Работает ли volte без интернета

Обновлено: 05.07.2024

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).

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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

VoLTE позволяет не производить переключение из сети LTE в сети предыдущего поколения, что ускоряет процесс осуществления голосового вызова;
телефон остается в LTE, и передача данных может продолжаться без снижения скорости;
нет жестких ограничений на полосу передачи, что позволяет обеспечивать высокое качество голоса (HD-Voice);
появляется возможность делать видео-звонки, а впоследствии и видео-конференции;
под управлением ядра IMS имеется возможность реализовывать дополнительные услуги, такие как Push-to-Talk.

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.

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:

появилась возможность совершать и принимать голосовые вызовы со своим номером мобильного телефона из любого места, где есть доступ в Internet через Wi-Fi без использования сторонних приложений;
Wi-Fi-Calling позволяет совершать звонки из сети Wi-Fi по всему миру по домашнему тарифу.

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: 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 2018).

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.

Технология усиления голосовой связи VoLTE поддерживается смартфонами популярных брендов: Apple, Samsung, LG, ZTE и других. Эта технология позволяет при обычном телефонном звонке передавать голосовую информацию через канал LTE (отсюда полное название - Voice over LTE), который также известен как 4G. При этом телефон собеседника может не обладать поддержкой этого типа связи.

Что дает VoLTE? Является ли эта технология прорывом, повышающим комфорт общения, или ее основное назначение – вовлечение оператора в процесс извлечения выгоды из вызовов, осуществляющихся по сети?

Чем полезно

VoLTE оценили по достоинству крупные производители смартфонов, а особенно операторы сотовой связи, в том числе и российские. Использование этой технологии позволяет существенно снизить нагрузку на сеть. Но что дает эта настройка среднестатистическому абоненту?

При обычном телефонном звонке нет возможности использовать интернет 4G, так как аппарат переключается на сеть GSM или 3G при совершении вызова. Иногда мобильный интернет при этом вообще отключается. VoLTE дает возможность одновременно говорить по телефону и пользоваться интернетом на высоких скоростях.
Переключение обычных телефонов с мобильного интернета на сеть GSM занимает около двух секунд - именно столько приходится ждать перед звонком, прежде чем произойдет соединение. VoLTE исключает эту задержку.
Абоненты, использующие VoLTE, отмечают лучшую слышимость, чем во время звонка через GSM/3G, даже если аппарат собеседника не поддерживает эту технологию. Исключены задержки и прерывания связи во время разговора, как это бывает при голосовых звонках через WhatsApp и другие мобильные приложения.
При звонке через VoLTE не расходуются гигабайты из пакета интернета - только минуты. Несмотря на то, что вызов идет по 4G, операторы засчитывают его как обычный телефонный разговор, а не звонок через интернет. Особенно это ценно в поездках за границу - качественная голосовая связь, которая не расходует гигабайты.
Экономия заряда аккумулятора. Звонок по VoLTE расходует немного меньше энергии, чем через GSM, за счет режима DRX. DRX означает, что телефон при голосовом вызове будет принимать сигнал с промежутками. Перерывы не влияют на качество связи, но экономят заряд, так как антенна в этот момент отключается.

Недостатки

Все еще часто встречаются смартфоны, которые не поддерживают VoLTE. Большинство популярных производителей добавили ее в новые модели смартфонов, но не все.
Воспользоваться технологией не получится, если нынешний аппарат ее не поддерживает, а планов менять телефон в ближайшее время нет.
VoLTE работает только в сети 4G. На территории России покрытие 4G есть далеко не везде, и, если оно недоступно, то звонок пойдет через обычную сеть.
Вместе с тем, мобильный оператор тоже должен поддерживать VoLTE в регионе нахождения абонента, иначе эта функция в телефоне бесполезна.
Хотя качество звука значительно улучшается при использовании VoLTE даже одним из собеседников, идеальной связи можно добиться только в том случае, если его используют оба абонента.

География VoLTE

“Большая четверка” российских мобильных операторов: МегаФон, МТС, Билайн и Теле2 - уже начали поддержку VoLTE, но не во всех регионах России и не для всех смартфонов, даже с поддержкой технологии. В основном VoLTE сейчас работает только в Москве, Московской области, Санкт-Петербурге и Ленинградской области - в зоне действия 4G. Полный список устройств и регионов, работающих с VoLTE у определенного оператора, следует узнать на его официальном сайте или в службе поддержки.

Устройства с поддержкой VoLTE

• Apple iPhone от iPhone 6 и выше.

• LG ввел VoLTE в моделях Optimus LTE 2 F160LV и LTE III F260S, а также в некоторых других.

• Практически все модели бренда Xiaomi поддерживают VoLTE.

• Также функция поддерживается в некоторых моделях брендов ZTE, Huawei, Sony, HTC, Google, Meizu, Nokia, Alcatel и Motorola.

Проблемы включения VoLTE

Даже если смартфон поддерживает VoLTE, функция может по какой-то причине не работать. Если звонок не идет через 4G (вы не можете пользоваться интернетом во время вызовов), то нужно попробовать следующее:

1. Узнать у оператора, поддерживает ли сим-карта работу в 4G. У каждого оператора есть для этого специальная USSD-команда. Иногда может быть необходимо поменять сим-карту в салоне связи.

2. Проверить, доступна ли сеть 4G - этот значок должен появиться в верхней панели.

3. У некоторых операторов VoLTE не работает, если подключены опции антиопределителя номера и мелодии на гудок.

4. В аппарате с двумя сим-картами VoLTE будет работать только для основной. Для улучшения качества связи в некоторых моделях есть функция передачи мобильного интернета через вторую SIM во время вызовов через VoLTE. Но нужно быть готовым, что будет расходоваться трафик со второй сим-карты.

Как проверить наличие

Чтобы проверить наличие VoLTE в iPhone, нужно выбрать «Настройки» - «Сотовая связь» - «Параметры данных» - «Включить LTE». Галочка напротив пункта «Голос и данные» означает, что VoLTE включен. Такая настройка есть в моделях iPhone, начиная с iPhone 6.

В смартфонах с ОС Android нужно выбрать «Настройки» - «SIM-карты и мобильные сети», далее нужно выбрать соответствующую SIM-карту и проверить, включен ли переключатель - «Включить VoLTE».

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

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

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

Теперь давайте рассмотрим, что поменялось в архитектуре сети оператора.

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

VoLTE позволяет не производить переключение из сети LTE в сети предыдущего поколения, что ускоряет процесс осуществления голосового вызова;
телефон остается в LTE, и передача данных может продолжаться без снижения скорости;
нет жестких ограничений на полосу передачи, что позволяет обеспечивать высокое качество голоса (HD-Voice);
появляется возможность делать видео-звонки, а впоследствии и видео-конференции;
под управлением ядра IMS имеется возможность реализовывать дополнительные услуги, такие как Push-to-Talk.

VoWi-Fi, или Wi-Fi-Calling, или WFC

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

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

появилась возможность совершать и принимать голосовые вызовы со своим номером мобильного телефона из любого места, где есть доступ в Internet через Wi-Fi без использования сторонних приложений;
Wi-Fi-Calling позволяет совершать звонки из сети Wi-Fi по всему миру по домашнему тарифу.

Вопросы и ответы

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

Территория действия VoLTE и Wi-Fi Calling в сети МТС

Услуга "Интернет звонки" в части VoLTE и WiFi-Calling доступен и для абонентов МГТС

г. Москва и Московская область (в том числе и для абонентов МГТС)
г. Абакан и республика Хакасия
г. Архангельск и Архангельская область
г. Барнаул и Алтайский край
г. Белгород и Белгородская область
г. Благовещенск и Амурская область
г. Брянск и Брянская область
г. Владикавказ и Республика Северная Осетия - Алания
г. Владивосток и Приморский край
г. Вологда и Вологодская область
г. Воронеж и Воронежская область
г. Чита и Забайкальский край
г. Иваново и Ивановская область
г. Кострома и Костромская область
г. Калуга и Калужская область
г. Красноярск и Красноярский край
г. Кызыл и республика Тыва
г. Нарьян-Мар и Ненецкий АО
г. Новосибирск и Новосибирская область
г. Омск и Омская область
г. Орел и Орловская область
г. Тверь и Тверская область
г. Майкоп и республика Адыгея
г. Магадан и Магаданская область
г. Махачкала и республика Дагестан
г. Мурманск и Мурманская область
г. Петрозаводск и Республика Коми
г. Сыктывкар, г. Ухта, Печора, г. Воркута и Республика Коми
г. Ставрополь и Ставропольский край
г. Томск и Томская область
г. Тула и Тульская область
г. Уфа и республика Башкортостан
г. Хабаровск и Хабаровский край
г. Челябинск и Челябинская область
г. Якутск и Республика Саха
г. Ярославль и Ярославская область

МГТС
Оператор работает на базе МТС. Поддерживаются технологии VoLTE/VoWiFi

Сотовые сети, поколения сетей, частоты и диапазоны, а также другие технологии, используемые нашими операторами, обсуждаем в теме:
Мониторинг сетей сотовой связи в России

Предлагаю начать обсуждение данной технологии в связи с возможно скорым внедрением VoLTE в России. По слухам, надзорные органы должны будут разрешить использовать данную технологию до конца 2015 года.
Прежде всего, хотелось бы собрать список телефонов, которые гарантированно поддерживают данную технологию. Хотя гарантировать ничего нельзя - тут многое зависит от прошивки телефона. Поэтому прошу называть телефоны, в которых в меню вы видите какие-либо упоминания технологии (например, включатель VoLTE, IMS и т.д.).

Добавлено 07.08.2015, 22:33:

Статус VoLTE в РФ: запрещен для коммерческой эксплуатации из-за требований спецслужб.

yanixxx,
Nexus 5 есть отключатель.

Lumia 830 точно (майки показывали на нем технологию). По данным из вики - все WP аппараты с LTE и WP8.1U1

Добавлено 07.08.2015, 22:34:

yanixxx,
а то, что смысл обсуждать работу технологии в РФ, если она еще не работает?

Читайте также: