通過LTE網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)接入、IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制的語音解決方案，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語言業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)網(wǎng)2G/3G的語音互通和無縫切換。VoLTE用的網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營商的IMS專網(wǎng)，而傳統(tǒng)的VOIP業(yè)務(wù)還是基于互聯(lián)網(wǎng)。IMS專網(wǎng)是專門為語音通信設(shè)計(jì)的，其設(shè)計(jì)規(guī)格和指標(biāo)都高于互聯(lián)網(wǎng)，自然為VoLTE語音打下了良好的基礎(chǔ)。而且，VoLTE有4大技術(shù)保障其語音業(yè)務(wù)提供高標(biāo)準(zhǔn)的QoS（服務(wù)質(zhì)量）：

SPS半持續(xù)調(diào)度，減少控制信令開銷，提高控制信道可調(diào)度用戶數(shù)；

TTI bundling，可以提升上行覆蓋性能；

RoHC包頭壓縮，減少數(shù)據(jù)包頭開銷，從而對 VoLTE業(yè)務(wù)信道覆蓋和容量有顯著增益；

DRX非連續(xù)接收，允許UE不再一直監(jiān)視PDCCH信道，從而達(dá)到終端省電的目的。

OTT語音應(yīng)用都是基于VoIP技術(shù)，包括微信、QQ、Facetime等都具有VoIP特性。所謂VoIP，即Voice over Internet Protocol，是將模擬聲音信號（Voice）以數(shù)據(jù)封包（Data Packet）的形式在互聯(lián)網(wǎng)上做實(shí)時(shí)傳遞。

由于 OTT沒有QoS端到端保障，體驗(yàn)受網(wǎng)絡(luò)波動影響很大，所以VoLTE體驗(yàn)無論質(zhì)量和穩(wěn)定性都要優(yōu)于OTT同類應(yīng)用。還有測試顯示，VoLTE比OTT應(yīng)用省電30%以上；而VoLTE視頻和語音占用網(wǎng)絡(luò)帶寬只有OTT應(yīng)用的將近50%。

比通話，VoLTE時(shí)延少質(zhì)量高。與傳統(tǒng)通信相比，VoLTE的語音更清晰。VoLTE采用50～7000Hz的AMRWB 23.85Kbps解編碼。而傳統(tǒng)語音通話一直采用300Hz至3400Hz的語音編碼。由于音域更廣，同樣的語音通話，自然是VoLTE的語音清晰、效果更逼真。

此外，與傳統(tǒng)通信相比，VoLTE的接通時(shí)間更短，呼叫時(shí)延是2G/3G通話的1/10。通常，2G/3G通話從客戶開始撥打到返回彩鈴音平均約需6～9秒，而基于VoLTE技術(shù)的4G高清通話平均等待時(shí)間僅需2秒左右，未來可以控制在1S以內(nèi)。

那么，在VoLTE與OTT應(yīng)用之間，兩者的對比情況又如何呢？據(jù)中國移動對VoLTE和OTT進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)測：VoLTE的MOS值為3.6～3.8，時(shí)延為2.2～2.5s；OTT用于的MOS值為2.1～3.5，時(shí)延為2.5～7.5s。MOS值是衡量通信系統(tǒng)語音質(zhì)量的重要指標(biāo)，0分代表最差的質(zhì)量，5分為最高分。其主要反映的是用戶的感知度，一般和語音編碼方案、信號強(qiáng)度、干擾情況、切換情況等有關(guān)。

此外，OTT語音還會與其他業(yè)務(wù)搶占公共帶寬資源，體驗(yàn)受網(wǎng)絡(luò)波動影響大。在網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力較大的時(shí)候，OTT語音易出現(xiàn)誤碼、丟包、時(shí)延大等一系列服務(wù)質(zhì)量問題。而VoLTE擁有QoS保障，語音業(yè)務(wù)QCI=1，滿足語音高優(yōu)先級需求，掉話率為零。

即便是在4G信號較弱的地方，VoLTE也能實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)網(wǎng)2G/3G的語音互通和無縫切換。通過eSRVCC，VoLTE的切換時(shí)延已降低至300ms以內(nèi)，人耳基本無法感知。而OTT應(yīng)用一旦從4G網(wǎng)絡(luò)掉到2G網(wǎng)絡(luò)，語音通話就會中斷。

比安全，VoLTE業(yè)務(wù)網(wǎng)更可靠。VoIP建立在Internet基礎(chǔ)之上，繼承了IP網(wǎng)絡(luò)易受攻擊的先天不足。VoIP有不少弱點(diǎn)和安全隱患，比如，其服務(wù)器容易遭受病毒、網(wǎng)上黑客等的攻擊。但其中，最為人所擔(dān)憂的就是——VoIP與傳統(tǒng)通信相比更容易被竊聽。由于VoIP技術(shù)的常用協(xié)議本身是開放的，一些竊聽方式能將在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的語音數(shù)據(jù)加以重放，就會造成用戶通信信息的泄露，就連用戶的IP電話的登錄密碼也會被竊取。所以，安全性問題一直制約VoIP的進(jìn)一步發(fā)展

而VoLTE業(yè)務(wù)走的是中國移動具有高可靠性及安全性的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。通過IMS域、EPS域及PCC架構(gòu)的聯(lián)合保障，語音業(yè)務(wù)端到端時(shí)延、誤碼率等服務(wù)質(zhì)量也都獲得嚴(yán)格保證，這些都是OTT語音業(yè)務(wù)無法做到的。

另一方面，VoLTE也是以真實(shí)手機(jī)號和實(shí)名制為前提的，信息安全更有保障。

六、結(jié)束語

4G時(shí)代給OTT廠家?guī)頇C(jī)會的同時(shí)，最重要的是給了運(yùn)營商機(jī)遇，運(yùn)營商可以把老的2G、3G網(wǎng)絡(luò)改造掉，使得傳統(tǒng)業(yè)務(wù)可以從老舊的CS域轉(zhuǎn)換到PS域，給運(yùn)營商能和OTT互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行競爭的機(jī)會，而且運(yùn)營商有先天的技術(shù)優(yōu)勢，各項(xiàng)技術(shù)成熟度高，有各種電信標(biāo)準(zhǔn)組織和電信設(shè)備廠家的直接支持，相信會在4G時(shí)代結(jié)出碩果。彩鈴作為語音的一部分，受益于VoLTE技術(shù)，必將大放異彩。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王麗秋.VoLTE中彩鈴平臺改造研究[J].電信技術(shù).（1）：44-47