VoLTE端到端关键技术

1VoLTE端到端关键技术2014年10月22PTN（QoS）三合一HSSSBCCSCFMGCF/IM-MGWIBCFENUM/DNSSAEGWMMEPCCDRALTE接入IMS域业务平台VoLTEAS彩铃AS彩印ASIM-SSFeMSCGMSC电路域eNodeBBSC分组域VoLTE终端/芯片2G接入网管系统BOSS系统支撑系统CMNET/IP专网（IPV6/QoS）信令网用户数据VoLTE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VoLTE涉及端到端的网络的改变33BOSSNMSOMC支撑系统业务平台核心网IMS域分组域PCC2G/3G电路域eNodeBBTS/BSCLTE接入接入网2G接入终端VoLTEUEI/S-CSCF/BGCF信令网用户数据DRAPCRFVoLTESBCMGCFIBCFSAEGW/GGSN/PCEF三合一HSSDNS/ENUM(e)MSCGMSC彩印业务平台彩铃业务平台VoLTEAS/IM-SSF智能网SCPMME/SGSNIP短信网关ShMwSGiRxGxMxSvS11/GnMg/MjNcNcCAPCAPS1-MMES1-UUuMw/I2UmAGbISC承载网定位业务平台CxRx/GxS6a/SLgCx/Sh/Zh/S6a/SLhSLh/SLgSLs承载网JUtGm业务配置代理网关UtZhC/DGrVoLTE网络架构及接口4VoLTE端到端关键流程555VoLTE基本流程——注册eNBMMESAE-GW3in1HSSPCRFSBCS-CSCFSCCASEPCIMS1.用户开机进行EPC附着2.使用IMSAPN建立PDN连接，并为用户建立QCI=5的默认承载3.终端通过上述默认承载发起IMS注册请求并完成IMS核心网注册4.S-CSCF发起第三方注册，向SCCAS更新STN-SR，之后SCCAS通过HSS向MME下发STN-SR666VoLTE基本流程——呼叫PCRFEPCSBCS-CSCFS-CSCFEPCPCRFSBCSCCAS3in1HSS主叫域被叫域1.主叫发起呼叫,信令路由至被叫域2.被叫侧触发SCCAS进行被叫域选择，根据HSS返回的信息决定在IMS进行呼叫3.信令路由至被叫终端4.被叫接听后返回200OK响应，被叫SBC根据INVITE和200OK中的SDP信息向PCRF申请资源，PCRF通知EPC预留资源5.资源预留成功后，被叫SBC向主叫转发200OK响应6.主叫SBC收到200OK响应后根据INVITE和200OK中的SDP信息向PCRF申请资源，PCRF通知EPC预留资源7.资源预留成功后，主叫SBC向主叫终端转发200OK响应8.媒体链接建立77SRVCC流程EPC2G/TDSRVCCeMSCMGWMMESAE-PGWHSSCSSvMGCFSCCASIMSCSCFMGWMSCSLTESRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）存在切换性能问题，无法达到语音中断时长小于300ms的部署要求，会严重影响VoLTE用户体验远端IMS终端1.SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫语音中断时长T1语音中断时长T2最短语音中断总时长＝800ms最长语音中断总时长则可能大于1s信令媒体2.呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3.用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,SAE网络通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成预留资源4.通知终端切换到2G/TD，切换过程中语音发生中断，中断时间T1约为200ms5.SRVCCMSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCCMSC接收和发送语音6.远端IMS终端将媒体连接切换至SRVCCMSC7.从SRVCC终端切换到2G/TD到远端IMS终端切换媒体连接完成，这段时间语音将发生中断，中断时间T2约为800ms左右（如果远端终端处于漫游中，这段时间还会更长）SRVCC88eSRVCC：在SRVCC基础上，通过在拜访地引入ATCF作为媒体锚定点，节省远端媒体更新时间，可将切换时延减低至300ms以内eSRVCCeSRVCCEPC2G/TDeSRVCCeMSCMGWMMESAE-PGWHSSCSATCFSCCASIMSCSCFMGWMSCSLTE远端IMS终端SIP信令CS信令媒体999紧急呼叫流程--基于IMS•终端有卡时，默认用户已经进行EPC正常附着•用户发起紧急呼叫时，终端建立紧急PDN连接，之后发起紧急注册和呼叫LTEeNodeBE-CSCFP-CSCFS/P-GW①②③④PSAP/ECPCRFEATFLRF1.建立紧急PDN连接2.UE进行IMS紧急注册3.UE发起IMS紧急呼叫4.通过PCC获取用户位置信息（TAI）5.E-CSCF通过查询LRF获取用户就近的呼叫中心信息6.将呼叫路由至相应紧急呼叫中心，若PSAP支持SIP则可直接通过IMS路由；若PSAP不支持SIP则需经由CS路由⑤MGCF/MGWPSAP/ECHSSI/S-CSCF⑥DRA101010CSFB为国际漫游提供语音业务紧急呼叫流程--基于电路域LTEUEMMEMSC2G/3G核心网EPCSMSC2G/3GUE①④PSAP/ECS&PGWP-CSCF②③1.UE进行联合附着2.UE在IMS核心网进行注册3.UE回落到2/3G网络4.要求UE依据380回复使用Emergency/NormalSetup方式发起紧急呼叫，MSC将呼叫路由至PSAP/EC电路域提供紧急呼叫需要UE进行联合附着，UE进行紧急呼叫时，需通过CSFB回落到2/3G电路域•UE使用EmergencySetup方式发起紧急呼叫，影响：1）MSC需做配置；2）UE遵循标准要求；3）无卡终端不能接续。•UE使用NormalSetup方式发起紧急呼叫，影响：1）对终端有要求，要求UE使用普通Setup方式发起紧急呼叫。1111VoLTE端到端关键技术15IMSEPC信令网36承载网7无线网8终端用户数据24PCC9计费10容灾12IMS1313IMS15IMS组网视频回落号码补齐3卡与码号24漫游6放音抑制1414CM-IMS现有网络采用“一网多域”组网模式CM-IMS的组网架构是一网多域，用户按需接入不同的域，使用相应的业务CM-IMS一网多域：CM-IMS是一个完整的核心网，用户根据所使用业务接入到不同的域，域之间通过统一的路由寻址设备、相同的协议和标准的接口实现互通互联各省IMS域：分省部署，为中小企业用户和家庭用户提供固网业务，由各省公司运营管理VoLTEIMS域：需要考虑VoLTEIMS的部署模式、和现网IMS之间的关系B省IMS域C省IMS域D省IMS域……互联网用户IMS域双跨用户IMS域VoLTEIMS域A省IMS域双跨用户IMS域：集中部署，为全国1500家大型企业提供企业融合通信业务，由政企分公司运营管理互联网用户IMS域：集中部署，为国际互联网用户提供国际VoIP业务，由国际公司运营管理1515VoLTEIMS适合分省部署HSS适合分省部署•VoLTEIMS与2/3G核心网有交互和业务继承，需要考虑2/3G网络对VoLTE的影响•VoLTEIMS中的部分网元只适合分省部署。其他网元如果集中部署，需要做大量额外工作•VoLTE用户可以在2/3G附着，也可以在LTE附着，需要保证用户在CS域和LTE域均可以正常使用补充业务•需要通过升级现网2合1HSS设备支持3合1HSS•MGCF/MGW是跨接在CS域和IMS域的网元，负责处理CS与IMS之间的信令与媒体互通•CS域设备部署在各省，为避免信令与媒体迂回，MGCF/MGW适合部署在省中心CSCF、ENUM/DNS、AS可分省可集中•VoLTE集中部署需要组建全网集中的运维部门或组织•需要一级业务支撑系统做改造，支持分省部署的HSS开通，以及各省用户话单分拣•集中部署方式只能部分网元集中，必然存在通话控制层的设备分属不同运维主体的情况，通话故障定位和网络维护等需要跨组织协作•集中部署对MGCF有功能和数据配置要求，互通路由需重新调整核心控制层HLR/HSSCSCFMGCF/MGW接入层VoLTE用户ENUM/DNSSBCSBCSBCVoLTE基础与补充业务业务层智能网业务彩铃业务融合通信业务MGCF/MGW适合分省部署•SBC负责用户接入IMS域，处理用户间媒体流，与P-GW相连•媒体面设备需要尽量靠近用户，减少时延，SBC适合部署在省中心SBC适合分省部署1616VoLTEIMS与固网IMS的各层功能对比VoLTEIMS固网IMS•VoLTEIMS与固网IMS的控制层功能基本一致，HSS面向的用户群不同•VoLTEIMS与固网IMS的业务层和接入层功能有所不同VoLTEASCentrexASMMTelAS彩铃AS其他AS用户群•个人和家庭用户为主功能需求•需解决移动性带来的域切换•支持多媒体业务用户群•企业用户为主功能需求•语音业务为主•需支持V网、融合总机等企业类业务功能区别较大功能需求•HSS支持IMS域/CS域/PS域用户数据•CSCF在ENUM/DNS配合下实现消息路由•MGCF实现与CS互通功能需求•HSS支持IMS域用户数据•CSCF在ENUM/DNS配合下实现消息路由•MGCF实现与CS互通功能需求•SBC需支持ATCF功能•SBC需具备Rx接口•SBC需和P-CSCF合设功能需求•SBC需支持防火墙穿越•SBC和P-CSCF可以分设，也可以合设三合一HSSMGCFENUM/DNSI/S-CSCFHSSMGCFENUM/DNSI/S-CSCF功能基本一致HSS有所不同SBCSBC/P-CSCFSBC/P-CSCF功能区别较大业务层控制层接入层业务层控制层接入层1717VoLTEIMS适合与各省现网IMS共用核心控制层VoLTEIMS与现网IMS共用原则：•独立网元：VoLTESBC（功能和位置不同）、VoLTEAS（功能不同）、3合1HSS（功能和用户群不同）•共用网元：CSCF、MGCF/MGW、ENUM/DNSENUM/DNS双跨ASVoLTEAS现网AS国际业务AS3合1HSSHSSMGCFMGWVoLTESBC现网SBCCSCFMGCFMGWCSCF国际业务SBC业务层核心控制层接入层双跨HSS各省现网IMSVoLTEIMS互联网用户IMS双跨用户IMSENUM/DNSCSCFHSS•服务的用户不同，可独立发展：VoLTEIMS与已有的各省现网IMS、双跨用户IMS、互联网用户IMS分别面向不同的用户群提供服务•VoLTEIMS与各省现网IMS均为分省部署，核心控制层的功能一致，具备融合条件，VoLTEIMS与双跨用户IMS和互联网用户IMS保持互通关系1818VoLTEIMS建设完成后的网络架构•部署模式：HSS、MGCF/MGW、SBC等用户数据与媒体面设备分省部署；CSCF、ENUM/DNS、AS等信令面设备分省部署；IP短信网关集中部署•接入层：SBC负责用户接入，应该就近接入用户，适合分省部署•核心层：HSS由现网二合一HSS升级，适合分省部署；MGCF/MGW负责与CS域进行信令与媒体互通，适合分省部署；CSCF和ENUM/DNS可分省可集中，考虑到集中对网络运维管理机制要求重大调整，建议分省部署•业务层：AS需考虑的问题与CSCF类似，建议分省部署。IP短信网关业务处理量较小，建议全国集中部署3合1HSSIM-MGWENUM/DNSCSCFIM-MGWENUM/DNSCSCFA省B省VoLTESBCVoLTEASMGCFMGCF二级BOSS二级BOSS一级BOSSIP短信网关现网SBC现网ASEPCEPC现网ASHSSVoLTESBC现网SBC3合1HSSHSSVoLTEAS1919IMS15IMS组网视频回落号码补齐3卡与码号24漫游6放音抑制2020VoLTE使用USIM卡（1/2）•国际移动用户标识（IMSI）•移动用户ISDN号码（MSISDN)（可选）•加密密钥（CK，CipherKey）和完整性密钥（IK，Integ