VoLTE核心网基础-1603
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VOLTE信令流程VOLTE是基于SIP协议的语音通话,所有与IMS交互的信令全部为SIP信令,在理解VOLTE 信令方面必须对SIP信令进行了解,EPC只是做为业务承载体。
由于SIP信令是以加密方式传输,SIP信令只有在CN侧和终端侧才能解码,基站CDL无法记录SIP信令,同时CDL无法解码较多NAS层直传消息,所以本文中的信令说明部分不结合CDL信令进行说明1.注册流程及重要信令详解SIP 提供了发现机制,如果用户要发起和另一个用户的会话,SIP 必须发现可到达目的用户的当前主机,注册将记录地址URI 和一个或者多个联系地址相关联,这样才能进行呼叫等业务。
严格意义上说,SUBSCRIBE和NOTIFY过程不属于注册过程,但由于该过程在注册完成后紧跟着出现,所以本文将该过程放在注册流程中进行说明。
用户的注销过程与注册过程相似,主要就是注销请求中,expire值为0,所以本文中不再进行单独说明,注销过程无SUBSCRIBE信令,是因为UE注册时已有SUBSCRIBE。
信令说明如下:1.UE进行Attach,建立QCI=9的默认承载,并使用IMS APN建立PDN连接;2.建立立QCI=5的默认承载,用于传送SIP信令;3.UE通过QCI=5的默认承载向IMS发起注册请求;4.P-CSCF通过HSS获知用户信息不在数据库中,便向终端代理回送401 Unauthorized 质询信息,其中包含安全认证所需的令牌;5.终端将用户标识和密码根据安全认证令牌加密后,再次用REGISTER消息报告给P-CSCF服务器;6.P-CSCF将REGISTER 消息中的用户信息解密,验证其合法后,IMS核心网将该用户信息登记到数据库中,并向终端返回成功响应消息200 OK;7.用户向IMS订阅注册事件包8.服务器应答订阅成功9.IMS服务器发送notify消息,由于订阅的用户已经注册,所以IMS服务器回应Notify消息中,状态为active,同时携带XML信息10.终端发送Notify 200表示接收成功注册过程测试信令载图如下:注销过程测试信令截图如下:1)Activate Default EPS Bearer Context Request(QCI=5)该信令是用于建立QCI=5的默认承载,所有SIP信令都通过QCI=5的承载传输,该信令的内容已在该信令前的RRC重配置中附带下来。
VoLTE基本原理及信令流程VoLTE(Voice over LTE)是一种利用LTE(Long Term Evolution)网络进行语音通信的技术,它基于IP(Internet Protocol)网络传输语音数据。
相比传统的2G和3G网络,VoLTE具有更高的音质和更低的延迟。
1.注册过程:用户开机后,VoLTE终端会与LTE网络建立连接,并向网络注册。
这个过程称为注册过程,用于告知网络该终端支持VoLTE功能。
2.语音呼叫建立:当用户发起语音呼叫时,VoLTE终端会发送SIP INVITE消息给IMS核心网(IMS Core)。
这个消息包含呼叫的目标号码等信息。
IMS Core会根据目标号码找到对应的终端,并发送SIP 180 Ringing消息给呼叫发起方,告知对方被叫正在被呼叫。
3.媒体协商和传输:4.语音呼叫结束:当任意一方终止通话时,VoLTE终端会发送SIP BYE消息给IMS Core,通知对方终止通话。
IMS Core会向对方发送SIP 200 OK消息,然后释放呼叫资源。
在VoLTE信令流程中,还涉及到一些附加功能和协议:- 呼叫转接(Call Transfer):可以将一通通话转移到另一个终端或另一个网络上。
- 呼叫等待(Call Waiting):当用户在通话时接到另一个呼叫,可以选择接听或挂断当前通话。
- 呼叫保持(Call Hold):用户可以将当前通话放置在保持状态,然后接听另一个呼叫。
一旦通话结束,用户可以重新回到保持的通话。
-媒体协商:在语音呼叫建立时,VoLTE终端之间会协商音频编解码方式、传输格式等参数,以确保语音质量和兼容性。
总结起来,VoLTE基于IP网络传输语音数据,利用IMS架构支持语音和其他多媒体服务。
其信令流程包括注册过程、语音呼叫建立、媒体协商和传输,以及语音呼叫结束。
VoLTE还支持一些附加功能和协议,如呼叫转接、呼叫等待和呼叫保持等。
通过VoLTE技术,用户可以在LTE网络上以更高音质和更低延迟进行语音通话。
,VOLTE_MO_MT流程1 . VoLTE语音呼叫路由原则1.1 :VoLTE 主叫(1)VoLTE用户附着在LTE,如果被叫是VoLTE用户,则将呼叫路由至被叫归属IMS 域,由被叫归属IMS 进行被叫域选,根据域选结果进行后续路由;(2)VoLTE用户附着在LTE,如果被叫是CS用户,则呼叫从主叫归属IMS 域直接进入CS 域,由CS域完成后续呼叫;(3)VoLTE用户附着在CS,如果被叫是VoLTE用户,通过被叫锚定方案将语音接续到被叫归属IMS 域,由被叫归属IMS 进行被叫域选,根据域选结果进行后续路由;(4)VoLTE用户附着在CS,如果被叫是CS用户,呼叫同现网CS用户呼叫CS用户。
1.2 :VoLTE 被叫(1)主叫是VoLTE用户,附着在LTE,被叫是VoLTE用户,则将呼叫路由至被叫归属IMS 域,由被叫归属IMS 进行被叫域选,并根据域选结果进行后续路由;(2)主叫是VoLTE用户,附着在CS,被叫是VoLTE用户,通过锚定方案将语音接续到被叫归属IMS 域,由被叫归属IMS 进行被叫域选,根据域选结果进行后续路由;(3)主叫是CS用户,被叫是VoLTE用户,通过锚定方案将语音接续到被叫归属IMS 域,由归属IMS 进行被叫域选,根据域选结果进行后续路由;1.3 :Precondition建立媒体PDP上下文的过程称为资源预留。
对于双方的UE 而言,建立PDP上下文的执行过程是相互独立的。
这意味着在资源被成功预留之前,根本无法保证所协商的媒体会话是否可以建立起来。
因此,Precondition 作用主要是为了保证在确认本地和主叫方的资源预留都已成功之前,被叫方不应振铃,以最大程度减少被叫方振铃但接听电话又失败的情况1.4 :VoLTE 信令包过渡(((diameter or sip or gtpv2 or megaco or dns or camel or bicc or gsm_map)&& !(diameter.cmd.code == 280)) && !(diameter.cmd.code == 257)) && !(diameter.cmd.code ==282)2. VoLTE用户(LTE附着)呼叫VoLTE用户(LTE/CS附着)2.1 VoLTE 用户呼叫VoLTE 用户,主被叫均附着在LTE1 主叫用户UE(O)的呼叫请求发送到主叫PCSCF。
VOLTE都有哪些关键技术呢?(网络架构及网元篇)VOLTE全称为Voice over Long-Term Evolution(长期演进语音承载),意思是一个面向手机和数据终端的高速无线通信标准。
它基于IP多媒体子系统(IMS)网络,在LTE上使用为控制层面(Control plane)和语音服务的媒体层面(Media plane)特制的配置文件(由GSM协会在PRD IR.92中定义),这使语音服务(控制和媒体层面)作为数据流在LTE数据承载网络中传输,而不再需维护和依赖传统的电路交换语音网络。
VoLTE的语音和数据容量超过3G UMTS三倍以上,超过2G GSM六倍以上。
因为VoLTE数据包信头比未优化的VoIP/LTE更小,它也更有效地利用了带宽。
以上VOLTE的定义来自科学百科从百科说明,可以看出VOLTE是建立在LTE网络,提供的语音解决方案,质量上优于2,3G,5G时代在开通VONR前,语音出来也是回落到VOLTE上。
以上三点缺一不可。
简单的回顾了VOLTE的定义,和开通条件,那VOLTE有什么关键技术呢?下面我们从三个大块,带你认识VOLTEVoLTE引入从无线网、核心网、信令网、承载网、用户数据等端到端的网络改变,各个网元分别进行相应的新建的升级扩容:升级扩容IMS Core, 新建VoLTE AS等业务平台,电路域:MSC改造支持eSRVCC功能,用户数据:HLR/SAE-HSS/IMS-HSS融合的数据库,信令网:建设可靠的DRA信令网,分组域:EPC,支持IMS APN、QoS保证、SRVCC切换等,PCC:PCRF支持VoLTE的QoS控制,承载网:支持IPv6/IPv4双IMS域,4G无线接入网:TTI Bundling, RLC分片,ROHC头压缩,半静态调度等,支撑系统:计费、业务发放系统的改造。
VOLTE基本网络架构从以上的基本网络架构,我们可以看到,把相应网元功能,都做了归集,从上到下分别为:运营支撑层、业务层、核心网层、接入层和终端层。
电信VoLTE核心网三大区六节点南区:设置广州+成都双节点,主要负责西藏、四川、云南、贵州、湖南、广东、广西、海南,八省。
中区:设置上海+西安双节点,主要负责上海、浙江、福建、江西、湖北、重庆、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆,八省两市一区,北区:设置北京+南京双节点,主要负责江苏、安徽、山东、河南、山西、河北、天津、北京、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江,九省两市一区。
电信VoLTE和移动VoLTE不同,虽然都采用了NFV技术,但移动VoLTE是分省建设的,而电信VoLTE是全国统一建设的。
就是说,电信VoLTE和腾讯微信没有本质差别,其VoLTE核心软件不归属某个省,而是部署在集团层面。
具体来说,就是在北京、南京、西安三大节点部署了3套功能完全相同且具备负载分担功能的VoLTE核心软件。
也就是说,某个节点瘫痪了,另外两个节点自动接替瘫痪节点进行工作,两个节点瘫痪了,最后那个节点自动接替服务全国用户。
因此,电信VoLTE的成本非常低,移动VoLTE建设了31套,每个省公司一套,电信VoLTE 只建设了3套,达到了互联网公司的运维集中度。
另外,电信VoLTE设备是完全基于NFV虚拟化的,就是说没有专用设备,硬件都是标准的x86服务器,跟互联网公司完全一样。
VoLTE软件跑在云端。
VoLTE云可以弹性扩容/收缩,设备利用率达到了互联网公司的级别,真正实现了互联网公司的成本——几乎就是零成本。
所以,电信VoLTE可以实现网内通话全免费,不再按分钟计费,流量纳入套餐。
毕竟你就算微信语音、QQ语音,也是要支付流量费的。
当然,VoLTE流量是很小的,HD语音每秒才3KB(双向6KB),每个月就算通话500分钟,语音流量也才6KB/秒*60秒/分钟*500分钟=180MB,标准套餐都能裹进去。
另外,电信VoLTE支持VoWiFi,也就是说,跟微信、QQ,一样,你连上wifi的话,VoLTE 流量就不走4G,改走wifi了,而此时就不需要支付流量费了。
网元接口1网元接口IMS 网络拓扑MMTel-AS 补充业务:-OIP, OIR, TIP, TIR -CDIV(CFU, CFNL, CFB, CFNRc, CFNR)-呼叫禁止(ICB, OCB, ICB-R, OCB-IC)-呼叫保持,呼叫等待-MWI-多跳会议•VOLTE 网络分为终端、接入网、承载网、核心网、业务平台,其中较为复杂的是核心网,主要分为分组域(接入核心网)、策略控制单元、信令网、IMS 域、CS 域、用户域。
DNS 域名解析和ENUM (SIP URI /TEL URI / IP 的号码转换)功能三合一HSS (EPC-HSS / IMS-HSS /HLR)IBGFI-BGF 提供与其它IMS 网络互通的媒体通道资源S103S101S102Mw/I2CUPS 后增加Sx网元接口三组“网元三角关系”SBC 和PGW 之间无信令接口VoLTE 流程中PCRF 负责“传话”建专载/更新专载都在SBC触发SBC–Rx PCRF –Gx PGW PCRF 需要对Gx/Rx 做会话绑定Gx/Rx的Diameter信令走DRA 路由两台DRA 之间需要数据同步SBC 是IMS 的安全边界门卫I-CSCF 是个没记性的包打听注册找哪个代理?问I-CSCF 谁是为主叫提供服务的代理?该I-CSCF 是主叫侧网元呼叫找哪个代理?问I-CSCF 谁是为被叫提供服务的代理?该I-CSCF 是被叫侧网元P-CSCF 与SBC 合设,是IMS 入口注意顺序!删除专载-Delete Bearer Command sgw-Delete Bearer Request sgw-Delete Bearer Response sgwUE 上下文释放:EPCCommander CSCF代理的代理代理包打听PCC 门卫策略执行策略控制传话网元接口PCC网元PCC 门卫策略执行策略控制传话PCC =Policy and Charging Control 策略与计费控制主要功能:策略控制、计费控制功能、业务数据流的事件报告-PCRF (Policy and Charging Rule Function 策略和计费规则功能):负责策略控制和基于流计费控制决策的功能。
VOLTE知识点1、VOLTE概述和基本特征VOLTE是什么?最直接简单的理解就是VOIP,因为LTE没有电路域,需要基于分组域提供IP语音业务,即VoLTE(Voice over LTE)。
特征1:VoLTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑。
VoLTE的信令和媒体经EPC路由至IMS网络,由IMS提供会话控制和业务逻辑。
特征2:VoLTE由EPC提供高质量的分组域承载。
在VoLTE中EPC作为IMS的接入网,通过全球统一的专用APN(‘IMS’ APN) 及独立承载为用户提供区别于普通数据业务的QoS保障。
特征3:连续覆盖前VoLTE可通过eSRVCC保障呼叫连续性。
VoLTE终端在通话过程中漫游至无LTE覆盖的区域时,通过eSRVCC将当前呼叫切换至2G/3G电路域,此时2G/3G网络作为IMS的接入网。
2、VoLTE竞争力体验VoLTE 2G/3G特性呼叫时延0.5-2秒5-8秒视频质量典型分辨率:480*640可选720P/1080P分辨率:176*144话音质量AMR-WB频率:50~7000Hz编解码:AMR-WB23.85Kbps抽样:16KHzAMR-NB频率:300~3400Hz编解码:AMR-NB12.2Kbps抽样:8KHz3、终端开机的IMS注册过程用户开机以后,首先完成EPC附着过程,建立QCI=9默认承载,附着完成以后,发起IMS注册过程和鉴权。
在IMS注册流程中,先建立QCI=5的SIP信令承载。
然后进行SIP的注册过程,当完成注册过程以后,就可以进行VoLTE呼叫了。
SIP信令的注册过程如下图所示。
SIP注册过程:序号消息解释1 用户首次试呼时,终端向代理服务器发送REGISTER注册请求2 IMS认证/计费中心获知用户信息不在数据库中,向终端回401 Unauthorized质询信息,其中包含安全认证所需的令牌3 终端将用户标识和密码根据安全认证令牌加密后,再次用REGISTER消息报告给IMS服务器4 IMS服务器将REGISTER消息中的用户信息解密,认证合法后,将该用户信息登记到数据库中,并向终端返回响应消息200 OK。
VoLTE介绍一、概述由于在LTE网络中不存在交换域,全部业务都由分组域提供。
目前,其语音解决方法,也就存在着双待机、CSFB和VoLTE等三种主流方案。
其中,双待机和CSFB均为依托原有的2/3G网络来提供语音服务,VoLTE则使用IMS域,在LTE网络上通过VoIP方式直接提供语音服务。
双待机方案:双待机终端可以同时待机在LTE网络和3G/2G网络中,而且可以同时从LTE和3G/2G网络接收和发送信号,其语音解决方案的实质是使用传统3G/2G电路域网络,与LTE网络无关,LTE与3G/2G模式之间没有任何互操作,终端不需要实现异系统测量,技术实现简单。
CSFB方案:CSFB方案的主要思想是在用户需要进行语音业务的时候,从LTE 网络回落到3G/2G的电路域重新接入,并按照电路域的业务流程发起或接听语音业务。
终端空闲态下驻留在LTE网络上发起/收到呼叫时,回落到2G/3G网络,待呼叫结束后,再返回到LTE网络。
VoLTE(Voice over LTE):以LTE网络作为接入,提供了基于IMS域的语音视频业务。
IMS由于支持多种接入方式和丰富的多媒体业务,成为全IP时代的核心网标准架构。
与多模双待机方案和CSFB方案不同,VoLTE不在需要2/3G 电路域网络的支持,3GPP和GSMA等标准化组织已将VoLTE确定为移动语音业务演进的标准架构和目标方案。
VoLTE提供了架构在LTE网络上全IP条件下的“端到端”语音方案。
VoLTE 的语音作为IP数据传输,无需2G/3G网络,实现了数据与语音业务在同一网络下的统一。
相对于现有的2G/3G网络,VoLTE通过引入高清编解码和QoS等技术,可拥有比2G/3G语音和OTT语音更好的用户体验。
同时,当终端离开LTE覆盖区域时,VoLTE能够使用SRVCC技术将LTE上的语音呼叫切换到2G/3G网络上,保证呼叫的连续性。
1.1.特性VoLTE使用IMS的多媒体语音业务,与传统2/3G语音和OTT语音业务相比具有以下特点:1、低时延、高清音视频等业务体验:由于LTE网络“永远在线”的特点,寻呼时长减少,使得VoLTE端到端呼叫时延较2/3G显著缩短,VoLTE端到端时延理论值仅为0.5~2s,其中语音呼叫带宽提高近1倍,话音质量更清晰。