5G助力廣電實現夢寐以求全業務

林尊益

（廣東省廣播電視網絡股份有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524000）

0 引言

2019年6月6日，工信部給中國廣電發放5G業務許可牌照，廣電成為第四大運營商。2020年1月， 工信部批準4.9 GHz頻段給廣電開展5G網絡試點。2020年4月，工信部發布《關于調整700 MHz頻段頻率使用規劃的通知》，正式將廣電700 MHz頻段劃歸移動通信系統，作為5G網絡低頻覆蓋[2]。至此， 中國廣電擁有700 MHz和4.9 GHz頻段用于發展5G 網絡。

1 廣電5G網絡數據通信能力

既然廣電擁有發展5G網絡頻段，那么接下來廣電建設一個什么樣網絡才是5G網絡，下面簡單介紹一下。5G就是第五代移動通信網絡，5G網絡最基本的功能就是數據通信和語音通信。數據通信能力峰值理論傳輸速率可達20 Gb/s，比4G網絡快10倍[1]。標準速率達1 Gb/s以上，滿足高清視頻、虛擬現實等大數據傳輸，連續廣域覆蓋和高移動性下，用戶體驗速率100 Mb/s；空中接口時延水平控制在1 ms 內，滿足自動駕駛、遠程醫療等實時應用；頻譜效率是4G 10倍以上，超大網絡容量，提供千億設備連接能力，滿足物聯網通信。

2 廣電5G網絡語音業務

上面簡單介紹5G網絡數據通信能力，接下來主要介紹5G網絡另外一個重要能力就是語音通信。對于廣電來說，要實現全業務，就差移動語音業務， 也是業務發展的短板，所以廣電發展5G首要任務就是發展語音及視頻電話業務，直接通過5G手機進行語音及視頻通話。相對于另三大通信運營商， 廣電全新起步的網絡建設，沒有2G/3G語音電路交換，也無4G VoLTE語音分組交換網絡，如何實現語音通信業務呢？

2.1 語音業務發展情況

雖然三大運營商都在全國范圍內已商用VoLTE，但是各家發展進度及用戶群規模覆蓋不同，存在一定滯后。5G牌照發布后，5G發展加速， VoLTE業務也迎來發展快速期。在5G時代，語音業務將采用全新的VoNR形式，新技術VoNR可以提供較好的5G語音業務，但在偏遠地區5G網絡覆蓋不好的地區，為了保證語音業務的連續性，用戶還是需將語音業務回落到4G VoLTE來實現。

2.2 5G網絡組網方式

5G標準有兩種組網方式，NSA非獨立組網和SA獨立組網[1]。NSA是5G與4G混合組網，在現有的4G網絡基礎上進行5G網絡的部署，只建設5G 無線網，利用現有4G核心網、4G無線網，暫時無須同步建設5G核心網。NSA主要考慮經濟性，以保護已有投資；而SA方式則是新建5G核心網和5G無線網，5G網絡與4G網絡互相獨立，5G與4G僅在核心網級互連互通（圖1是NSA與SA組網方式）。廣電沒有4G網絡基礎，所以應選擇5G獨立組網SA的方式，其他運營商可以從NSA向SA演進。

圖1 NSA與SA組網方式

2.3 5G語音業務傳輸

通過上面討論5G網絡兩種組網方式后，接下來分析語音業務傳輸過程。5G網線語音解決方案主要有三種：VoLTE、EPS fallback和VoNR。對于NSA非獨立組網，采用VoLTE方案；在SA獨立組網方式下，采用EPS fallback和VoNR兩種方案。

VoLTE方案在4G網絡通過I P多媒體子系統IMS將語音業務承載在IP網絡上，實現將2G/3G電路交換語音業務在4G網絡全部IP化。EPS fallback 方案是在5G網絡中采用EPS fallback回落到4G通過VoLTE的方式實現語音業務。VoNR方案是通過5G網絡IMS系統承載語音業務，也是5G最終目標語音解決方案。部署VoNR基站的區域，由VoNR基站與5G核心網交互，通過IMS系統實現語音通信。未有VoNR基站覆蓋的區域，通過EPS fallback回落到4G網絡，然后由4G VoLTE基站與4G核心網EPC交互，通過IMS系統實現語音業務。如果該區域連4G基站都沒有，那又CSFB回落到2G/3G網絡， 由2G/3G基站通過CS電路交換核心網，通過IMS系統完成語音通信功能，3GPP標準不支持語音從5G 回落到2G/3G CS（圖2是語音傳輸過程）。

圖2 語音傳輸過程

2.4 SA獨立組網語音業務實現

下面重點介紹VoNR和EPS fallback兩種方案。

2.4.1 VoNR方案

在VoNR方案中（如圖3所示），語音和數據業務都是由5G網絡承載。對于已部署VoNR區域，語音直接從VoNR與NGC核心網交互，通過IMS IP多媒體子系統實現語音通信。

圖3 VoNR部署模式

5G獨立組網架構SA下VoNR具備如下幾方面優勢：

（1）實現電話和數據同時雙處理。5G獨立組網架構SA下，語音和數據業務都是由5G網絡承載， 在語音通話過程中，數據同時可以通過5G核心網進行連接，響應上網需求。即便是覆蓋較差的區域時，切換到4G由VoLTE來提供語音通信，同時數據上網由5G承載，語音和數據業務不存在優先級之分。但是4G/3G/2G網絡對電話有優先等級，以保障電話流暢性問題，對于同時數據上網需求響應在語音業務之后，語音和數據未能同時處理。

（2）解決網絡信道占用。VoNR可以靈活處理5G語音下的通話問題。在5G信號覆蓋下，終端直接通過VoNR進行語音及視頻通話；而在VoNR未覆蓋情況下，回落到4G VoLTE語音通話，降低信道占用問題。

（3）解決電話延遲問題。VoNR語音通話呼叫建立時間短，用戶感受體驗好。相比于2G/3G網絡， 經過回落頻繁切換，電話時延長。

（4）提升通話和視頻質量問題。VoNR采用最新的EVS和H.265編碼技術，相比于目前使用的H.264編碼技術，增強音頻和視頻的抗干擾性，擴展了音頻帶寬、提升通話和視頻質量，提高用戶使用體驗。

2.4.2 EPS fallback方案

在5G部署初期階段，VoNR未覆蓋區域，語音業務通過EPS fallback方案回落到VoLTE 4G，經EPC核心網，通過IMS IP多媒體子系統實現，語音由4G網絡承載，數據由5G網絡承載（如圖4過渡模式）。這種方式經過多次回落切換，增加時延。但隨著5G網絡部署的逐步成熟，VoNR將逐步成為5G主流語音方案。對于廣電來說，沒有4G網絡，初期須考慮與其他運營商合作租用其通道先開展業務。

圖4 過渡模式

通過以上分析，廣電5G網絡建設分兩個階段： 一是以SA獨組網模式，構建5G核心網，主打VoNR 語音及視頻電話業務；二是在5G部署初期階段，根據VoNR覆蓋鋪開的速度，5G語音業務可以通過與其他運營商合作基于過渡模式進行補充開展業務。

值得欣慰的是，廣電高層已經考慮到5G部署初期語音業務如何開展的問題：已與中國移動共建共享700 MHz 5G無線網絡，并有償開放共享2.6 GHz 頻段5G網絡。在700 MHz頻段5G網絡具備商用條件前，廣電有償共享中國移動2G/3G或4G網絡為客戶提供服務。

3 結束語

總之，5G網絡對于廣電來說，是實現全業務大好機會，應抓住機遇加快部署建設，首要任務堅定SA獨立組網方式克服困難實現VoNR全覆蓋，實現語音及視頻通話業務。