4G LTE 网只能提供数据服务，不能承载语音通话，该怎么理解？

Posted 2020-10-04 小僧的功课

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这个问题要从移动核心网的角度来理解。我们平时说的WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE其实通常指空口技术，即从手机到基站的通信技术。而移动通信的核心控制部分，则由核心网完成——如何在两个基站间建立起语音连接？何时给拨号方返回嘟嘟的线音？何时给接收方发出振铃？如何判断一个用户是否开通了呼叫转移业务，如何实现？如何建立从手机到因特网服务器的数据连接？如何判断用户是3G用户还是LTE用户？ 这些都是由移动核心网完成的。

下面来说移动核心网的种类。在2G/3G时代，移动核心网是两个独立的域，控制语音相关的叫电路域（CS域：Circuit Switch），控制数据业务相关的叫分组域（PS 域：Packet Switch）。相应的，与语音相关的控制都放在了电路域，比如上面的语音呼叫建立、返回振铃、判断并执行呼叫转移，以及曾经的杀手锏业务短信等等。与数 据相关的控制则放在了分组域，比如上面的与因特网服务器（通信网与因特网是两张网）建立数据连接、区分你当前流量是微信还是微博等等。

因此，在2G/3G时代，语音和数据业务分别承载在两张不同的核心网上。3G网络允许业务并发，也即同时使用两张网络，在打电话的同时可以数据下载。（2G，严格的说是2.5G的GPRS，由于技术限制，通常发生呼叫的时候数据业务会挂起）

随着数据业务的爆发以及网络的全IP化，LTE网络不再提供电路域，只保留唯一的一个分组域核心网（EPC：Evolved Packet Core）。LTE的最终目标是所有业务，包括语音、数据，都承载在这张用来处理数据业务的核心网上。也就说，只有在语音完全实现数据化（IP化）后，LTE网络才能够承载语音业务，而这个条件目前在中国并不具备。

可能有人会问，手机QQ既然能语音通话，为什么LTE网络不能直接也这么干？因为这种类似于软件中的语音通话功能只是应用级别的，运营商无法做到对 通话过程完全可控（使用手机号MSISDN作为身份标识、区域计费、增值业务等），更重要的是，这种级别的语音业务无法保障其通话质量（想象一边QQ语音 一边下迅雷吧）。此外，实现移动电话与固网（座机）之间的通信也是个很重要的问题。

为此，通信人们又构想出了IP多媒体系统（IMS: IP Multimedia Subsystem），叠加在LTE核心网上，通过IP网络提供高质量、可控、可与固网融合的语音业务（当然不只是语音业务，还包括视频等媒体业务）。而VoLTE技术（Voice over LTE）就是基于IMS的，也是在LTE网络中承载语音通话的唯一方式。

不幸的是，多年来IMS的研究进展缓慢，其大规模的商用也刚刚开始（日本软银部署了全国范围的VoLTE），而要在中国这么大的范围内实现VoLTE，目前来看还不太成熟，需要后续持续的大规模网络基础建设（都是钱哪……），因此可以说，从目前来讲，「4G LTE 网只能提供数据服务，不能承载语音通话。」。

既然目前IMS网络大规模部署还不成熟，自然就有人想出了过渡期间的临时方案：CSFB和多模双待。

语音业务回落（CSFB: CS Fallback）是指驻留在LTE网络中的用户，需要发起语音业务时（包括主叫和被叫，不包括短信），通过切换，完全回落至2G/3G网络，然后通过2G/3G网络中的电路域进行语音业务，通过2G/3G网络中的分组域接续之前在LTE网络中未完成的数据业务，但是数据业务的速率会显著降低。语音业务完成后再返回LTE网络（至于是否挂机就马上回去就不一定了）。这是世界上绝大多数运营商采取的过渡期方案。这种方案的问题在于，如果优化不好，回落的过程耗时会很长，导致语音建立的时间较长。（当然小伙伴们不用担心，已经有一群人集中脑力把它优化的很好了。）

多模双待的概念就很好理解了，跟现在常说的双模双待机原理是类似的，唯一不同就是只需要一张SIM卡。用户同时驻留在2G/3G和LTE网络，语音业务通过2G/3G提供，数据通过LTE网络来承载。享受2G/3G的语音质量和LTE的数据速率，听着很完美是不是？致命弱点：耗电量大，这个不用多说吧，智能机用户的切肤之痛，试想如果本来就只能用6个小时的安卓机使用多模双待只能用4个小时了（可能有些夸张，具体数据未知），小伙伴们能忍么？第二，支持多模双待的终端少而且成本更高，大名鼎鼎的iPhone 5S就不支持，这也是为什么5S，以及其他非移动定制机，开通4G后被爆出各种语音、短信问题。

既然多模双待问题挺多，而CSFB听起来还不错，为什么中国移动、中国电信不好决定？

中国移动的原因，自然是其3G网络：TD-SCDMA的短板，导致其回落到3G网络的策略基本不可用。那回落到2G呢？要知道，GSM可是十多年前的技术了， 技术上很难再做出更多的优化，导致CSFB的缺点被放大：回落时间过长（上文中「优化的很好」特指LTE到3G网络的回落）。试想用户需要打一个电话，先 需要若干秒（假设8s吧）的回落时间（从LTE到2G），然后再经过若干秒（假设4s吧）的呼叫建立时间（2G系统内部），那每拨打一个电话，单方就至少 需要等待12s，双方都是LTE用户的话还要更长（不是x2的关系，小于）。这恐怕谁都不好拍板就让用户这么等着。此外，2G（GPRS/EDGE都属于2G）的数据业务速率极差。 GPRS的理论最高速率为171.2kbps，实际大概在40kbps左右；EDGE的理论峰值可以达到384kbit/s，实际大概是160Kbps左 右；而LTE理论上可是100Mbps，也就是100,000kbps，从光纤网络直接掉到拨号网络，用户能满意么？（以上速率除以8就是你迅雷上看到的 下载速度）

好在中国移动坐拥数亿用户，拥有强大的产业推进能力，只要想，马上就会有无数移动版手机支持多模双待，所以也不用太操心。而移动的资金雄厚，大踏步建网直接进入VoLTE时代也应该指日可待。

而中国电信的原因，则在于从其3G网络CDMA2000到LTE的演进不是平滑的，可以理解为两张技术上截然不同的网络，回落自然也成问题。况且国外大部分部署CDMA的运营商（主要集中在北美）当初大部分都选了多模双待（当时回落技术还非常不成熟），所以选择跟风自然最稳妥。

中国联通所谓拿到最好的3G牌照绝对名不虚传，所以采用CSFB没有什么悬念。而其3G网络从WCDMA升级到到HSPA+其理论峰值就可以达到 42Mbps，跟LTE已经不分伯仲，也导致其LTE的发展态度最保守。不过，其从WCDMA到LTE的演进从技术上讲也是三家运营商里最平滑的，偷着乐 吧。

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补充1：SRVCC技术解决的当语音已经通过VoLTE承载时，在通话过程中移出LTE覆盖区（也就是4G没信号了）过程中如何保证语音、数据的连续性。因此在文中并没有提到。

补充2：LTE-A才是严格意义上的4G标准，HSPA+、LTE都是准4G标准。

【LeoShen的回答(13票)】:

在VoLTE（基于LTE的语音）之前，LTE协议是只支持数据服务的。VoLTE现阶段主要受限于相关网络设备的成熟和网络的实际部署。目前全球VoLTE的部署尚非常有限。估计VoLTE的全面部署还需要数年时间才能完成。

在VoLTE部署之前，语音在LTE终端上的支持仍需依靠3G/2G。两种主流的实现方式分别是（1）“电路交换回落”（CSFB）和（2）“同步 语音LTE”（SVLTE/SGLTE）亦称“双射频”。前者是LTE回落到3G/2G来处理数据和语音的并发，在语音通话结束后终端返回LTE。其优点 是终端成本低；缺点是回落时数据率降低，网络需要升级。后者是增加一套额外的3G/2G调制解调器（至少是射频）来支持LTE数据与3G/2G语音的并 发。其优点是不存在LTE数据率的降低，不需网络升级；缺点是终端实现成本高。

Qualcomm是全球首个推出LTE/3G/2G多模调制解调器产品的公司（2010年商用），也是率先开发，测试和商用SVLTE /SGLTE，CSFB，SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity，单一无线语音呼叫连续性）及VoLTE技术的公司。

【王斌的回答(4票)】:

华为的这个文章介绍比较详细了

华为 - 《华为技术》

简单的说就是，4G网有通话功能，基于IMS的VoLTE是未来的方向，但由于涉及的网元改造等问题，暂时还未能实现。而目前移动的LTE网络商用 在即，可选取的方案是CSFB和双待手机方式（两者的实现方式及优劣势上文也说的比较清楚），由于双待方式要求手机终端支持（苹果没有双待手机，只支持 CSFB其他LG/NOKIA的双待手机也没量产），求人不如求己，所以移动采取了CSFB的方式。

 

所以驻留在移动TDD-LTE网络的CSFB终端，当有话音业务需求时，通过回落技术，在网络的辅助下，接入到2/3G电路域，然后通过2G电路域疏通话音；业务结束后再通过返回技术，使终端重新连接回LTE网络。

【华江的回答(1票)】:

我的理解是LTE是可以承载语音通话的，只是对于LTE网络来说，语音通话是和其他数据业务一样的IP流（其实这样的表述不准确，EPC是能够感知VoLTE的，并且要为VoLTE分配专用的bearer）。

其实把LTE比作WiFi可能会好理解一些，WiFi上可以有浏览internet等数据业务，也可以有skype, 微信等IP语音业务。但是如果没有skype等，WiFi就只是提供数据业务而已（IP语音是数据业务的一种）。LTE与此类似，只是语音的实现的具体方 式与Skype等不一样，需要专门的IMS网络。在没有IMS时，如果不认为Skype是通用语音业务，那么LTE是仅能提供数据业务的，如@王斌 所说。

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而4G到2G/3G的切换，我个人觉得除了CSFB外，SRVCC也可以算是一种情况。但是在题主的上下文中，应该是指CSFB。简单来说，当有用 户打电话给CSFB的LTE手机时，LTE会告诉这个CSFB手机，你有电话了，快回2G/3G去接电话吧，然后它就按照指示回落到2G/3G接电话了， 完事了再回到LTE上（当然也可以留在2G/3G久一点）。

【章原的回答(0票)】:

占个坑回答一下：4G如若没有通话功能怎么能够商用呢。以目前TDD来看，都是回落到2G,3G去实现语音通话，这也是移动要实现的CSFB(CS Fall Back)功能，但就现在测试来看，不仅仅是网络侧要支持，终端也需要支持，而且，不同的终端，回落的时间不一样；更复杂的情况是，各种场景也很复 杂，2g给4g打电话，3g给4g打电话，4g给4g打电话等；由于PS域是不支持通话的，所以，语音功能全要利用IMS实现，其实，也就是CS域，这一 部分，统一处理通话，不管2g，3g，4g，只是，4g由于实现了全IP化，无法直接实现通话，就有了间接回落的解决方案

【老小聂的回答(0票)】:

LTE是纯分组网络

所以，在CS域除了语音之外，还有两个需求，短信和紧急呼叫

语音王斌的答案已经很清楚了，OTT不是技术问题，是商业问题，相当长一段时间这个口子还是撕不开的

补充个链接

http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1268-Dispelling-LTE-Myths

【林岚的回答(0票)】:

因为LTE只支持数据服务（PS）业务的，无法承载语音（CS）。以前这两个服务都是分开处理。

现在国内厂商，比如移动(联通和电信我忘记了），都采取CSFB（语音回落）的方式来完成4G网络中的通话功能。

上面有人提到VoLTE，但短期内商用不太可能。因为CSFB可以利用之前铺好的2G3G网络，提高利用率对运营商来说当然好。然后通信商家也可以卖服务卖功能，也很高兴的呀。

CSFB简单来说就是数据业务（联网数据包类的服务）走LTE，当要打电话的时候，无论是主叫还是被叫，都通过核心网之间转给2G或者3G下发。现在能做到延时非常短，一两秒，基本打电话的时候不会介意的。

关于如何通过核心网转过去。从LTE端来说，要在基站侧和核心网侧打开CSFB相应功能。基站侧配置好和覆盖区2G小区邻区关系（初步切换的基础），当打电话的需求产生，基站给核心网发出的消息，LTE的核心网再转给2G核心网，电话在2G的CS域接通。

当然打完了是会自己回来到4G的。

但是我有个疑问是，比如3G可以在接通电话的时候继续上网。LTE是不是应该不行了。

【魏一平的回答(0票)】:

类比一下家里的adsl上网，其实你打电话和上网都是走的同一条双绞线，只不过两个业务，一个走的是语音网络，一个是数据网络。

现在你会发现，家里的固话用得越来越少了，因为网络通信的业务已经能涵盖之前的传统语音业务了。

无线通信的发展也是一样，每一代的发展都是迭代的，所以需要兼容之前的传统语音业务，但当某一天数据业务完全能替代传统语音业务的时候，纯语音业务就可以退出历史舞台了。

所以说，语音只是一种上层业务形态，和数据链路没有太大的直接关系——当然QoS要求除外，全网IP化一定是必然的。