VoLTE就像一位優(yōu)雅的敗家姑娘，千呼萬(wàn)喚使出來(lái)！難免有人會(huì)在VoLTE與VoIP之間打量對(duì)比。關(guān)于兩者之間的對(duì)比分析太多，盡管如此，也是依然一頭霧水。我們今天就從她們的前世說(shuō)起，希望能夠說(shuō)清楚關(guān)于VoIP、VoLTE、CSFB、VoWiFi、SIP、IMS那些事...

從VoIP到VoLTE

觀(guān)察家們認(rèn)為VoIP的出現(xiàn)起始于1995年，那個(gè)時(shí)候GSM剛進(jìn)入中國(guó)。20年來(lái)，VoIP語(yǔ)音服務(wù)和2/3G網(wǎng)絡(luò)的CS語(yǔ)音業(yè)務(wù)一直共存。盡管兩者都提供語(yǔ)音服務(wù)，但其技術(shù)原理是有本質(zhì)的區(qū)別的。語(yǔ)音傳輸?shù)谋举|(zhì)實(shí)際上有兩種形式：電路交換（CS，Circuited Switched）和分組交換（PS，Packet Switched）。

CS，是指通話(huà)前需在網(wǎng)絡(luò)中建立一條線(xiàn)路，這是“獨(dú)占”的資源，直到通話(huà)結(jié)束才拆除。

PS，是將數(shù)據(jù)打包傳輸，這就像快遞打包一樣，當(dāng)你的物件被放進(jìn)快遞包后，快遞員就不能拆包，必須完好無(wú)損的將包裹送到收件者手里，由收件者拆開(kāi)，無(wú)需“獨(dú)占”資源。

下面這張圖說(shuō)明了兩者的區(qū)別：

傳統(tǒng)2/3G語(yǔ)音采用CS傳輸；VoIP采用PS傳輸，是將數(shù)據(jù)封包（Data Packet）的形式在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

到了4G時(shí)代，4G所有的資源都用來(lái)跑數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)LTE只支持PS（分組交換），這時(shí)候必須將電話(huà)語(yǔ)音也變成數(shù)據(jù)，大家“共享”網(wǎng)絡(luò)帶寬速率，于是就引入了VoLTE。VoLTE本質(zhì)上是承載于LTE網(wǎng)絡(luò)上的VoIP，但也有很多區(qū)別。

首先，我們從VoIP說(shuō)起。

VoIP是如何建立雙方通話(huà)的呢？現(xiàn)實(shí)生活中，我們想找別人談話(huà)，通常分為：對(duì)話(huà)建立— 對(duì)話(huà) — 對(duì)話(huà)結(jié)束，三個(gè)步驟。以老王和小明的對(duì)話(huà)為例：

老王想找小明幫他修手機(jī)：

老王：Hi，小明！

小明：什么事？老王！

這就是現(xiàn)實(shí)生活中的對(duì)話(huà)建立過(guò)程，老王的“Hi，小明！”是向小明發(fā)起對(duì)話(huà)請(qǐng)求，小明的“什么事？老王！”是對(duì)老王的對(duì)話(huà)請(qǐng)求的響應(yīng)。

現(xiàn)在他們開(kāi)始談?wù)撔奘謾C(jī)的事，這是雙方的對(duì)話(huà)內(nèi)容。

對(duì)話(huà)結(jié)束時(shí)：

老王：謝謝，小明！再見(jiàn)！

小明：再見(jiàn)！

這是對(duì)話(huà)的結(jié)束過(guò)程。同樣，老王的“謝謝！小明！再見(jiàn)！”是向小明發(fā)起對(duì)話(huà)結(jié)束請(qǐng)求，小明的“再見(jiàn)！”是對(duì)老王的對(duì)話(huà)結(jié)束請(qǐng)求的響應(yīng)。

如果老王和小明的對(duì)話(huà)，通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換、編碼、封裝后打包成IP數(shù)據(jù)包后，再通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳送，這就叫VoIP。老王和小明的對(duì)話(huà)實(shí)際上會(huì)打包成兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)包：信令包和媒體包。

如上圖所示，“Say hello”和“Say goodbye”那部分被封裝成信令包，而具體談話(huà)內(nèi)容被封裝成媒體包，它們都通過(guò)數(shù)據(jù)包傳送到對(duì)方。

IP網(wǎng)絡(luò)中建立對(duì)話(huà)比現(xiàn)實(shí)生活要復(fù)雜得多，要在IP網(wǎng)絡(luò)建立對(duì)話(huà)，通話(huà)雙方必須知道對(duì)方地址，怎樣編碼，如何封裝數(shù)據(jù)包...等等，所以大家必須遵守一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)則，這就引入了SIP協(xié)議。

SIP，Session Initiation Protocol，會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方的多媒體會(huì)話(huà)，類(lèi)似于HTTP的基于文本的協(xié)議。VoIP的信令包就是根據(jù)SIP協(xié)議封裝的。

SIP消息分兩種：請(qǐng)求消息（比如INVITE）和響應(yīng)消息，響應(yīng)包括一個(gè)最終響應(yīng)及可能的多個(gè)臨時(shí)響應(yīng)。

具體協(xié)議這里就不介紹了，附一張流程圖：

所以，整個(gè)VoIP通話(huà)過(guò)程是這樣的：

一個(gè)完整的SIP網(wǎng)絡(luò)還需要加一些功能實(shí)體，這些功能實(shí)體包括：

User Agents - 用戶(hù)代理

發(fā)起和終止會(huì)話(huà)的實(shí)體，比如電話(huà)終端。

SIP服務(wù)器

SIP服務(wù)器包括：登記服務(wù)器，代理服務(wù)器，位置服務(wù)器和重定向服務(wù)器。

Registrar Server - 登記服務(wù)器

接收REGISTER 請(qǐng)求完成用戶(hù)注冊(cè)，可以支持鑒權(quán)的功能。

Proxy Server - 代理服務(wù)器

對(duì)SIP請(qǐng)求及響應(yīng)進(jìn)行路由，它對(duì)收到的請(qǐng)求消息進(jìn)行翻譯和處理后，傳遞給其他的服務(wù)器。它與重定向服務(wù)器（Redirect Server）及位置服務(wù)器（Location Server）有聯(lián)系。

Location Server - 位置服務(wù)器

跟蹤用戶(hù)的位置，代理服務(wù)器或重定向服務(wù)器從位置服務(wù)器獲取被叫當(dāng)前可能的位置信息。

Redirect Server - 重定向服務(wù)器

將用戶(hù)新的位置返回給呼叫方。呼叫方可根據(jù)得到的新位置重新呼叫。與代理服務(wù)器proxy server不同的是, redirect server不會(huì)發(fā)起自己的呼叫。與User Agents不同的是, redirect server不接受呼叫終止或主動(dòng)終止呼叫。

它們之間是如何相互工作的呢？舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。

當(dāng)老王的終端要呼叫小明的終端，老王的終端是怎么知道小明終端的IP地址的呢？

老王和小明的終端在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先會(huì)向Registrar Server發(fā)送 REGISTER 請(qǐng)求注冊(cè)，Registrar Server根據(jù)請(qǐng)求信息建立用戶(hù)標(biāo)識(shí)與終端 IP 地址的對(duì)應(yīng)綁定關(guān)系。

老王撥打小明的電話(huà)時(shí)，老王向Location Server發(fā)送含有小明的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符地址的 INVITE請(qǐng)求。（統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符稱(chēng)作 SIP URI。SIP URI 很像一個(gè) E-mail 地址，典型的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符包括一個(gè)用戶(hù)名和主機(jī)名。）

由于老王和小明的終端都已經(jīng)在Registrar Server注冊(cè)，并建立用戶(hù)標(biāo)識(shí)與終端 IP 地址的對(duì)應(yīng)綁定關(guān)系。Location Server就向Registrar Server查詢(xún)，此時(shí)，Registrar Server就根據(jù)INVITE請(qǐng)求中的小明的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符地址查找到小明的IP地址，這樣就可以生成路由信息，聯(lián)系到小明，并回應(yīng)老王，建立通話(huà)。

SIP Proxy Server、Redirect Server、Register Server、Location Server可共存于一個(gè)設(shè)備，也可以分布在不同的物理實(shí)體中。

有了VoIP和SIP的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在我們來(lái)聊一聊VoLTE。

VoLTE引入了IMS。IMS（IP Multimedia Subsystem），即IP多媒體子系統(tǒng)，它提供多媒體IP服務(wù)，包括VoIP。

因?yàn)長(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)只傳送數(shù)據(jù)包，所以，LTE把語(yǔ)音和相關(guān)信令看成和其它數(shù)據(jù)一樣，都打包于數(shù)據(jù)包傳輸（只是具有更高的優(yōu)先級(jí)）；IMS網(wǎng)絡(luò)接收處理這些數(shù)據(jù)包，并區(qū)分這些數(shù)據(jù)包的信令和語(yǔ)音數(shù)據(jù)部分，管理語(yǔ)音的控制面（IMS signalling）和用戶(hù)面（IMS traffic）。

和VoIP一樣，IMS管理的數(shù)據(jù)包分為：信令包（控制面）和媒體包（用戶(hù)面）。IMS管理信令部分的功能實(shí)體就相當(dāng)于SIP服務(wù)器，負(fù)責(zé)用戶(hù)面的就是媒體網(wǎng)關(guān)。這樣，整個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化兩部分：SIP Server 和 媒體網(wǎng)關(guān)。

SIP Server也類(lèi)似于2/3G網(wǎng)絡(luò)的MSC。

實(shí)際上，IMS是一個(gè)在應(yīng)用層上的網(wǎng)絡(luò)，它工作于2G，3G，4G，甚至WiFi網(wǎng)絡(luò)等之上，其包含了很多實(shí)體、接口、協(xié)議等。IMS具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架大概是這樣：

IMS干的第一件是，就是加入了一個(gè)HSS子服務(wù)（Home Subscriber Server），這個(gè)是什么東西呢？SIP雖然也分為注冊(cè)服務(wù)器Register Server、呼叫代理服務(wù)器Proxy Server，但SIP的注冊(cè)服務(wù)器只是記錄一下一個(gè)SIP賬號(hào)的當(dāng)前的IP地址數(shù)據(jù)、認(rèn)證一下賬號(hào)密碼是不是正確；但I(xiàn)MS里的HSS就不簡(jiǎn)單了，他是在SIP的注冊(cè)服務(wù)器基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)很明顯的運(yùn)營(yíng)商特征——業(yè)務(wù)訂購(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，也就是在移動(dòng)開(kāi)手機(jī)卡時(shí)，那一堆附加增值服務(wù)，好了，你在這里可以看到來(lái)電顯示業(yè)務(wù)、呼叫等待業(yè)務(wù)、彩鈴業(yè)務(wù)……的開(kāi)關(guān)——也意味著收費(fèi)的計(jì)費(fèi)點(diǎn)。

因?yàn)閂oIP很簡(jiǎn)單，一般是企業(yè)內(nèi)部用，或者小規(guī)模的虛擬運(yùn)營(yíng)商在有限的幾臺(tái)服務(wù)器上提供服務(wù)，所以VoIP的SIP軟件、SIP電話(huà)機(jī)網(wǎng)關(guān)就可以直接通過(guò)IP地址和賬號(hào)就能注冊(cè)上去，然后呼叫在多臺(tái)服務(wù)器上互相路由就可以完成呼叫的目的了，這些服務(wù)器，一般就是SIP Proxy Server，涉及到和固定電話(huà)、手機(jī)號(hào)碼互通時(shí)，會(huì)有FXO網(wǎng)關(guān)，E1網(wǎng)關(guān)等負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換，這里不多說(shuō)了。

而IMS作為運(yùn)營(yíng)商的方案，動(dòng)輒上億用戶(hù)規(guī)模，而且又分為各省市地分公司，當(dāng)然，還有一個(gè)不得不提的 — 漫游。

IMS的核心是SIP，所以類(lèi)似SIP Proxy Server這么重要的核心組件，IMS是不會(huì)少的，IMS里稱(chēng)它為Call Session Control Function，即CSCF，并且又把它分成了多個(gè)子系統(tǒng)，其中代理CSCF（P-CSCF）從用戶(hù)終端角度看，基本就是SIP里的Proxy Server了（但其實(shí)不是，下述），負(fù)責(zé)直接與IMS的終端（類(lèi)似SIP的軟電話(huà)、硬件電話(huà)等等，但同樣的，也擴(kuò)展了不少東西，這里跳過(guò)不述）；P-CSCF直接與終端交互，可能會(huì)把SIP進(jìn)行壓縮或者加密，然后就交給查詢(xún)CSCF（I-CSCF），I-CSCF會(huì)查詢(xún)HSS數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)用戶(hù)名和密碼進(jìn)行認(rèn)證，當(dāng)然，他也從HSS里查詢(xún)你是否欠費(fèi)了，開(kāi)通或關(guān)閉了某些業(yè)務(wù)，以及你是從哪個(gè)P-CSCF來(lái)的，用來(lái)判斷你是不是漫游。

整個(gè)呼叫過(guò)程中，P-CSCF是不做復(fù)雜工作的，P-CSCF只負(fù)責(zé)接收SIP消息，它相當(dāng)于是對(duì)外聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，然后SIP消息會(huì)到達(dá)I-CSCF，I-CSCF是運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)——就是運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的入口，他會(huì)根據(jù)HSS查找到用戶(hù)是屬于哪個(gè)地區(qū)的，會(huì)對(duì)應(yīng)分配一個(gè)空閑的為該地區(qū)服務(wù)的服務(wù)CSCF（S-CSCF），一直到了這里，S-CSCF才是真正的VoIP里Proxy Server的角色，S-CSCF完成用戶(hù)注冊(cè)認(rèn)證和呼叫的路由處理，以及電話(huà)業(yè)務(wù)的觸發(fā)（IMS稱(chēng)為AS，另外獨(dú)立成一個(gè)子系統(tǒng)，下述）。

所以如果綜合來(lái)分析，P-CSCF和I-CSCF只是起到一個(gè)邊界安全防護(hù)SBC服務(wù)器和負(fù)載平衡、服務(wù)器分流這一類(lèi)功能，真正處理SIP注冊(cè)和呼叫的原先VoIP里標(biāo)準(zhǔn)邏輯的組件，是S-CSCF，從物理上看，P-CSCF可能是全國(guó)或省一級(jí)中心統(tǒng)一的服務(wù)器集群，配合更多的I-CSCF服務(wù)器分布在主干核心網(wǎng)上做分流，背靠一個(gè)大的HSS服務(wù)器群，將不同市縣的用戶(hù)分配到各地的S-CSCF上進(jìn)行實(shí)際的處理，并且S-CSCF會(huì)更多地與當(dāng)?shù)氐耐ㄓ崣C(jī)房里原有的2G、3G發(fā)生交流，也就是媒體網(wǎng)關(guān)（MGW），負(fù)責(zé)把新的走4G的手機(jī)終端和舊的3G、2G以及固定電話(huà)之類(lèi)的對(duì)接起來(lái)，保持兼容（也就是PS、CS域的互通）。

所以，一個(gè)最最精簡(jiǎn)的IMS系統(tǒng)，它的核心組件是包含HSS、CSCF（P、I、S）即可，即把VoIP SIP的核心Register和Proxy Server進(jìn)行按運(yùn)營(yíng)需求的發(fā)展。

而MGW，其實(shí)就是市面上大量被使用的VoIP的模擬網(wǎng)關(guān)，數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)，而已……當(dāng)然，運(yùn)營(yíng)商對(duì)穩(wěn)定性要求需要更高一些，并且需要額外的集中管理和控制能力。

但如果上了4G也只是為了提供和原來(lái)類(lèi)似的語(yǔ)音通話(huà)功能，運(yùn)營(yíng)商的面子還是掛不住的，得與時(shí)俱進(jìn)，提供一些IM服務(wù)，面向個(gè)人用戶(hù)，所以一般還要加一個(gè)Presence Server，推送服務(wù)器，離線(xiàn)存儲(chǔ)服務(wù)器等云的概念，提供的無(wú)非是類(lèi)似qq或微信的功能了。

同樣的，通信不只是面向個(gè)人的，也要面向企業(yè)，所以上面也提到了AS子系統(tǒng)，即Application Server，其實(shí)就是現(xiàn)在的通信行業(yè)內(nèi)的增值方案服務(wù)供應(yīng)商了，一般就是提供例如電話(huà)會(huì)議、語(yǔ)音留言，企業(yè)語(yǔ)音導(dǎo)航IVR，電話(huà)呼入自動(dòng)分配ACD等等；

就這樣，VoIP發(fā)展成為具備運(yùn)營(yíng)商級(jí)的VoLTE。

從CS語(yǔ)音到VoLTE

2/3G網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)是通過(guò)傳統(tǒng)CS域傳送，而VoLTE傳送的是語(yǔ)音數(shù)據(jù)包，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期2G/3G/LTE共存，如何保證語(yǔ)音通話(huà)在多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的連續(xù)性呢？

下面這張圖是運(yùn)營(yíng)商2G/3G/4G共存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（未引入IMS）：

我們看到，LTE（EPC）并沒(méi)有直接鏈路連接到CS網(wǎng)絡(luò)（紫色部分），也沒(méi)有媒體網(wǎng)關(guān)連接到CS網(wǎng)絡(luò)，所以，此時(shí)的LTE網(wǎng)絡(luò)并不支持CS語(yǔ)音。同樣，在未引入IMS之前，早期的LTE網(wǎng)絡(luò)也不支持IP語(yǔ)音。

為了讓用戶(hù)在LTE網(wǎng)絡(luò)下能夠撥打語(yǔ)音電話(huà)，主要有三種解決方案：

●VoLGA（LTE通用訪(fǎng)問(wèn)傳送語(yǔ)音）

●CSFB（電路域回落）

●VoLTE

VoLGA

VoLGA方案是在網(wǎng)絡(luò)中加入一個(gè)VNC (VoLGA Network Controller，VoLGA網(wǎng)絡(luò)控制器)，其功能相當(dāng)于2G網(wǎng)絡(luò)的BSC和3G網(wǎng)絡(luò)的RNC，它直接與GSM MSC和UMTS MSC通信。

VNC負(fù)責(zé)在MSC和LTE網(wǎng)絡(luò)之間協(xié)調(diào)語(yǔ)音和其它相關(guān)消息。不過(guò)，由于成本投入問(wèn)題和VoLTE的快速發(fā)展，VoLGA方案已被3GPP放棄。

CSFB

當(dāng)VoLTE還未到來(lái)之前，CSFB為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的過(guò)渡解決方案。

CSFB（Circuit Switched Fallback），電路域回落，顧名思義，就是UE駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，當(dāng)需要完成語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)再回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)的CS域。當(dāng)在2G/3G網(wǎng)絡(luò)完成呼叫后，重新返回LTE網(wǎng)絡(luò)。

為了支持CSFB，需引入一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)接口：SGs，該接口連接MME和2/3G網(wǎng)絡(luò)的MSC。

CSFB-注冊(cè)和位置

當(dāng)UE開(kāi)機(jī)時(shí)，會(huì)注冊(cè)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：LTE網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)2/3G網(wǎng)絡(luò)。為了快速的轉(zhuǎn)移到傳統(tǒng)2/3G網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)需要知道UE的位置，為此，負(fù)責(zé)追蹤UE位置的MME會(huì)不斷的通過(guò)新引入的SGs接口向MSC提供位置信息。SGs消息支持移動(dòng)性管理，尋呼和SMS。

CSFB-主叫

當(dāng)主叫發(fā)生在LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，UE會(huì)發(fā)送一條SRM (Service Request Message)給MME，MME通知eNodeB“轉(zhuǎn)移”UE到2/3G網(wǎng)絡(luò)。在執(zhí)行“轉(zhuǎn)移”之前，eNodeB會(huì)要求UE對(duì)鄰近的2G/3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行RF測(cè)量，以決定將UE轉(zhuǎn)移到信號(hào)最好的2/3G小區(qū)上。一旦UE進(jìn)入2/3網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)始在2/3G網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行呼叫控制流程。

CSFB-語(yǔ)音呼叫與數(shù)據(jù)連接

當(dāng)UE正在LTE網(wǎng)絡(luò)中上網(wǎng)（數(shù)據(jù)連接）時(shí)，突然決定要撥打電話(huà)，怎么辦？通常有兩種選擇：

1）將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到3G網(wǎng)絡(luò)

2）暫停數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，直到UE返回LTE網(wǎng)絡(luò)

看起來(lái)第一種選擇還不錯(cuò)，不過(guò)，需要考慮“切換”到3G網(wǎng)絡(luò)后數(shù)據(jù)速率下降影響用戶(hù)感知，另外，3G網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)因資源不足等原因拒絕IP對(duì)話(huà)。不支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)“切換”到2G網(wǎng)絡(luò)，這種情況下，暫停數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

CSFB-被叫

當(dāng)被叫發(fā)生在LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，MSC將呼叫請(qǐng)求通過(guò)SGs發(fā)送尋呼消息給相關(guān)MME，這一消息被轉(zhuǎn)發(fā)給UE，然后，UE發(fā)送SRM (Service Request Message) 消息給MME，MME通知eNodeB“轉(zhuǎn)移”UE到傳統(tǒng)2/3G網(wǎng)絡(luò)。

CSFB-CS語(yǔ)音呼叫結(jié)束

當(dāng)CSFB的CS通話(huà)結(jié)束后，通常會(huì)通過(guò)空閑態(tài)重選會(huì)LTE網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營(yíng)商需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及實(shí)際覆蓋情況配置相關(guān)參數(shù)。

VoLTE

VoLTE即4G語(yǔ)音的終極解決方案，它需要引入IMS網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：

關(guān)于VoLTE，上文已經(jīng)講了很多。這里主要介紹一下SRVCC。

SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity）是3GPP提出的一種VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性方案，主要是為了解決當(dāng)單射頻UE 在LTE網(wǎng)絡(luò)和2G/3G CS 網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)時(shí)，如何保證語(yǔ)音呼叫連續(xù)性的問(wèn)題，即保證單射頻UE 在IMS 控制的VoIP 語(yǔ)音和CS 域語(yǔ)音之間的平滑切換。

當(dāng)我們正在LTE網(wǎng)絡(luò)下VoLTE通話(huà)時(shí)，移動(dòng)到了LTE覆蓋盲區(qū)，此時(shí)只有2/3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為了不至于掉話(huà)，保持通話(huà)的連續(xù)性，我們需要將通話(huà)“切換”到2/3G網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)時(shí)候就要用到SRVCC。

為了支持SRVCC，IMS網(wǎng)絡(luò)需引入一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器 — SCC AS (Server Centralization and Continuity Application Server)，這個(gè)應(yīng)用服務(wù)器管理“切換”過(guò)程中的信令。

帶SCC AS的VoLTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的SRVCC 切換流程（以SRVCC到GSM為例）：

當(dāng)UE在LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行IMS語(yǔ)音呼叫，隨著用戶(hù)的移動(dòng)，UE移出LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域，此時(shí)LTE信號(hào)越來(lái)越弱，UE發(fā)送測(cè)量報(bào)告給EnodeB，EnodeB判定需向GSM進(jìn)行SRVCC 切換，EnobeB向MME發(fā)送切換請(qǐng)求（需說(shuō)明該切換為SRVCC類(lèi)型）。

一個(gè)新的呼叫請(qǐng)求被發(fā)送到IMS，該呼叫請(qǐng)求包含STN-SR號(hào)碼（STN-SR是存儲(chǔ)在HSS的由每一臺(tái)UE生成的唯一號(hào)碼，該號(hào)碼在UE首次接觸網(wǎng)絡(luò)時(shí)由MME發(fā)送給HSS）。

當(dāng)IMS接收到STN-SR號(hào)碼后，SCC AS確認(rèn)相應(yīng)的呼叫應(yīng)轉(zhuǎn)移到GSM網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)始將的IMS語(yǔ)音平滑切換至GSM。

當(dāng)GSM資源準(zhǔn)備好之后，MME向EnodeB 發(fā)送切換命令消息。

EnodeB 向用戶(hù)終端發(fā)送切換命令消息，消息包含目標(biāo)小區(qū)信息。

最后一步，UE檢測(cè)GSM網(wǎng)絡(luò)，并重新建立呼叫于GSM網(wǎng)絡(luò)。

SRVCC切換完成。

不僅是語(yǔ)音數(shù)據(jù)包，其它數(shù)據(jù)包也可以用這種方法完成LTE向3G網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移。

為了提升SRVCC切換性能，3GPP R10還引入了eSRVCC (SRVCC enhancement) ，這一基于IMS的錨定解決方案還引入了 ATCF (Transfer Control Access Function ) 和 ATGW (Transfer Access Gateway)兩個(gè)新的功能實(shí)體。eSRVCC在保證語(yǔ)音呼叫連續(xù)性的同時(shí)，盡可能地減小了切換時(shí)延，將時(shí)延控制在人類(lèi)所能感知的范圍之內(nèi)，使正在進(jìn)行的通話(huà)不會(huì)感覺(jué)到有中斷的跡象。

具體來(lái)說(shuō)，信令是從UE通過(guò)EPC網(wǎng)絡(luò)到P-CSCF（Proxy-Call Session Control Function，代理呼叫會(huì)話(huà)控制功能），再錨定到拜訪(fǎng)地的ATCF（Access Transfer Control Function，接入轉(zhuǎn)換控制功能），然后連接到S-CSCF（Serving-Call Session Control Function，服務(wù)呼叫會(huì)話(huà)控制功能）和SCC AS，再通過(guò)SCC AS同遠(yuǎn)端用戶(hù)建立連接；此時(shí)的媒體連接是UE通過(guò)EPC網(wǎng)絡(luò)錨定到拜訪(fǎng)地的ATGW（Access Transfer Gateway，接入轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)），再由ATGW連接到遠(yuǎn)端的媒體網(wǎng)關(guān)。這里的兩個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)元：ATCF和ATGW，就是eSRVCC比SRVCC可以縮小通話(huà)時(shí)延的關(guān)鍵所在哦。

最后一個(gè)問(wèn)題，

VoIP，VoLTE和VoWiFi的區(qū)別

因?yàn)長(zhǎng)TE是只傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，而WiFi也一樣傳送數(shù)據(jù)，有人就想，能不能像VoLTE一樣，把WiFi作為接入網(wǎng)，接入IMS呢？當(dāng)然可以。

下圖是VoLTE和VoWiFi并存的4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，綠色部分叫可信任WiFi（運(yùn)營(yíng)商自己的WiFi），紅色部分叫不可信任WiFi（比如，你家里的WiFi或星巴克里的公共WiFi）。當(dāng)然，你也看到了，不管是可信任的WiFi還是不可信任的WiFi，它們最后都接入了IMS域。

所以，VoWiFi 和VoIP是有區(qū)別的。有人以為VoWiFi就是基于WiFi上的VoIP，這并不準(zhǔn)確！正如上圖中所示，VoWiFi只是將WiFi作為接入網(wǎng)，最終是要接入IMS的，它是運(yùn)營(yíng)商可以控制和管理的IP語(yǔ)音服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)采用IMS來(lái)控制和管理語(yǔ)音數(shù)據(jù)包后，IMS就像一個(gè)交通警察，專(zhuān)門(mén)把守在那里為語(yǔ)音數(shù)據(jù)包或者其它實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流（比如視頻電話(huà)或在線(xiàn)游戲等）開(kāi)綠燈。

IMS 為每一個(gè)數(shù)據(jù)連接分配一個(gè)代碼，叫QoS (quality-of-service) class identifier，或者叫QCI，這個(gè)QCI確定了每個(gè)數(shù)據(jù)連接的優(yōu)先級(jí)。QCI被存儲(chǔ)在路由表里，描述了傳輸要求，包括最大時(shí)延、可接受的丟包數(shù)量、是否要求保證速率。比如，視頻電話(huà)，QCI為1，這就要求，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)是否擁擠，必須保證99.99%的數(shù)據(jù)包在100ms內(nèi)到達(dá)目的地。而通常的Internet 數(shù)據(jù)，比如e-mail 或?yàn)g覽網(wǎng)頁(yè)，被分配一個(gè)較低的優(yōu)先級(jí)，QCI為8或9. 路由器根據(jù)QCI對(duì)數(shù)據(jù)包序列排隊(duì)，這樣就防止了VoLTE 數(shù)據(jù)包卡在交通堵塞的道路上。當(dāng)然，VoLTE還有一些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這里就不一一介紹了。

關(guān)于VoIP，由于數(shù)據(jù)分組交換遵循“誰(shuí)先到，誰(shuí)先服務(wù)”的原則，語(yǔ)音包和數(shù)據(jù)包混在一起傳輸，不能保證語(yǔ)音包的優(yōu)先級(jí)別，這就會(huì)引起丟包和時(shí)延問(wèn)題，無(wú)法確保語(yǔ)音質(zhì)量。由于語(yǔ)音包并沒(méi)有受到更好的保護(hù)，它們和其它數(shù)據(jù)包一樣，遵循著“盡力而為”的原則在網(wǎng)絡(luò)里傳輸，所以VoIP無(wú)法保證通話(huà)質(zhì)量的穩(wěn)定性，這也是VoIP電話(huà)的語(yǔ)音質(zhì)量時(shí)好時(shí)壞的原因。不過(guò)，隨著這幾年寬帶的提速，VoIP的通話(huà)質(zhì)量也在逐漸改善。

最后，引用比爾蓋茨的一句話(huà)來(lái)作為結(jié)束吧！

所有的新技術(shù)，其短期影響力都會(huì)被高估，而長(zhǎng)期影響力都會(huì)被低估。