5G助力广电实现梦寐以求全业务

林尊益

（广东省广播电视网络股份有限公司湛江分公司，广东 湛江 524000）

0 引言

2019年6月6日，工信部给中国广电发放5G业务许可牌照，广电成为第四大运营商。2020年1月， 工信部批准4.9 GHz频段给广电开展5G网络试点。2020年4月，工信部发布《关于调整700 MHz频段频率使用规划的通知》，正式将广电700 MHz频段划归移动通信系统，作为5G网络低频覆盖[2]。至此， 中国广电拥有700 MHz和4.9 GHz频段用于发展5G 网络。

1 广电5G网络数据通信能力

既然广电拥有发展5G网络频段，那么接下来广电建设一个什么样网络才是5G网络，下面简单介绍一下。5G就是第五代移动通信网络，5G网络最基本的功能就是数据通信和语音通信。数据通信能力峰值理论传输速率可达20 Gb/s，比4G网络快10倍[1]。标准速率达1 Gb/s以上，满足高清视频、虚拟现实等大数据传输，连续广域覆盖和高移动性下，用户体验速率100 Mb/s；空中接口时延水平控制在1 ms 内，满足自动驾驶、远程医疗等实时应用；频谱效率是4G 10倍以上，超大网络容量，提供千亿设备连接能力，满足物联网通信。

2 广电5G网络语音业务

上面简单介绍5G网络数据通信能力，接下来主要介绍5G网络另外一个重要能力就是语音通信。对于广电来说，要实现全业务，就差移动语音业务， 也是业务发展的短板，所以广电发展5G首要任务就是发展语音及视频电话业务，直接通过5G手机进行语音及视频通话。相对于另三大通信运营商， 广电全新起步的网络建设，没有2G/3G语音电路交换，也无4G VoLTE语音分组交换网络，如何实现语音通信业务呢？

2.1 语音业务发展情况

虽然三大运营商都在全国范围内已商用VoLTE，但是各家发展进度及用户群规模覆盖不同，存在一定滞后。5G牌照发布后，5G发展加速， VoLTE业务也迎来发展快速期。在5G时代，语音业务将采用全新的VoNR形式，新技术VoNR可以提供较好的5G语音业务，但在偏远地区5G网络覆盖不好的地区，为了保证语音业务的连续性，用户还是需将语音业务回落到4G VoLTE来实现。

2.2 5G网络组网方式

5G标准有两种组网方式，NSA非独立组网和SA独立组网[1]。NSA是5G与4G混合组网，在现有的4G网络基础上进行5G网络的部署，只建设5G 无线网，利用现有4G核心网、4G无线网，暂时无须同步建设5G核心网。NSA主要考虑经济性，以保护已有投资；而SA方式则是新建5G核心网和5G无线网，5G网络与4G网络互相独立，5G与4G仅在核心网级互连互通（图1是NSA与SA组网方式）。广电没有4G网络基础，所以应选择5G独立组网SA的方式，其他运营商可以从NSA向SA演进。

图1 NSA与SA组网方式

2.3 5G语音业务传输

通过上面讨论5G网络两种组网方式后，接下来分析语音业务传输过程。5G网线语音解决方案主要有三种：VoLTE、EPS fallback和VoNR。对于NSA非独立组网，采用VoLTE方案；在SA独立组网方式下，采用EPS fallback和VoNR两种方案。

VoLTE方案在4G网络通过I P多媒体子系统IMS将语音业务承载在IP网络上，实现将2G/3G电路交换语音业务在4G网络全部IP化。EPS fallback 方案是在5G网络中采用EPS fallback回落到4G通过VoLTE的方式实现语音业务。VoNR方案是通过5G网络IMS系统承载语音业务，也是5G最终目标语音解决方案。部署VoNR基站的区域，由VoNR基站与5G核心网交互，通过IMS系统实现语音通信。未有VoNR基站覆盖的区域，通过EPS fallback回落到4G网络，然后由4G VoLTE基站与4G核心网EPC交互，通过IMS系统实现语音业务。如果该区域连4G基站都没有，那又CSFB回落到2G/3G网络， 由2G/3G基站通过CS电路交换核心网，通过IMS系统完成语音通信功能，3GPP标准不支持语音从5G 回落到2G/3G CS（图2是语音传输过程）。

图2 语音传输过程

2.4 SA独立组网语音业务实现

下面重点介绍VoNR和EPS fallback两种方案。

2.4.1 VoNR方案

在VoNR方案中（如图3所示），语音和数据业务都是由5G网络承载。对于已部署VoNR区域，语音直接从VoNR与NGC核心网交互，通过IMS IP多媒体子系统实现语音通信。

图3 VoNR部署模式

5G独立组网架构SA下VoNR具备如下几方面优势：

（1）实现电话和数据同时双处理。5G独立组网架构SA下，语音和数据业务都是由5G网络承载， 在语音通话过程中，数据同时可以通过5G核心网进行连接，响应上网需求。即便是覆盖较差的区域时，切换到4G由VoLTE来提供语音通信，同时数据上网由5G承载，语音和数据业务不存在优先级之分。但是4G/3G/2G网络对电话有优先等级，以保障电话流畅性问题，对于同时数据上网需求响应在语音业务之后，语音和数据未能同时处理。

（2）解决网络信道占用。VoNR可以灵活处理5G语音下的通话问题。在5G信号覆盖下，终端直接通过VoNR进行语音及视频通话；而在VoNR未覆盖情况下，回落到4G VoLTE语音通话，降低信道占用问题。

（3）解决电话延迟问题。VoNR语音通话呼叫建立时间短，用户感受体验好。相比于2G/3G网络， 经过回落频繁切换，电话时延长。

（4）提升通话和视频质量问题。VoNR采用最新的EVS和H.265编码技术，相比于目前使用的H.264编码技术，增强音频和视频的抗干扰性，扩展了音频带宽、提升通话和视频质量，提高用户使用体验。

2.4.2 EPS fallback方案

在5G部署初期阶段，VoNR未覆盖区域，语音业务通过EPS fallback方案回落到VoLTE 4G，经EPC核心网，通过IMS IP多媒体子系统实现，语音由4G网络承载，数据由5G网络承载（如图4过渡模式）。这种方式经过多次回落切换，增加时延。但随着5G网络部署的逐步成熟，VoNR将逐步成为5G主流语音方案。对于广电来说，没有4G网络，初期须考虑与其他运营商合作租用其通道先开展业务。

图4 过渡模式

通过以上分析，广电5G网络建设分两个阶段： 一是以SA独组网模式，构建5G核心网，主打VoNR 语音及视频电话业务；二是在5G部署初期阶段，根据VoNR覆盖铺开的速度，5G语音业务可以通过与其他运营商合作基于过渡模式进行补充开展业务。

值得欣慰的是，广电高层已经考虑到5G部署初期语音业务如何开展的问题：已与中国移动共建共享700 MHz 5G无线网络，并有偿开放共享2.6 GHz 频段5G网络。在700 MHz频段5G网络具备商用条件前，广电有偿共享中国移动2G/3G或4G网络为客户提供服务。

3 结束语

总之，5G网络对于广电来说，是实现全业务大好机会，应抓住机遇加快部署建设，首要任务坚定SA独立组网方式克服困难实现VoNR全覆盖，实现语音及视频通话业务。