VoLTE讓彩鈴更悅耳

周峰

【摘要】 本文重點介紹了在LTE時代基于VoLTE技術的高清音視頻彩鈴的業務特點，基于VoLTE彩鈴技術特性，演進路線，如何構建新一代彩鈴系統等。最后通過和OTT推出移動社交的類似應用做了對比，分析出VoLTE的獨特價值。

【關檢詞】 VoLTE彩鈴 OTT

今天你想吃泰國菜了，用手機撥打餐廳電話訂座，直接從手機屏幕中看到餐廳的環境和菜品，手機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，私配獨家冬陰功湯，呈現濃郁湯本味……”，這種場景將在不就的將來來到你我身邊，這就是運營商即將推出的VoLTE彩鈴業務。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彩鈴業務，得到參展觀眾的一致好評，獲得運營商高層的高度重視，寄語要加快研究、加快商用。

一、彩鈴發展歷程

傳統的彩鈴技術是一種個性化的多彩回鈴音業務，一般是依賴于交換機或智能網技術實現的。2002年韓國運營商SK率先引入彩鈴業務，在2003年引入中國市場后迅猛發展，是運營商最有價值的增值業務，但伴隨智能機在2010年后的普及、多種基于互聯網的OTT業務蓬勃發展，運營商的傳統彩鈴業務逐漸萎縮。

電信彩鈴業務是伴隨著移動語音業務發展起來的，移動語音經歷了從TDM到IP、從傳統交換機到軟交換的發展后，未來將走向移動寬帶語音。在網絡演進上，無線側體現為從GSM/CDMA/UMTS等向LTE發展，核心網側則體現為從電路交換（Circuit Switch， CS）向IP多媒體子系統（IP Multimedia Subsystem，IMS）發展。過去幾年，圍繞LTE語音曾經出現過多種觀點、技術和演進路線，最終選擇了基于IMS的VoLTE。

二、什么是VoLTE彩鈴

2G/3G時代的彩鈴業務是通話前一段15秒聲音，是通話前給主叫用戶聽的聲音，展現形式的單一，缺乏富媒體呈現，被叫用戶雖然付費卻不能感受到彩鈴業務，這些成為傳統彩鈴發展的瓶頸和困惑。在VoLTE時代，傳統彩鈴將演變成為VoLTE彩鈴。VoLTE彩鈴呈現為富媒體化形式的創新，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形式；此外彩鈴體驗方式也變革成為彩振合一，被叫用戶設置的彩鈴在通話前的振鈴時間會被主被叫用戶同時聽到。

VoLTE彩鈴網絡建設需要結合現網的網絡情況和終端情況統一考慮，從可行度上，首先完成高清音頻方案，提升客戶體驗，然后根據網絡能力和終端情況，逐步疊加多媒體功能。

三、VoLTE彩鈴的價值

VoLTE的體驗明顯優于傳統電路交換網絡中的語音，主要表現在如下幾個方面。

首先，高清語音和視頻編解碼的引入顯著提高了通信質量。貝爾1875年發明的電話采用的就是300-3400Hz的語音編碼，到現在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，接入時延在2秒左右，而2G的接續時延可能是6秒，CSFB接續可能是8～10秒，VoLTE下接續時延要遠遠小于其他方案。采用寬帶語音編解碼使語音質量更加自然、產生層次感，可以媲美普通mp3音頻效果。

彩鈴業務是音質直接相關的增值業務，傳統彩鈴噪音大、音質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，促進運營商發展高品質和低時延的VoLTE彩鈴。

其次，VoLTE還支持高清視頻彩鈴，相對于3G時代的視頻業務分辨率： 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彩鈴將集成即時消息、文件傳輸、內容共享、位置服務等多種通信方式于一體的富媒體通信，把傳統的話音系統構建成為豐富的、高質量的、多媒體的通話系統。

第四，VoLTE的呼叫接續時長大幅縮短，測試表明VoLTE比CS呼叫縮短一半以上，將大大提升通話體驗。

VoLTE彩鈴的如上特點將大大提升彩鈴的體驗，豐富人們溝通生活的同時，也給運營商和周邊廠家帶來新契機。對運營商而言：

差異化競爭：以通話業務為入口和錨點，使用電信信令、弱終端依賴，實現多種業務的融合，可以拉開和OTT廠家差異化競爭；

業務標準化：依托標準電信協議、規范基礎，解決多運營商之間的業務互通性，利用移動在行業的領導力，促進業務在整個電信領域的普及；

業務靈活：通過開放富媒體能力，形成業務形態多樣性，為用戶提供定制化和多樣化的服務。

四、VoLTE彩鈴系統的實現

整體而言業務升級改造工作量不大，成本也不高。

2G/3G網絡下，主叫呼叫被叫，核心網根據被叫用戶的簽約信息，被叫是彩鈴用戶，核心網MSC尋呼被叫，并觸發彩鈴放音，彩鈴平臺通過URP部件向主叫播放彩鈴音，被叫摘機后，核心網MSC通知URP中止放音；

VoLTE場景下，彩鈴需部署升級AS（Application Server）服務器，用于處理彩鈴SIP呼叫信令，在HSS上配置iFC規則（對應2G/3G網絡下HLR上的SS_code）。主叫呼叫被叫時，IMS核心網觸發彩鈴業務，彩鈴AS通知URP部件向主叫終端播放彩鈴音。其余業務流程與2/3G一樣。

五、VoLTE彩鈴技術和OTT消息類業務對比

這是一個無法回避的話題。從3G時代開始，OTT廠家就以排山倒海的勢頭迅速占領了流量高地，以微信、iMessage和Facetime為代表的產品，對運營商的傳統業務進行了分流。其中受影響最大的就是消息類業務，傳統電信增值業務下滑嚴重。

那么隨著4G時代的到來，運營商建設了網絡更寬、速度更快的網絡，豈不是給OTT廠家做嫁衣？在3G時代，消息類業務已經不保，是不是4G時代連語音業務也要丟掉？答案是否定的，正式由于4G VoLTE的到來，給運營商帶來了機會，使得運營商可以和傳統OTT展開競爭。

大家知道，在3G時代，傳統的消息和語音業務其實還是附著在2G網絡上，這些業務相比2G時代基本沒有變化，最終用戶對這些業務的體驗也沒有變化，這對運營商是不利的。而3G的數據網絡提高了帶寬，降低了資費，卻給OTT廠家帶來了契機，他們推出的OTT產品，不用付出任何代價，就可以早期互聯網上積累的人氣來迅速推廣應用，手機終端被OTT應用占領，原來1毛錢一條的短信，現在用微信只要幾個字節的流量，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網絡是給OTT互聯網廠家建設的，運營商用傳統的2G產品和3G的OTT產品進行競爭，自然處于下風。

那么在4G時代，真正演進到VoLTE之后，VoLTE使得業務也真正的進入了流量時代，VoLTE終于要和OTT進行一決高下了。

比技術，VoLTE更有保障。有人問：“VoLTE和OTT語音應用有什么區別？看起來，都是用流量打電話??？”其實，兩者基本原理相似，都是將聲音進行編碼壓縮，然后將語音數據包通過網絡來傳輸。但若你認為，Facetime是基于VoIP技術，VoLTE就是4G網絡版本的VoIP，那就錯了。

VoLTE即Voice over LTE，是通過LTE網絡作為業務接入、IP多媒體子系統（IMS）網絡實現業務控制的語音解決方案，可實現數據與語言業務在同一網絡下的統一，可實現與現網2G/3G的語音互通和無縫切換。VoLTE用的網絡是運營商的IMS專網，而傳統的VOIP業務還是基于互聯網。IMS專網是專門為語音通信設計的，其設計規格和指標都高于互聯網，自然為VoLTE語音打下了良好的基礎。而且，VoLTE有4大技術保障其語音業務提供高標準的QoS（服務質量）：

SPS半持續調度，減少控制信令開銷，提高控制信道可調度用戶數；

TTI bundling，可以提升上行覆蓋性能；

RoHC包頭壓縮，減少數據包頭開銷，從而對 VoLTE業務信道覆蓋和容量有顯著增益；

DRX非連續接收，允許UE不再一直監視PDCCH信道，從而達到終端省電的目的。

OTT語音應用都是基于VoIP技術，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）以數據封包（Data Packet）的形式在互聯網上做實時傳遞。

由于 OTT沒有QoS端到端保障，體驗受網絡波動影響很大，所以VoLTE體驗無論質量和穩定性都要優于OTT同類應用。還有測試顯示，VoLTE比OTT應用省電30%以上；而VoLTE視頻和語音占用網絡帶寬只有OTT應用的將近50%。

比通話，VoLTE時延少質量高。與傳統通信相比，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，與傳統通信相比，VoLTE的接通時間更短，呼叫時延是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技術的4G高清通話平均等待時間僅需2秒左右，未來可以控制在1S以內。

那么，在VoLTE與OTT應用之間，兩者的對比情況又如何呢？據中國移動對VoLTE和OTT進行網絡實測：VoLTE的MOS值為3.6～3.8，時延為2.2～2.5s；OTT用于的MOS值為2.1～3.5，時延為2.5～7.5s。MOS值是衡量通信系統語音質量的重要指標，0分代表最差的質量，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、信號強度、干擾情況、切換情況等有關。

此外，OTT語音還會與其他業務搶占公共帶寬資源，體驗受網絡波動影響大。在網絡帶寬壓力較大的時候，OTT語音易出現誤碼、丟包、時延大等一系列服務質量問題。而VoLTE擁有QoS保障，語音業務QCI=1，滿足語音高優先級需求，掉話率為零。

即便是在4G信號較弱的地方，VoLTE也能實現與現網2G/3G的語音互通和無縫切換。通過eSRVCC，VoLTE的切換時延已降低至300ms以內，人耳基本無法感知。而OTT應用一旦從4G網絡掉到2G網絡，語音通話就會中斷。

比安全，VoLTE業務網更可靠。VoIP建立在Internet基礎之上，繼承了IP網絡易受攻擊的先天不足。VoIP有不少弱點和安全隱患，比如，其服務器容易遭受病毒、網上黑客等的攻擊。但其中，最為人所擔憂的就是——VoIP與傳統通信相比更容易被竊聽。由于VoIP技術的常用協議本身是開放的，一些竊聽方式能將在數據網絡上的語音數據加以重放，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的進一步發展

而VoLTE業務走的是中國移動具有高可靠性及安全性的內部網絡。通過IMS域、EPS域及PCC架構的聯合保障，語音業務端到端時延、誤碼率等服務質量也都獲得嚴格保證，這些都是OTT語音業務無法做到的。

另一方面，VoLTE也是以真實手機號和實名制為前提的，信息安全更有保障。

六、結束語

4G時代給OTT廠家帶來機會的同時，最重要的是給了運營商機遇，運營商可以把老的2G、3G網絡改造掉，使得傳統業務可以從老舊的CS域轉換到PS域，給運營商能和OTT互聯網進行競爭的機會，而且運營商有先天的技術優勢，各項技術成熟度高，有各種電信標準組織和電信設備廠家的直接支持，相信會在4G時代結出碩果。彩鈴作為語音的一部分，受益于VoLTE技術，必將大放異彩。

參 考 文 獻

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