Сети LTE уже начинают запускаться в разных странах мира. Надеемся, скоро дойдет очередь и до России, но пока есть одна нерешенная проблема: сегодня в них можно лишь передавать данные, а для голоса приходится использовать UMTS и GSM.

Причина проста: пока не существует общепринятой технологии для передачи голоса в LTE, а значит, бессмысленно производить и LTE-телефоны: слишком велики шансы того, что они окажутся совместимыми только с несколькими сетями.

Технология широкополосного мобильного Интернета под названием Long Term Evolution (LTE) обеспечивает высокие скорости передачи данных и качество обслуживания. Поскольку сеть LTE и ее пакетное ядро Evolved Packet Core (EPC) целиком и полностью основаны на IP, сразу же возникает вопрос: почему бы для предоставления голосовых услуг в сетях LTE (VoLTE) не использовать уже отработанные технологии VoIP и IP Mul t imedia Subsystem (IMS)? Однако операторы не спешат с VoLTE. Первая в мире коммерческая сеть LTE, запущенная TeliaSonera, а также сети других операторов, уже запущенные или планируемые к запуску, еще в течение нескольких лет будут предоставлять только услуги передачи данных. Для этого есть несколько причин, и в этом таится большая угроза голосовому бизнесу операторов мобильной связи, доля которого в их общем объеме доходов по-прежнему составляет до 80%.

Среди основных причин можно назвать неизбежность масштабных инвестиций в новую голосовую инфраструктуру при не совсем ясных сроках их окупаемости на фоне постоянного снижения тарифов, необходимость сохранения всей существующей функциональности в части голосовых услуг и передачи сообщений, в том числе для абонентов, находящихся в роуминге, ограниченность зоны покрытия LTE на первых этапах и связанные с этим проблемы по обеспечению не прерываемости голосовых услуг, неготовность клиентской части абонентского оборудования и целый ряд других, как экономических, так и технических.

А угроза заключается в том, что промедление с запуском голосовых услуг в сетях LTE открывает двери провайдерам типа Skype или Google, которые уже сейчас предоставляют услуги, эквивалентные набору услуг Rich Communication Suite в IMS, в том числе голосовые и видеовызовы, активные списки контактов с динамическим отображением их состояния, мгновенный обмен текстовыми и видеосообщениями, отображение сообщений в виде диалога и т.д. При этом объем голосовых и видеовызовов Skype только в первой половине 2010 года составил ни много ни мало 95 млрд. минут, а клиент того же Skype доступен для всех основных операционных систем, работающих на абонентском оборудовании.

Так что же делать? Пока IMS для VoLTE видится решением на отдаленную перспективу, оператор может остановиться на одном из решений «пред-IMS». Если не рассматривать некоторые частные фирменные решения, на сегодняшний день это технологии Circuit Switched Fall Back (CSFB) и Voiceover LTE via Generic Access (VoLGA). Первая поддерживается проектом 3GPP и международным альянсом ведущих операторов мобильной связи Next Generation Mobile Networks (NGMN), вторая – форумом VoLGA.

В феврале 2010 года альянс NGMN в своих документах еще раз подтвердил, что целевой архитектурой для VoLTE является IMS, и опубликовал рекомендации, призванные сразу с момента ввода сетей в эксплуатацию гарантировать работу VoLTE при роуминге. Их суть сводится к тому, что на всех абонентских устройствах LTE, поддерживающих GSM/UMTS, как минимум должен быть реализован механизм CSFB. В свою очередь оператор должен также как минимум реализовать CSFB, если в его сети работает LTE плюс GSM/UMTS и наряду с услугами передачи данных через LTE он собирается предоставлять голосовые услуги не на основе IMS абонентам других операторов, находящимся в роуминге в его сети. При этом реализация CSFB как на абонентских устройствах, так и в сетевом оборудовании должна соответствовать спецификациям 3GPP. А чуть раньше, в октябре 2009 года, была опубликована аналогичная рекомендация для SMS: во избежание проблем с роумингом альянс NGMN рекомендовал производителям абонентского оборудования и операторам реализовать фактически тот же механизм CSFB. В настоящий момент эта рекомендация по своей значимости видится даже более важной, чем рекомендации для VoLTE, поскольку услуга передачи сообщений в сетях LTE может потребоваться даже раньше голосовой. Это связано с тем, что SMSLTE-устройств, предназначенных только для передачи данных, таких как беспроводные модемы USB, нетбуки и тому подобные. используются и для администрирования абонентских устройств (например, для управления настройками, распространения обновлений ПО и т.д.), и для уведомления абонента о смене тарифного плана при роуминге, обязательного в странах Европейского Союза, и для управления подпиской на услуги с дополнительной оплатой, и для многих других целей. Причем это касается в том числе

Суть механизма CSFB состоит в том, что абонентское устройство, работающее в сети LTE, на время осуществления исходящего или приема входящего голосового вызова переключается в традиционную сеть GSM или UMTS. А сессия передачи данных через LTE на это время либо приостанавливается с восстановлением после завершения вызова, либо также переходит в GSM/UMTS. Очевидно, что для работы CSFB обязательно перекрытие радиосетей LTE и GSM/UMTS. Также необходима поддержка CSFB на абонентском оборудовании и на коммутаторах мобильной связи (MSC). На MSC реализуется специальный интерфейс в сторону оборудования LTE/EPC, который предназначен для пейджинга абонентских устройств и управления их переключением между сетями LTE и GSM/UMTS, а также для доставки входящих и исходящих SMS. При этом доставка SMS через этот интерфейс осуществляется без переключения абонентских устройств в GSM/UMTS.

Механизм CSFB позволяет операторам использовать существующие коммутаторы при условии их ограниченной модернизации. Абонентам же предоставляется полный набор традиционных услуг, доступных с MSC, включая базовые голосовые вызовы и дополнительные виды обслуживания, доставку SMS, вызовы с предварительной оплатой и интеллектуальные услуги. Однако технология CSFB имеет несколько недостатков. Затраты на модернизацию всех MSC для поддержки CSFB могут оказаться весьма и весьма значительными. Необходимость переключения в GSM/UMTS приводит к заметному увеличению задержки установления голосовых соединений как при исходящих, так и при входящих вызовах. А вследствие приостановки сессии передачи данных или снижения скоростей до уровня GSM/UMTS у абонента может создаваться впечатление, что во время голосового вызова сессия передачи данных прерывается.

Форум VoLGA предложил другое решение. Оно призвано обеспечить голосовые услуги и услуги передачи сообщений через сеть LTE на основе существующих стандартов GSM/UMTS. Идея решения VoLGA состоит в том, что абоненты VoLGA представляются коммутатору MSCобычными абонентами GSM/UMTS. Все необходимые преобразования специфической сигнализации VoLGA и речевых пакетов VoIP в домене LTE в понятную для MSC сигнализацию и речевые каналы с обычным для сетей связи временным разделением выполняет специальный шлюз доступа в сеть VoLGA. С точки зрения MSC этот шлюз – обычный контроллер базовых станций сети GSM или контроллер радиосети UMTS. Для работы в сети VoLGA естественным требованием является поддержка процедур и протоколов VoLGA на абонентских устройствах.

Решение VoLGA позволяет операторам использовать установленные коммутаторы MSC без какой-либо их модернизации и предоставлять абонентам весь набор традиционных услуг, доступных с MSC. Однако при всей своей кажущейся привлекательности оно не получило широкого признания в мобильной индустрии. Несмотря на то, что это решение было публично продемонстрировано на последнем Всемирном Конгрессе GSM, архитектура VoLGA фактически перешла в замороженное состояние, особенно после публикации рекомендаций NGMN о применении CSFB. Причина простая: операторы стремятся предотвратить фрагментацию сетей и исключить проблемы с роумингом, неизбежные при реализации несовместимых методов VoLTE.

А что же с IMS? Прежде всего, IMS – это инфраструктура на основе протоколов VoIP поверх сети передачи данных LTE/EPC. После получения доступа в сеть LTE абонентское устройство проходит регистрацию SIP в сети IMS оператора и становится готовым к голосовым вызовам и обмену сообщениями. На первый взгляд все просто. Но как быть с ограниченным покрытием LTE, особенно в первые годы после запуска сети? Как осуществить хэндовер в GSM/UMTS в случае выхода абонента из зоны покрытия LTE и сохранить при этом голосовой вызов, учитывая, что сети GSM/UMTS могут и не обеспечить требуемые для пакетного IMS полосу пропускания и качество обслуживания? Ответы на эти вопросы дает механизм Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC). Этот механизм, а также методы предоставления услуг IMS через сеть GSM/UMTS и их сохранения при переключении абонентского устройства между пакетным доменом и GSM/UMTS описаны в ряде спецификаций 3GPP. Суть SRVCC состоит в том, что любой вызов с точки зрения сигнализации закрепляется в домене IMS на специальном сервере приложений. И на всем протяжении вызова именно через этот сервер проходят сообщения SIP. Сеть LTE сигнализирует MSC-серверу о хэндовере абонентского устройства в GSM/UMTS, и MSC-сервер, усовершенствованный для поддержки SRVCC, инициирует процедуру перевода “половинки” вызова (от сервера приложений до этого абонентского устройства) на себя, координируя процедуру с процессом обычного хэндовера абонентского устройства в GSM/UMTS. При этом вторая “половинка” вызова (от другого участника вызова до сервера приложений) остается неизменной. В результате после хэндовера вызов не прерывается. Как и в ранее рассмотренных решениях, абонентское оборудование должно поддерживать соответствующие процедуры и протоколы, в данном случае – IMS/SRVCC.

Уже отмечалось, что в настоящее время IMS видится весьма сложным решением, нацеленным на достаточно далекую перспективу. Однако в ноябре 2009 года инициативная группа операторов и поставщиков оборудования One Voice опубликовала документ “Voice over IMS Profile”, который в феврале 2010 года был принят ассоциацией GSMA в качестве стандартного пути предоставления голосовых услуг и доставки сообщений в LTE. В документе определен минимальный набор функций, который должен быть реализован на абонентском и в сетевом оборудовании для гарантированной работы голосовых услуг на основе IMS. Он целиком и полностью основан на существующих стандартах 3GPP и фактически является руководством по реализации IMS на абонентском и в сетевом оборудовании для скорейшего и наименее болезненного внедрения IMS для VoLTE.

В свете всего сказанного можно сделать вывод о том, что CSFB с последующей миграцией к IMSVoLTE на ближнюю перспективу, тем более что абонентские устройства с поддержкой CSFB ожидаются на рынке уже в этом году. Решение IMSSRVCC – по оценке Vodafone, они ожидаются не ранее 2012-2013 года. представляется наиболее прагматичным подходом для можно рассматривать в качестве решения на отдаленную перспективу, при этом одной из проблем, сдерживающих его массовое внедрение, видится доступность абонентских устройств с поддержкой.

Источник: Мобильные новости