VoLTE/ViLTE Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

Что это и для чего нужно?

HD Voice Мегафон – это уникальная технология, которая предоставляет потребителям возможность общаться по сотовому телефону так, как будто оба собеседника в действительности находятся друг возле друга. Применяется она для повышения качества звуков в сотовой телефонии и даёт возможность существенно расширить транслируемый диапазон частот – от 50 Гц до 7000 Гц. В базовом же сотовом соединении диапазон частот передаваемых звуков составляет всего лишь от 300 Гц до 3400 Гц.

Благодаря инновационному алгоритму для передачи голосовых звуков, «HD Voice» существенно улучшает чёткость речи, ликвидирует эффект эхо в окончаниях, совершенно не искажает тембр передаваемого голоса и усиливает распознавание звуковых эффектов.

Таким образом, компания Мегафон стала первой телекоммуникационной компанией на территории РФ, которая запустила технологию «VoLTE» без каких-либо ограничений касательно типа абонентов. Абсолютно все потребители из Московской области, вне зависимости от их действующего тарифа на абонентском номере и применяемой системы оплаты за услуги связи, могут активировать опцию с названием «HD голос в сетях 4G» и реализовывать исходящие вызовы по инновационной технологии посредством мобильных гаджетов. Основное требование – гаджет должен поддерживать «VoLTE».

«hd голос в сетях 4g» – главные достоинства

Представленная функция обладает следующими достоинствами:

  • Позволяет пользователям оставаться подсоединённым к сетям формата 4G при совершении голосовых звонков.
  • Обладает обширными возможностями в плане функциональности – абонентам не нужно выполнять выход из сети формата LTE, прерывая высокоскоростную передачу данных в процессе осуществления исходящих вызовов на номера любых абонентов.
  • Позволяет выполнять просмотр веб-ресурсов на самой высокой скорости соединения, а также использовать смартфон в роли точки доступа для других мобильных гаджетов к услугам сотовой сети синхронно с голосовыми звонками.
  • Потребители получают высочайшее качество передаваемого голоса, если сравнивать с базовыми звонками, но только при том условии, что оба пользователя применяют технологию «VoLTE».
  • Скорость интернет-соединения на момент внедрения технологии не имеет аналогов. В том случае, если оба устройства поддерживают технологию связи «VoLTE» и при этом пребывают в сетях формата LTE в момент выполнения звонка, то соединение между ними устанавливается меньше чем за 1 секунду.
  • Volte/vilte wi-fi-calling — просто о сложном

    Сегодня речь пойдет о достаточно новых для России технологиях передачи голоса и видео в сети сотового оператора — VoLTE (Voice over LTE), ViLTE (Video over LTE) и Wi-Fi-Calling (WFC).

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Почему при звонке из сети LTE телефон уходит в сеть 3G?

    Прежде чем перейти к рассмотрению новых технологий, давайте освежим в памяти, как на текущий момент работает наш смартфон в сети 4G/LTE.

    Думаю, что многие абоненты замечали, что смартфон при входящих или исходящих звонках переходит в сети предыдущего поколения (2G/3G), а на само соединение уходит достаточно много времени. Для начала следует сказать несколько слов о том, как верхнеуровнево (очень крупными блоками) выглядит сеть оператора мобильной связи.

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    На первый взгляд, не сложно, но это только на первый. Давайте разбираться.

    Как видно на картинке выше, сеть радио-доступа второго (2G, или GERAN) и третьего (3G, или UTRAN) поколений подключается как к ядру канальной коммутации (CS Core) для осуществления голосовых вызовов, так и к ядру пакетной коммутации (PS Core) для доступа к IP-сетям и для выхода в сеть Internet. Логичный вывод, который напрашивается из сказанного выше: CS Core обеспечивает голосовую связь, а PS Core предназначен для передачи данных. Останавливаться для анализа того, как работают сети передачи данных и голоса в рамках данной статьи, мы не будем.

    Рассмотрим прохождение голосовых вызовов для сети 4G. Прежде чем погружаться в подробности, давайте еще раз посмотрим на картинку и вспомним, что сеть радио-доступа LTE не имеет прямых подключений к CS Core. На первый взгляд, это странно, но решение есть. И частью решения является интерфейс между PS Core и CS Core, который называется SGs.

    (Справедливости ради нужно сказать, что и до внедрения стандарта 4G/LTE связь между канальным и пакетным ядром была возможна. Интерфейс, по которому могла осуществляться эта связь, называется Gs. Задачи, возлагавшиеся на Gs-интерфейс, заключались в комбинировании (объединении) процедур регистрации в обоих доменах, а также в обеспечении поиска устройства (paging), который осуществлялся из канального домена в пакетный. Это позволяло приостанавливать передачу данных в сети 2G и принимать голосовые вызовы.)

    В сети 4G/LTE интерфейс SGs уже не является опциональным и играет важную роль. Вспоминаем, что в сети LTE наше мобильное устройство работает только в пакетном домене (PS Core) и, как вы уже догадались, без интерфейса между PS и CS Core не обойтись.

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Теперь давайте кратко рассмотрим процесс осуществления голосовых вызовов, когда Ваше устройство находится в сети LTE. Не вдаваясь глубоко в технические делали, это можно объяснить так:

    Входящий звонок. Поскольку телефон находится в сети LTE и не имеет возможности «слушать» сети 2G/3G, «добраться» до него можно только с использованием сети 4G. За мобильность в сети LTE отвечает сетевой элемент MME (Mobility Management Entity). Именно через это устройство по SGs интерфейсу мобильный коммутатор (MSC-S) производит поиск смартфона процедурой «paging» с индикатором того, что идет входящий звонок, сигнализируя, что телефону необходимо перейти в сеть предыдущего поколения с перерегистрацией в CS-домене и принять звонок.

    Читайте про операторов:  История мобильного интернета: 1991 – наши дни / Хабр

    Исходящий звонок. Мобильное устройство сообщает базовой станции (eNodeB), что собирается совершить исходящий звонок, тем самым запуская процесс перехода из LTE в сети предыдущего поколения. Подробнее расписывать процедуру в рамках данной статьи нецелесообразно.

    Процесс перехода из LTE в сети предыдущего поколения для совершения голосовых вызовов называется называется CS Fallback (CSFB).

    По завершению вызова (уже не важно входящего или исходящего) устройство вернется в сеть LTE, но c небольшим «НО». Несмотря на то, что устройству пришлось перерегистрироваться в сеть 3G (реже в 2G), передача данных, которая могла производиться до звонка, может осуществляться и одновременно с голосовым вызовом. При этом мобильное устройство не потеряет выделенный ему IP-адрес. «НО» заключается в том, что переход в сеть LTE произойдет только в ближайшую паузу в передаче данных.

    (Небольшое замечание про SMS. В сети LTE и входящие и исходящие SMS передаются все по тому же интерфейсу SGs и переходов между сетями различных поколений не осуществляется.)

    Voice over LTE (VoLTE) и Video over LTE (ViLTE)

    У сети LTE, в сравнении с предыдущими поколениями сети, лучше показатели по задержкам и RTT, и она вполне приспособлена для трафика, критичного к качеству канала передачи, а именно, небуферизированного голоса и видео, которыми и являются наши звонки. Осуществление голосовых вызовов наконец-то переходит на протокол IP непосредственно с мобильного устройства.

    Теперь давайте рассмотрим, что поменялось в архитектуре сети оператора.

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Мы видим, что по сравнению с предыдущей схемой, добавилось облачко с названием IMS. Да, действительно, в качестве ядра для поддержки голосовых вызовов сети LTE и Wi-Fi был выбран IMS.

    Начнем с процесса регистрации. Мобильное устройство должно убедиться, что сеть оператора поддерживает передачу голоса поверх IP в конкретной зоне радиопокрытия. Если это так, то смартфон пытается активировать bearer (канал связи по IP) со специальным APN-ом и со специально выделенным классом обслуживания QCI-5, который зарезервирован и оптимизирован для IMS-signaling. Данный класс обслуживания имеет более высокий приоритет по сравнению с классом обслуживания для передачи данных, которая используется для выхода в Интернет, но он, так же как и интернетовский, не требует гарантированной полосы передачи данных и менее критичен к задержкам чем для голоса и видео. По завершению процесса активации bearer-а у мобильного устройства имеется IP адрес, и сеть сообщила IP адрес P-CSCF, который уже является первым элементом ядра IMS. Именно к нему смартфон впервые обращается по протоколу SIP и осуществляет регистрацию в IMS.

    Подробно останавливаться на процессах, которые происходят в недрах сети, в рамках данной статьи нецелесообразно. При желании эту информацию можно найти на ресурсах, список которых помещен в конце статьи. Приведу лишь картинку с основными элементами PS Core и IMS.

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Мобильное устройство зарегистрировались в ядре IMS и теперь может совершать голосовые вызовы, отправлять/принимать SMS.

    Одной из основных отличительных особенностей мобильной VoLTE-сети от классической SIP телефонии — это управление полосой пропускания для конкретного вида трафика. Не секрет, что при передаче голосового трафика по IP-сетям всегда есть риск потери пакетов, что пагубно сказывается на разборчивости речи. Для того чтобы обеспечить приемлемое качество, применяется технология маркировки IP-пакетов. Транспортное оборудование с «пониманием» относится к маркированным пакетам, старается не допустить их потерю и обеспечивает их приоритетную передачу hop-by-hop. В сети мобильного оператора одним из самых дорогих ресурсов является радио-ресурс и всегда есть вероятность того, что в зоне нужной нам базовой станции (eNodeB) может его не оказаться для проключения голосового вызова, потому что все они используются для передачи данных из сети интернет. Я уже упоминал, что для регистрации мобильное устройство активировало отдельный bearer c QCI-5, который по уровню сервиса выше, чем bearer для интернет и в нем была установлена SIP-сессия с IMS Core. При установлении голосового вызова — неважно, входящего или исходящего — IMS-ядро через PCRF и ядро пакетной коммутации запрашивает дополнительный выделенный радио-ресурс (dedicated bearer) с гарантированным битрейтом и с QCI-1 для того, чтобы в нем и передавался RTP-поток с выбранным кодеком. Данный ресурс уже имеет самый высокий приоритет, что и обеспечивает необходимое качество речи.

    Теперь можно упомянуть такую технологию, как Video over LTE (ViLTE). Все, что было сказано для VoLTE, справедливо и для ViLTE. Для подключения видео-потока точно так же, как и для голоса, запрашивается еще один dedicated bearer. Он тоже требует гарантированную полосу с несколько более высокой пропускной способностью, чем голос, но уже с чуть меньшим приоритетом (QCI-2). Снижение приоритета обусловлено тем, что потеря пакетов для видео-потока уже не настолько критична, чем для голосового. Согласитесь, что разборчивость речи куда более важна, чем кратковременный сбой в передаче картинки. В результате получается, что у смартфона в случае с ViLTE имеется сразу три bearer-а для нужд IMS (QCI-5 — сигнализация, QCI-1 — голосовой канал, QCI-2 — видео канал).

    Также хотелось бы вкратце затронуть тему хэндоверов (переходов из сети одного поколения в другое). Сегодня покрытие сети LTE уступает покрытию сетей предыдущих поколений. Для того чтобы разговор не прерывался в случае, если уровень сигнала сети LTE становится ниже порогового уровня, телефону придется перерегистрироваться в ядре канальной коммутации (CS Core). Для обеспечения «бесшовности» такого перехода была разработана технология SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity). В отличие от CS Fall Back (CSFB), который рассматривался в первой части статьи, на момент перехода из LTE в сеть предыдущего поколения, у нас уже имеется голосовой вызов, который мы и пытаемся сохранить без разрыва. В основе технологии лежит протокол GTPv2 и дополнительный интерфейс между PS Core и CS Core, который имеет название Sv. Для обеспечения работы данного интерфейса доработке подверглась CS Core, которая ранее не поддерживала протокол GTP (GPRS tunneling protocol). Схематично процесс перехода из VoLTE в CS-call показан на рисунке.

    Читайте про операторов:  Виртуальные номера для приёма СМС и звонков –

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Теперь можно сказать несколько слов о том, что полезного в VoLTE и зачем внедряется эта технология:

    VoWi-Fi, или Wi-Fi-Calling, или WFC

    Принципиальное отличие VoWi-Fi от VoLTE заключается в том, что в качестве «последней мили» используется обычный Wi-Fi. Это может быть и домашний интернет и публичный Wi-Fi какого-нибудь кафе. В качестве ядра сети используется все тот же IMS, а вот в части сети доступа есть небольшие изменения. Давайте посмотрим на картинку.

    VoLTE/ViLTE   Wi-Fi-Calling — просто о сложном / Хабр

    Внимательный читатель заметит, что не видно принципиальных отличий от схемы PS Core для VoLTE. По-прежнему стык ядра пакетной коммутации и IMS Core осуществляется через интерфейс SGi от PGW. Изменения коснулись пути прохождения трафика от мобильного устройства до ядра пакетной коммутации. Для этого у нас появилось устройство под названием ePDG. Именно оно имеет прямой выход в сеть Internet и именно к нему будут, в первую очередь, подключаться телефоны с использованием обычного протокола IPSec. Прежде чем начнется регистрация в IMS-ядре, как и раньше, необходимо успешно зарегистрироваться в ядре пакетной коммутации. На этот раз регистрация производится не от MME, а от ePDG. Для этого используется интерфейс SWm, и мы видим еще один сетевой элемент с названием AAA. Особенностью узла AAA, участвующего в процессе регистрации из untrusted Wi-Fi, то есть из сети Internet, является то, что он работает не по привычному многим протоколу Radius, а по модернизированной его версии — протоколу Diameter. Далее, как и в сети LTE, аутентификация и сверка наличия соответствующих услуг производится все в том же HSS (Home Subscriber Server).

    После прохождения регистрации в пакетном ядре и последующей регистрации в IMS Core, звонки осуществляются точно так же, как это происходит и из VoLTE.

    Из основных технологических вопросов нам осталось рассмотреть переход (Handover) из сети Wi-Fi в VoLTE и обратно.

    Не секрет, что сети Wi-Fi имеют очень маленький радиус действия. Для того чтобы наши голосовые вызовы не прерывались при потере сети Wi-Fi, мобильное устройство постоянно мониторит уровень сигнала, и если он становится ниже порогового уровня, производится переход в сеть LTE. Если еще раз посмотреть на предыдущую схему, то становится понятно, что при переходе в LTE-сеть, вполне реально остаться на все том же PGW, что использовался и для Wi-Fi-Call. А помогает в этом интерфейс S6b, который с использованием AAA сервера сообщает HSS адрес PGW, на котором была произведена регистрация из сети Wi-Fi. При таком переходе сохраняется сессия на PGW все с тем же IP-адресом, что был выделен при регистрации через Wi-Fi сеть. Как следствие, мы получаем практически бесшовный Handover VoWi-Fi -> VoLTE. Обратный переход осуществляется по тем же правилам.

    Как и в конце предыдущей части, несколько слов о том, что полезного в VoWi-Fi и зачем внедряется эта технология:

    Вопросы и ответы

    Я предвижу, что будет ряд вопросов и попробую заранее на них ответить:

    В: В каких регионах уже доступны технологии VoLTE/VoWi-Fi?
    О: На момент публикации статьи услуга доступна абонентам Москвы, Ярославля, Калуги и Башкирии.

    В: Когда услуга станет доступна абонентам других регионов МТС?
    О: Мы делаем все возможное для скорейшего внедрения технологии. Следите за новостями на наших региональных сайтах.

    В: Будет ли работать услуга Wi-Fi-Calling в режиме «самолета»?
    О: Да, такой вариант работы действительно есть, но чтобы неожиданно не остаться без связи, мы такой режим не рекомендуем.

    В: Какие телефоны имеют поддержку технологий VoLTE и VoWi-Fi?
    О: Список устройств, которые поддерживают VoLTE/VoWi-Fi можно найти на http://www.mts.ru/connect/

    В: Как убедиться, что на iPhone работает VoLTE?
    О: На iPhone нет индикаци того, что телефон работает в режиме VoLTE. Посмотреть текущий режим работы устройства можно зайдя в Настройки -> Об этом устройстве и нажать на строку Оператор. Если имеется регистрация в IMS, то это будет видно (строка поменяется на IMS-статус).

    В: Работает ли SMS через услугу Wi-Fi-Calling в режиме «самолет»?
    О: Да, сеть такой вариант работы поддерживает. Дальше все зависит от наличия поддержки в мобильном телефоне. Если говорить про iPhone, то мы делаем все возможное, чтобы SMS over IP стала доступна для абонентов МТС с выходом версии iOS 12.0 (сентябрь 2022).

    Читайте про операторов:  Способы как подключить телефон к магнитоле

    В: Как подключить услугу?
    О: Мы будем подключать услугу абонентам, у которых телефоны имеют соответствующую поддержку сами, но и предоставляем абонентам самим управлять наличием услуги. Как включить/отключить услугу можно найти на странице http://www.mts.ru/connect/

    В: Какие кодеки используются для передачи голоса?
    О: Приоритетным кодеком является AMR-WB (HD-Voice), но может использоваться AMR-NB. Выбор кодека осуществляется в процессе установления вызова и зависит от большого количества причин. Кодек EVS на нашей сети пока не поддерживается.

    В: Поддерживается ли технология ViLTE на телефонах Apple?
    О: Нет. Поддержка ViLTE реализована не во всех смартфонах и это не только iPhone.

    Полезные ссылки:
    http://www.mts.ru/personal/connect/
    http://www.media.mts.ru/internet/124777#top
    http://www.media.mts.ru/internet/135396/#top
    https://itechinfo.ru/content/кратко-об-ims
    https://vse-simki.ru/post/200868/
    https://blog.3g4g.co.uk/search/label/VoLTE
    https://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=682632
    https://www.youtube.com/watch?v=1F7QKEAPXG4
    https://support.apple.com/ru-ru/ht203032
    https://www.netmanias.com/en/post/oneshot/8127/lte-network-architecture-wi-fi-epdg/3gpp-based-lte-and-wi-fi-interworking-architecture-epdg-s2b

    Автор: Технический эксперт МТС Олег Ермаков, ник на Хабре — eov

    Где работает volte?

    В Москве услуга голосовых вызовов VoLTE доступна у всех операторов “большой” четверки — МТС, Билайн, МегаФон, Tele2, а вот по России, ситуация немного другая. Несмотря на то что список регионов регулярно пополняет, сервис доступен даже далеко не во всех крупных городах.

    Где именно доступно использование сервиса, зависит от вашего оператора. К примеру, Билайн запустил VoLTE  в Москве, МегаФон также в Питере, Самаре и Тольятти, Иваново, Оренбурге, Республике Адыгея, Краснодарском крае и Мурманске, у МТС сервис работает в Москве и Северо-Западном округе. Список регионов постоянно пополняется, и поддержка VoLTE становится доступной в новых городах.

    Особенности использования

    Несмотря на всю простоту реализации для абонента использования VoLTE, необходимо учитывать несколько важных моментов. Так, может быть недостаточным наличие поддержки оператором услуги и соответствующей модели телефона.

    Независимо от оператора, необходимо проверить, поддерживает ли ваша сим-карта работу в сети 4G. Если при использовании передачи данных вы не имеете возможности использовать такую услугу, несмотря на наличие покрытия и поддержку технологии в телефоне, то стоит заменить симку у оператора. Старые сим на новые с поддержкой LTE все операторы производят бесплатно.

    Также стоит отметить, что у операторов МТС и Теле2 для использования звонков через LTE необходимо отдельно подключить услугу. Так, для абонентов МТС требуется активировать сервис “Интернет звонки”, набрав на своем телефоне *111*6#, а на Теле2 доступ к VoLTE активируется по запросу *219*1#.

    Поддерживаемые телефоны

    Для использования всех преимуществ технологии VoLTE необходимо не только наличие технической возможности сети оператора, но и соответствующий телефон. Перечислить все устройства, поддерживающие технологию, невозможно, поскольку этот перечень регулярно пополняется новыми моделями.

    На сайтах всех операторов представлен список телефонов, которые используют синхронизацию с VoLTE, и списки у каждого отличаются. Это связано с тем, что регулярно появляются новые модели, и операторы не всегда успевают вносить корректировки.

    Подключение и отключение

    Чтобы подключить или отключить инновационную услугу «HD голос в 4G», абонент должен посетить один из салонов компании Мегафон на территории Москвы или Московской области, что уже было отмечено выше в статье. В сегодняшнее время услуга подключается только в этих салонах связи.

    Обратите внимание! Не все абоненты смогут активировать её на своем телефоне. Дело в том, что устройство должно поддерживать работу с VoLTE. Многие производители заявляют о поддержке этой функции в устройстве, но сегодня HD голос Мегафон успешно работает на:

    В настройках телефона технология активируется следующим образом:

  • Перейдите в меню «Настройки».
  • Найдите и выберите вкладку «Ещё».
  • Далее перейдите в раздел «Мобильная сеть» и включите или выключите VoLTE.
  • В случае успешного подключения «HD голос в 4G», на экране смартфона должен гореть логотип VoLTE в верхней части возле часов. Выглядит она так:

    Решение распространенной ошибки server connection error

    Некоторые пользователи, которые уже испробовали «HD голос», сталкивались с возникновением ошибки с уведомлением «Server connection Error». Это означает «Ошибка подключения к серверу». Давайте разберемся, что нужно делать в такой ситуации?

    Как правило, при первом запуске телефона, система предложит пользователю инсталлировать нужные обновления. В данном случае нужно согласиться. Но поскольку объем пакета обновления превышает 500 Мегабайт, рекомендуется делать все через доступную сеть Wi-Fi, чтобы уменьшить время ожидания и риски сбоев.

    Сколько стоит

    Стоимость всех исходящих вызовов при использовании услуги с названием «HD голос в сетях 4G» остаётся прежней, они тарифицируются как стандартные голосовые звонки, согласно условиям активного тарифного плана пользователя. Объём предоставленных на услуге минут также соответствует тому объёму, который даётся абонентам согласно условиям их тарифа. За подключение данной услуги абонентская плата не взимается.

    Важно! Активировать либо же деактивировать данную услугу можно исключительно в офисах сотовой компании Мегафон и только лишь в Московской области. Также абонентам необходимо знать, что услуга не функционирует при пребывании потребителя в роуминге. Её действие ограничивается исключительно Московским регионом. При выезде за его границы услугу рекомендуется отключать, во избежание потери качества связи.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    Adblock
    detector