VoNR來了，它到底是什麼技術？

VoNR要來了，今天我們聊聊這個新技術吧。

先來簡單回顧一下語音業務演進史

過去是未來的鏡子。在瞭解5G時代的VoNR之前，有必要回顧一下行動網路語音業務演進史。

2G、3G時代，語音業務採用CS(Circuited Switched，電路交換)技術，即手機在通話前需在網路中建立一條獨佔資源的線路，直到通話結束才拆除。這種古老的技術存在耗資源、組網複雜、效率低等缺點。

進入4G全IP時代，由於只有分組域PS，不再支援傳統CS語音，於是提出了CSFB和VoLTE兩種方案來支援語音業務。

CSFB，即CS FallBack，指當手機在4G網路中發起語音呼叫時從LTE網路回落到2/3G網路，藉助2/3G網路的CS電路域來完成語音通話，通話結束後再返回4G LTE。

VoLTE，即Voice over LTE，指透過引入IMS，LTE網路直接提供基於IP的語音業務。VoLTE也被稱為由IMS管理的、承載於4G LTE網路上的VoIP。

VoLTE將語音業務封裝成IP資料包像快遞打包一樣傳輸，無需“獨佔資源”，大幅提升了網路效率。更重要的是，VoLTE還史無前例地提升了語音質量以及降低了通話建立時長。

VoLTE採用AMR-WB(Adaptive Multi-rate-Wideband，自適應多速率寬頻編碼)語音編碼技術，相比2G、3G時代大幅提升了編碼速率，並將語音頻寬範圍從300Hz-3400Hz提升到50Hz-7000Hz，從而能提供更清晰的音質，更廣的音域，讓行動網路的語音質量首次媲美收聽收音機的體驗。撥號時，3G網路大概需要6-8秒接通,而VoLTE只需花2-3秒左右即可接通。

因此，不管從技術架構還是使用者體驗看，VoLTE都是行動網路語音業務發展史上的一次革命性的技術演進。

那5G語音會再次像VoLTE一樣的實現巨大飛躍嗎?5G時代的VoNR又到底長啥樣?

什麼叫VoNR?5G語音終極解決方案

先來回答第一個問題，5G時代的語音再也不會像VoLTE那樣發生革命性變化了。事實上，5G系統並沒有為語音服務提供單獨的技術解決方案，其設計目標主要是為了支援VoLTE持續演進。

眾所周知，IMS是VoLTE的“大腦”，VoLTE實際上就是由IMS核心網控制和管理的端到端VoIP連線。正是因為IMS可對語音實現端到端的QoS管理，使得VoLTE的語音質量遠遠強於“盡力而為”的網際網路VoIP。

進入5G時代，3GPP在R15版本定義5G時，就明確了5G依然基於IMS提供語音業務，並確定了5G部署應最小化影響現有IMS的設計原則。

基於以上原則，根據5G NSA和SA兩大部署選項，5G語音提供了VoLTE、EPS Fallback、VoNR三種部署方案。

VoLTE(NSA組網)

在NSA組網下，5G NR作為容量擴充套件被新增到現有的4G網路中，並沿用4G核心網EPC，4G網路仍然是主要的控制網路，5G NR僅支援盡力而為的資料傳輸。

VoLTE(NSA組網)

在這樣的架構下，語音服務依然由現有的4G IMS/VoLTE網路提供，只需非常小的更改或無需更改;仍然可以透過SRVCC在VoLTE和2G/3G CS網路之間實現語音呼叫的無縫切換;如果運營商未部署IMS，仍然可以透過CS Fallback的方式回落到2G或3G網路提供語音服務。

VoLTE語音連續性保障

EPS Fallback(SA組網)

在SA組網下，5G網路有了自己的核心網5GC，不再依賴4G作為控制網路，這意味著可以透過5G NR、5GC和IMS端到端獨立承載5G語音業務，即VoNR(Voice over NR)或Vo5G(Voice over 5GS)。

但在5G SA部署早期，考慮5G NR網路還未形成連續廣覆蓋，當手機移動出5G NR覆蓋區域時，會頻繁將正在進行的VoNR語音切換到覆蓋更好的VoLTE網路，從而導致使用者體驗較差。因此，在5G部署初期引入了過渡方案——EPS Fallback。

EPS Fallback(SA組網)

與4G時代的CS Fallback相似，在EPS Fallback方案下，5G網路不提供PS語音業務，當手機嘗試在5G網路中使用語音服務時，會透過重定向或切換的方式回落到4G網路，由4G網路提供VoLTE語音業務，並在通話結束後再返回到5G網路。在通話期間，由於手機已經回落到4G網路，資料業務也被迫與語音業務一起經過4G LTE傳輸，直到通話結束。

EPS Fallback語音連續性保障

顯然，在該方案下，由於在NR上建立語音通話時發起向4G網路回落，必然會增加語音呼叫建立時長;同時，在通話期間資料流量也經過4G LTE傳輸，還會大幅降低資料速率，從而會影響使用者體驗。

儘管向4G網路回落會增加一點呼叫延遲，但相比CS語音回落，VoLTE能提供更快的呼叫建立時長，這點新增的延遲也是可以接受的。事實上，EPS Fallback最大的缺點是，除了會降低資料速率之外，還會因向4G回落導致短暫的語音連線中斷，這比呼叫建立時延更容易被使用者覺察。

VoNR(SA組網)

前面已經講了，VoNR就是指由5G NR、5G Core和IMS端到端承載語音業務。嚴格的講，NR只是5G網路的無線接入網部分，而5GS(5G System)包含了5G NR和5G Core，因此將VoNR叫做Vo5G(Voice over 5GS)更準確。不過，我們通常講的VoNR就是指Vo5G。

VoNR(SA組網)

相比EPS Fallback，VoNR的優點不言而喻，一是不必再回落到VoLTE，呼叫建立時長更短;二是支援5G語音和5G資料業務併發，也就是說我們可以一邊打電話一邊高速5G上網。

考慮當手機移動到5G小區覆蓋邊緣時會導致VoNR語音質差甚至掉話，為了保證語音通話的連續性，需將正在進行的VoNR通話切換到4G VoLTE，因此，類似於4G時代的SRVCC方案，VoNR方案還支援透過Inter-RAT handover機制來實現VoNR與VoLTE之間平滑切換。

VoNR語音連續性保障

值得注意的是，隨著5G Core引入，5G R15標準未定義5G Core與3G Core之間的介面，不支援5G和3G CS之間的語音呼叫連續性，這意味著在採用VoNR的R15網路中必須支援IMS/VoLTE，以便在手機通話過程中移動到5G覆蓋範圍之外時，可以透過4G VoLTE保持通話連續性。

不過，3GPP在R16版本中，基於現有的4G到3G的切換標準，增加了5G SRVCC功能，即可以透過5G SRVCC技術將語音切換到3G CS域。

VoNR有什麼好處?使用者體驗與網路效率兼優

從使用者角度看，如上所述，儘管VoNR延續VoLTE架構，無法再實現革命性的技術突破，但與VoLTE類似，VoNR具有語音通話質量好、接續時延低、可邊通話邊進行5G高速上網等優勢。比如，理論上講，VoNR的MOS值達4.6，接入時延僅為1.5至2秒;VoLTE的MOS值約4.1，接入時延為2秒;而2/3G CS語音的MOS值為3.7，接入時延高達6秒以上。

VoNR還能大幅提升語音通話的安全性和視訊通話質量，以及面向未來為使用者帶來語音與影片、觸覺、動覺等多感官融合的全沉浸式體驗。

從運營商角度看，演進到VoNR的好處主要有如下幾個方面。

一是VoNR可以加快傳統老舊、低效的2/3G CS語音向4G和5G轉移，從而能提升網路效率、降低網路運維成本，以及重耕優質的低頻資源。

二是VoNR利於支援新的5G應用。今天我們經常提到的AR/VR、全息等5G應用都離不開實時、高畫質的音視訊通話，而有了VoNR後，可提供增強的媒體面來更好支撐這些新應用。

三是能給運營商帶來新的收入來源。儘管運營商傳統面向2C端的語音業務已遭遇來自OTT語音的不斷侵蝕，但語音業務作為基礎通訊業務，仍然是運營商收入的一部分，而且當前的5G資料套餐幾乎都是和語音繫結在一起的。更重要的是，面向數字化轉型和萬物智聯時代，語音和影片業務正從人與人之間的連線延伸到廣闊的人與物之間的連線市場。未來在5G 2B或5G專網市場中，將有大量的場景需要實時、高質量、高穩定的音影片通訊，這些場景是盡力而為的OTT音影片無能為力的，需要基於IMS(切片)的VoLTE/VoNR和ViLTE/ViNR的確定性保障能力。

沒錯，不管是從使用者角度看還是從運營商角度看，不管從當前的網路效率提升看還是從未來業務展望看，VoNR都是值得引入的技術。但寫到最後，需要重點提及的是，由於VoNR是基於4G IMS演進設計，在保障語音連續性上也依託於VoLTE，因此首先引入VoLTE是基本要求，這對於那些目前還未商用VoLTE的運營商來說會更具挑戰和緊迫感。