Перший варіант полягає в переході на технологію VoIP. В даний час в трактах VoIP широко використовують вокодер, наприклад iLBC (Internet Low Bit Rate Code) в системах Skype і Googlenet, що зменшують швидкість передачі мови з 64 до13 кбіт / с.
Зараз пропонуються вирішення проблеми з наскрізними затримками в каналах VoIP і з тимчасовим джиттером, що особливо актуально при застосуванні технології IMS (IP Multimedia Subsystem). Так можна зменшити наскрізну затримку до 300 мс, яку більшість абонентів не помічає.
Також проблемою переходу на VoIP є значне підвищення навантаження на канал PDCCH, якщо планування канального ресурсу абонентам VoIP виконувати в динамічному режимі. Як рішення пропонується застосування полупостоянного призначення (Semi-Persistent Scheduling) канального ресурсу таким абонентам. Дані про виділених ресурсних блоках в сответствующих субкадрах відправляють в індивідуальних керуючих повідомленнях (по логічному каналу DCCH) на багато кадрів вперед. В цьому випадку PDCCH будуть застосовувати тільки при повторній передачі пакетів і для передачі покажчика пауз SID (Silence Identifier) в мовному потоці. В якості ще одного способу скорочення навантаження на канал PDCCH пропонують передачу VoIP у вигляді зв'язок пакетів (довгих пакетів - packet bundling), але в цьому випадку зростають вимоги до затримок і надійності в мережі.
В даний час більшість операторів мобільного зв'язку здійснюють плавний перехід на передачу голосу поверх LTE. Цільовий моделлю надання голосових сервісів є використання на мережі IMS - платформи. За вищезгаданих причин, а також внаслідок відсутності у великій кількості мобільних терміналів, що підтримують IMS-сервіси, перехідним етапом є застосування технології Circuit-Switched Fallback (CSFB), див. Рис. 1
Мал. 1. Етапи надання голосових сервісів в LTE
Фаза 1 - CSFB (Voice over CS).
Всі голосові дзвінки, які ініціюються в мережі LTE, здійснюються в 2G / 3G мережах в режимі комутації каналів (CS-Voice). Для реалізації такої можливості застосовується функціонал CS Fallback (CSFB, Voice Redirection), рис. 2.
Середній час встановлення виклику при використанні функціоналу CSFB становить 3-6 сек.
Мал. 2. Функціонал CSFB
Для роботи CSFB необхідно перекриття радіомереж LTE і GSM / UMTS. Також необхідна підтримка CSFB на абонентському обладнанні і на комутаторах мобільного зв'язку (MSC). На MSC реалізується спеціальний інтерфейс в бік обладнання LTE / EPC, який призначений для пейджинга абонентських пристроїв і управління їх перемиканням між мережами LTE і GSM / UMTS, а також для доставки вхідних і вихідних SMS.
Технологія CSFB має кілька недоліків:
- Вимагає модернізації MME і MSC для сигналізації та SMS;
- Потрібно перекриття зон GERAN / UTRAN і E-UTRAN;
- Збільшення затримки при встановленні голосового з'єднання;
- Зниження швидкості передачі даних до швидкостей 2,5G / 3G;
- Потрібен час, щоб мобільний термінал повернувся в мережу LTE після закінчення розмови.
Першим кроком для здійснення голосових викликів безпосередньо в самій мережі LTE (VoLTE) є установка платформи IMS (IP Multimedia Subsystem). IMS являє собою програмно-апаратний комплекс, який є ключовим компонентом практично всіх IP-мереж наступного покоління. Про IMS ви можете прочитати в цій статті.
Фаза 2 - SRVCC (Voice over LTE).
Голосові виклики, ініційовані в мережі LTE, здійснюються в LTE мережі по IP на базі IMS-платформи (VoLTE). У разі втрати LTE покриття голосовий виклик перенаправляється в 2G / 3G мережу комутації каналів (CS-voice). Для цього необхідна активація функціоналу Single Radio Voice Call Continuity, рис. 3.
Мал. 3. Функціонал SRVCC
Обслуговування голосових викликів відбувається в мережі LTE за рахунок передачі пакетів даних голосового сигналу через пакетні канали (Voice over IP).
Мобільність голосового сервісу реалізується за допомогою функціоналу SRVCC-процедури хендовера з вибором стільники призначення з мережі LTE (PS-сервіс) в 2G / 3G (CS-сервіс), в разі деградації радіопокриття LTE.
Застосування технології SRVCC дозволяє скоротити час встановлення голосового з'єднання в середньому 1 секунда. Більш того, технологія дозволяє поліпшити якість голосового сервісу на 10-15%, ніж у мережі 2G / 3G.
Для реалізації цього сервісу мережа повинна підтримувати мережеву архітектуру описану починаючи з 3GPP Release 8. Розрізняють декілька видів SRVCC handover - CS_Only і CS_and_PS. Даний параметр налаштовується в радіо мережі, і передається в первісному запиті на handover, що визначає подальші дії MME Технологія SRVCC повинна підтримуватися мобільними пристроями.
Основними труднощами впровадження даної технології є:
- Високі витрати на установку IMS платформи
- Відсутність якісного LTE покриття
- Мала кількість пристроїв з підтримкою цієї функції
Про ОТТ сервісах
Подальшого впровадження послуг VoLTE може перешкоджати надання голосових ОТТ-послуг. На сьогоднішній день існує і використовується спосіб голосового зв'язку за допомогою OTT (Over-the-Top) сервісів, таких як Skype, Google Voice, WhatsApp, Viber і т.д. Мережа передачі даних, в основі якої лежить IP, дає зручний транспорт для абсолютно різних послуг і виводить управління ними за межі зони відповідальності оператора до самих користувачам. Але такий спосіб не задовольняє користувачів, так як ці сервіси не гарантують стабільну, якісну роботу. Справа в тому, що в OTT сервісах використовується тип трафіку який має більш низький пріоритет, ніж тип трафіку при VoLTE.
VoIP - послуга передачі даних в реальному часі.
Проблеми в мережі:
• Затримки - Диспетчеризація ресурсів між користувачами;
• Швидкість передачі даних - Пропускна здатність при перевантаженнях;
• Заголовки (службова інформація) - Ефективність передачі коротких пакетів;
• Радіопокриття - Пропускна здатність на краю стільники;
• Енергоспоживання абонентських терміналів.
Тільки послуга VoIP операторського класу - VoLTE - може впоратися з цими проблемами