Кафедра MForum.ru: Голос в LTE. VoLGA

MForum.ru

Кафедра MForum.ru: Голос в LTE. VoLGA

15.02.2010, MForum.ru

От редакции: Различия в реализации поддержки голосовых вызовов в сетях 4G (LTE) - один из факторов, задерживающих их широкое распространение по всему миру. Поскольку вендоры заинтересованы в продвижении "своего", разработанного компанией, или принятого за образец варианта реализации, полнотой представлений в области того, какие есть варианты, обладают не все специалисты операторов сотовой связи. Заполнить этот досадный пробел помогут статьи из цикла "Голос в LTE", которые мы перепечатываем в MForum.ru с любезного разрешения их автора - lazymoose. Приятного чтения!


Вместе с CS Fallback, данный вариант реализации голосовых услуг в LTE является наиболее "толерантным" к сетям предыдущего поколения, используя их инфраструктуру и оборудование по максимуму.

Вариант VoLGA базируется на стандартизированном 3GPP решении UMA/GAN (Unlicensed Mobile Access/Generic Access Network), что интересно - в числе основателей форума значится производитель оборудования Kineto Wireless (один из создетелей UMA) и оператор T-Mobile (один из немногих операторов, который имеет запущенный сервис UMA в США). В числе основателей и активных участников VoLGA-forum значились практически все основные производители оборудования, за исключением Nokia-Siemens Networks, однако в декабре 2009 года Ericsson отозвал свое членство в форуме, мотивируя это отсутствием спроса на данное решение у операторов (фактически никто кроме T-Mobile не проявил заинтересованности, плюс подоспела инициатива IMS OneVoice Profile).

При написании статьи я активно использовал следующие сайты и материалы:
3GPPVoLGA White Paper от Martin Sauter


Перед переходом к техническим деталям, предлагаю рисунок текущей (ноябрь 2009) расстановки сил по теме Voice_over_LTE.



VoLTE




Упрощенная схема сети представлена ниже.



VoLGA



Как уже отмечалось выше, вариант VoLGA позволяет в значительной степени переиспользовать текущее оборудование 2G/3G сетей, а именно - MSC/MSCs, MGW, HLR/HSS. Радиосеть 2G/3G является необязательной, хотя хэндоверы из/в LTE - поддерживаются. Оборудование, которое должно быть доработано для работы с VoLGA - абонетский терминал. Новый элемент - VANC. Все остальное оборудование - стандартное.

Основная идея VoLGA состоит в том, что между сетью LTE и сетью 2G/3G появляется новый элемент, VANC (VoLGA Access Network Controller), который волшебным образом обманывает сразу 2 сегмента сети и позволяет не дорабатывать ни один их них и берет на себя согласование этих сегментов между собой. Для LTE он предстаавляет собой некое IP-устройство, куда через PDN-GW (Packet Data Network Gateway) можно передать сигнальные и трафиковые IP-пакеты по интерфейсу SGi (аналогом этого интерфейса в 2G/3G является Gi-интерфейс, идущий от GGSN во внешний мир). Для MSC/MSCs элемент VANC представляется BSC (Base Station Controller - элемент, к которому в сети 2G подсоединяются базовые станции) или RNC (Radio Network Controller, то же самое для сети 3G), причем интерфейсы - опять же стандартные A и Iu-CS.


Регистрация терминала

Сначала терминал регистрируется в сети LTE (конкретно в ММЕ, который функционально напоминает MSC/VLR в 2G/3G). ММЕ обращается в HSS за абонентскими данными, получает их и сохраняет для дальнейшего использования. После успешной регистрации в LTE, терминал инициирует процедуру установления IPSec-тунеля к VANC. Поскольку пакетных сетей (имеются в виду сети, которые соединяются с PDN-GW через интерфейс SGi) может быть несколько, и внутри одной пакетной сети может быть несколько VANC (их, очевидно, и должно быть несколько для разделения нагрузки, надежности и т.д.), существуют следующие процедуры :

- определение PDN, через которую будет предоставляться VoLGA-сервис. В терминале конфигурируется APN для VoLGA, причем отдельно APN для домашней сети, APN для известных визитных сетей и APN для неизвестных (всех остальных) визитных сетей.

- выбор VANC в выбранной PDN. Наиболее простым вариантом является использование DHCP и DNS для получения адреса VANC.  VANC представляет из себя устройство, которое схематично можно разделить пополам, причем левая часть понятна для EPS (Evolved Packet System - опорная сеть LTE), а правая часть - понятна CS Domain. Картинку для VANC мне найти не удалось, однако картинка 3GPP GANC (Generic Access Network Controller) практически не отличается (только вместо стека 802.11 нужно вставить стек LTE).



VANC



После установления IPSec-тунеля через сеть LTE до VANC - терминал инициирует процедуру Location Update в 2G/3G VLR. Терминал общается с MSC/VLR посредством стандартных для GSM/UMTS сообщений Mobility Management, Radio Resource Control, которые упаковываются в IP-пакеты и прозрачно передаются между терминалом и MSC/VLR.  Поскольку VLR работает с LAC и Cell_id абонента, а в сети LTE эти параметры не используются - их добавляет VANC на основе своей таблицы соответствия LTE TAI (Tracking area id) и LTE cell_id, которые приходят от терминала, в соответствующие 2G/3G значения.

Входящие и исходящие соединения.

Если соединение "терминал - сеть LTE" установлен - терминал начинает обмениваться данными с MSC через VANC. Если соединение не установлено - сначала устанавливается оно, далее соединение с VANC и потом через VANC начинается обмен с MSC.  

С точки зрения MSC - исходящее (Mobile Originating) соединение выглядит как обычное соединение, пришедшее из BSC/RNC, в роли которого выступает VANC.  С точки зрения сети LTE, после "невидимого" для LTE сигнального обмена (поскольку он идет по IPSec-тунелю) - устанавливается обычный RTP обмен между терминалом и VANC.

Входящее (Mobile Terminating) соединение также мало чем отличается от обычного в сети 2G/3G. MSC отправляет пейджинговое сообщение в VANC. Если терминал в состоянии "active" - IPSec между VANC и терминалом уже установлен и CS пейджинг доставляется до терминала. Если терминал в состоянии "idle" - сначала устанавливается соединение "терминал - сеть", терминал переходит в состояние "active" и далее аналогично предыдущему случаю.

Хэндовер.

VoLGA в полной мере поддерживает хэндовер в 2G/3G. Используется спецификация 3GPP TS 23.216 (Single-Radio Voice Call Continuty). Терминал при регистрации сообщает о поддержке VCC, данная информация сохраняется в ММЕ и используется при принятии решения о необходимости хэндовера. Когда eNodeB (базовая станция LTE) на основании измерений терминалом уровня соседних 2G/3G ячеек принимает решение о необходимости хэндовера, эта информация передается в MME. MME через Sv-интерфейс передает в VANC запрос на хэндовер и информацию о том, кто и куда должен быть передан в рамках хэндовера. VANC транслирует эти данные в MSC, который инициирует стандартную для GSM/UMTS процедуру хэндовера.

Roaming.

Терминал (не сам, конечно) приезжает в визитную LTE-сеть.

Если в этой сети запущена VoLGA и в терминале есть настройки этой сети (соответствующий APN, с помощью которого терминал узнает адрес правильной сети PDN. Описано выше в разделе о регистрации) - терминал  соединится с местным VANC (местный MME запросит в домашнем HLR необходимые данные по стандартному для LTE интерфейсу) и далее с местным VLR, который имеет стандартный интерфейс к домашнему HLR. После этого все будет работать аналогично описанной выше работе в домашней сети. Данный метод (специальный/специальные APN для визитных сетей, соединение с местным VANC) соответствует спецификации 3GPP TS 23.401 (local breakout).
Если в этой сети не запущена VoLGA - голосовые услуги все равно могут быть оказаны через домашний VANC. По APN домашней сети IP-соединение будет установлено к домашнему PDN-GW и далее к домашнему VANC. В этом случае любой исходящий звонок (даже исходящий на локальный номер страны пребывания) будет устанавливаться через домашнюю сеть абонента, что может негативно сказаться на качестве сервиса.  

Недостатки.

  • Данное решение не поддерживается и, очевидно, не будет поддерживаться двумя (из трех) ведущими производителями оборудования - Ericsson и Nokia-Siemens Networks. Также данное решение не имеет поддержки в 3GPP, т.е. не является стандартизированным.

Преимущества.

  • Переиспользование существующего GSM/UMTS оборудования без какой-либо доработки.
  • Разработан на базе существующего решения (GAN), т.е. многие вопросы уже были проработаны и не потребуют много времени для разработки и внедрения.
  • Полная поддержка SMS.
  • Достаточно простое решение для обеспечения международного роуминга.

© lazymoose, впервые опубликовано в ЖЖ, MForum.ru

Также по теме LTE есть подборка "ликбезовского" уровня здесь >>


Публикации по теме:

09.06.2026. МТС ускорила мобильный интернет в районах Нижегородской области

09.06.2026. T2 запустил поддержку голосовой связи в режиме VoLTE на базовых станциях «Булат»

09.06.2026. МегаФон в Нижегородской области – обновление сети в Арзамасе

08.06.2026. МТС переключит из 3G в LTE 9 из каждых 10 площадок на своей сети в течение 2026 года

05.06.2026. МТС обеспечила LTE покрытие на территории парка «Зеленый остров» в Омске

04.06.2026. Государственный оператор сотовой связи Узбекистана успешно приватизирован группой международных инвесторов

03.06.2026. Билайн бизнес построил выделенную сеть LTE на золоторудном месторождении Ведугинское в Красноярском крае

28.05.2026. МТС в Забайкальском крае усилил сеть LTE в пригороде Читы

25.05.2026. Билайн в Мордовии нарастил покрытие 4G новыми БС и рефармингом 900 МГц

19.05.2026. МТС установит в Нижегородской области около 60 новых БС отечественного производства

19.05.2026. МТС задействует в Кировской области более 40 отечественных БС до конца 2026 года

18.05.2026. МТС показала аэромобильные комплексы для оперативного развертывания мобильной сотовой связи 4G/5G на базе беспилотника с отечественной БС на борту

18.05.2026. Билайн и компания Yadro сообщают о запуске отечественного оборудования - базовой станции Yadro BTS 8100 в Нижнем Новгороде

18.05.2026. МегаФон и Yadro запустили первую отечественную БС в городе-миллионнике

15.05.2026. МТС обеспечила покрытием LTE станцию «Спортивная» в метро Новосибирска

13.05.2026. МегаФон в Красноярском крае – новая БС построена в «зеленой зоне» под Канском

13.05.2026. МТС в Иркутской области - сеть LTE расширена отечественными базовыми станциями

12.05.2026. МТС в Тамбовской области - сеть LTE расширена отечественными базовыми станциями

12.05.2026. МТС в Нижегородской области ускорил мобильный интернет на Нижегородской ярмарке к ЦИПРу

07.05.2026. МТС в Якутии - сеть LTE усилена в районе строительства Ленского моста

Обсуждение (открыть в отдельном окне)

28.03.2010 12:19 От: Датсун

Новое сообщение:
Complete in 2 ms, lookup=0 ms, find=2 ms

Последние сообщения в форумах

Все форумы »



Поиск по сайту:


Колонка редактора

18.06. Google снизила стоимость подписки на Google AI Plus и вступила в гонку ценообразования

18.06. МТС задействовала солнечные панели для резервирования электропитания «узловых» базовых станций сети сотовой связи

18.06. В России начали серийное производство портативных раций стандарта TETRA – МиниКом-АНР-3

18.06. Минпромторг отменил конкурс на изготовление опытных образцов установок для обработки необожженных керамических карт

18.06. Корея делает большую ставку на SiC и GaN – получится ли?

17.06. Билайн организовал переходы в свою сеть для клиентов, у которых не совпадает регион проживания и оформления SIM-карты

17.06. МегаФон и China Telecom запустили новый магистральный канал «Хабаровск-Гонконг»

17.06. Tensordyne привлекает все больше интереса за счет ставки на LNS

17.06. МегаФон расширил инфраструктуру в населенных пунктах Кетовского района Курганской области

17.06. Yadro и Postgres Professional будут сотрудничать в области разработки и производства промышленных ПАК для КИ

17.06. Узбекистан выбирает спутниковую связь от Amazon Leo

16.06. Music v2 - легальная коммерциализация и возможность менять жанр в рамках одного трека

16.06. Европейская Ams Osram в марте 2026 года представила технологию создания оптических межсоединений для систем ИИ

16.06. Росатом создал импортзамещающее производство высокочистых веществ: красного фосфора и оксихлорида фосфора

16.06. Билайн улучшил связь еще в трех деревнях Новгородской области

Все статьи >>


Новости

18.06. Redmi Turbo 5 с АКБ 7540 мАч, Dimensity 8500-Ultra и IP69K дебютировал в Индии

18.06. Tecno Pova 8 Pro 5G с Dimensity 7300, 12 ГБ ОЗУ и 1.5K-экраном засветился в Google Play Console

17.06. Tecno Spark 50 Pro – дизайн в стиле iPhone 17 Pro и защита IP69

17.06. Vivo T5 Lite 5G – бюджетный долгожитель с АКБ 6500 мАч и экраном 120 Гц

17.06. Xiaomi 18 принесет смену порядка выхода, рост цен и следование стратегии Apple

16.06. Honor X70 Pro Max – батарея 8560 мАч и цена от 295 долларов

16.06. Официально раскрыты камеры и дисплеи Vivo X Fold 6

15.06. Moto G Max – 200 МП камера, экран 5000 нит и военная прочность за 490 долларов

15.06. Honor X7e Plus 5G сертифицирован в ОАЭ

12.06. OnePlus Turbo 6X и 6X Pro -доступные «батарейные монстры» для Китая от 220 долларов

11.06. Honor подтвердила 7 лет обновлений для Magic V6 и всей Magic-серии в Европе

11.06. Realme P4R 5G – 8000 мАч, 144 Гц и MIL-STD-810H за 200 долларов

11.06. Honor готовит Win Pad Mini: 8-дюймовый OLED-планшет для геймеров с емкой батареей

10.06. Honor X80 Pro Max – 11 000 мАч, 90 Вт и Snapdragon 6 Gen 5

10.06. Infinix Smart 20 – большой 120-герцовый экран и автономность за 145 долларов

10.06. Apple анонсировала список устройств для iOS 27, macOS 27 Golden Gate и watchOS 27: Intel Mac остаются без поддержки

09.06. Появилась уточненная информация о батарее, зарядке и дисплее Redmi K100 Pro

09.06. Samsung Galaxy Z Flip 8 сохранит региональное разделение чипов — Exynos 2600 vs Snapdragon 8 Elite Gen 5

09.06. Samsung Galaxy S27 Pro будет на уровне Ultra, но без S Pen

08.06. Vivo V70 Lite – почти незаметное обновление с упором на автономность