5G 商用之后,与 4G 对比、争锋的社会大讨论也没有停止过了。比如有许多网友就觉得 5G 普及导致 4G 网速变慢了,5G 还没有杀手级应用 4G 也够用等等,而已经用上 5G 套餐的弄潮儿们,可能会发现在语音通话时,体验也会悄悄打个折,让手机驻网从 5G 回落到 4G。

听起来似乎没什么大问题,4G 冲浪也不算慢,但如果是一些高带宽、高刷新率的应用,比如在元宇宙里跟全球客户开会、实时游戏对战、大型文件高清视频下载…… 一个电话进来,网速 chua 一下就变慢了,多少让人有些不爽。更何况大家买 5G 手机,不就是图高速不卡顿吗?

所以,实现 5G 数据和话音并发,让 5G 体验不“打折”,不用打电话时“借道”4G,是运营商、芯片厂商、手机企业们集体关注的焦点。

对于普通消费者来说,想要弄明白自己的 5G 套餐到底值不值,除了知道下行上行速率、在网时长驻留比、5G 接入成功率、5G 良好覆盖率等等关键指标之外,语音相关的 VoNR 5G,绝对也得了解一下了。

5G 通话不用占道 4G,VoNR 到底是什么-风君子博客

此前华为、OPPO、爱立信、联发科、高通等等,都在推进 5G VoNR 上做了大量工作,可见 VoNR 对于实现真材实料的 5G,有多重要。

VoNR (Voice over NR),这个看上去略显生僻的名词,到底对 5G 生活有什么影响?我们今天就来尝试回答一下这个问题。

语音 IP 化,5G 的利好与枷锁

为什么一打电话,5G 就要向 4G“借道”呢?

这就要提到一个技术演进趋势:语音 IP 化

尽管越来越多的年轻网友们患上了“电话恐惧症”,有啥事儿宁可发信息,轻易并不想打电话,但语音业务依然是最基础的通信能力,无论是政府类服务,还是特殊环境下网速不好的时候,语音的稳定连接,可能就是一根救命稻草。所以语音电话业务我可以不用,但绝不能没有。

那么移动语音究竟是怎么提供服务的呢?在 2G/3G 时代,语音服务采用的是电路切换方法,需要单独在网络中建立一条通道来提供电话业务,通话结束后才能解除。不过,随着网络化的不断提升,对语音网的 IP 化改造也成为了一种趋势,让传统的 IDM 传输交换的语音业务实现 IP 化。

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语音 IP 化,可以将语音通过 IP 包来传输,通话和数据都有自己的“一亩三分地”,不用抢占资源,所以打电话时也不耽误数据传输。这也让我们习以为常的许多通信业务成为可能,比如支持音视频多媒体通话、IP 号码具备了移动漫游能力、可以与企业应用结合提供多元服务,比如查询天气、比赛情况等等……

语音 IP 化的历史不算太久,因此,目前基于 IP 协议的多媒体系统(IMS)有三种语音呼叫服务:3G 网络上运行的 VoIP,4G 时代的 VoLTE 解决方案,还有一个就是 5G 时代的 VoNR 技术

VoLTE,是指通过 4G LTE,来进行语音/视频传输,依托 4G 核心网络完成,与 VoIP 相比,语音和数据容量更便于管理,而且因为使用的是宽带音频进行编码,所以音质也更高。大家可以回忆一下,用上 4G 之后是不是打电话时对面的声音都清晰多了?

而 VoNR 则更进一步,使用了 5G 的 NR(Next Radio)接入技术,进行语音处理。因为 5G 众所周知的特性,VoNR 的好处可以明显的,比如图像和视频再也不用担心模糊的问题,数据信号的快速交换下,通话延迟会降低,从拨号到听到回铃音仅需 1 到 2 秒,音质和画质更高。

从这个角度看,VoNR 应该算是流媒体、云游戏、VR/XR 之类 5G 潜力应用背后的基石。听起来,语音 IP 化对用户来说有百利而无一害,不是很爽嘛?但对于 5G 来说,可就不是那么回事儿了。

齐大非偶的 VoNR,为何要“卑微”回落?

语音 IP 化带来了一个隐形问题,那就是网络速度和容量,会受到语音通信带宽的影响。电话的占据的带宽越多,网络传输数据的效率就会降低。

如果把 2G/3G/4G/5G 的语音传输,想象成不同时期修建的高速公路,VoNR 上跑的就是又大又占地儿的车:

首先,因为 EVS 超高分辨率语音和 H.265 编解码器被强制用于 Vo5G,在提升 5G 语音/视频通话质量的同时,也带来了更大的带宽需求;

另外,车联网、智能家具等万物互联是 5G 的特色之一,会产生前所未有的通话规模,比如自动紧急呼叫系统会被应用到智能汽车、智能家电等多种设备上,随时互动带来了大量响应需求;

此外一些产业 5G 场景中,比如远程机器人控制、远程医疗、各种物联网设备等等,都依赖稳定高质量的语音和视频服务作为基石,数据服务量级也很庞大。

还有云游戏、增强现实 (AR)、虚拟现实 (VR) 和混合现实 (MR) 等应用,也都需要 5G 语音服务来承载。

这就相当于,越来越多的汽车想要行驶上安全、可靠、流畅的 5G“车道”。

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▲ VoNR,来源:国际电联

如果有足够多的“5G 专用车道”,也就是 5G StandAlone (SA)独立网络,自然是不成问题的。然而,5G SA 网络的修建费时费力费钱,过去很长一段时间,运营商更倾向于采用 NSA(非独立组网)来部署 5G。

近两年来 5G SA 建设升级的进程加快,但目前为止,我国 SA 网络的使用率并不高。根据某 5G 云测平台实测结果,5G 终端驻留在 5G 网络时,NSA 连接占比为 60.9%,SA 连接占比仅为 39.1%。

NSA 组网就相当于一个 4G/5G 可以共用的车道,那么连不上 5G SA 独立网络的时候怎么办呢?只能朝 4G 分流了呗。

所以,现实中大家用 5G 的时候会发现一打电话,数据传输就回落到 4G,改由 VoLTE 来担当重任了,这个过程也被称为“EPS 回退”

回落的过程,会根据 5G 是否支持 VoNR、4G 是否支持 VoLTE,分为多种方案:

  • 如果 5G 网络支持 VoNR,可以在 5G 上直接通话,只在信号不好的时候切换到 4G 的 VoLTE,甚至还可以在 4G 信号不好的时候切换到 3G 或 2G;

  • 如果 5G 不支持 VoNR,则直接回落到 4G,支持 VoLTE 功能的情况下可以直接语音,4G 也不支持 VoLTE 的话就由 3G 或 2G 兜底。

想象一下,你用 5G 网打着语音/视频通话,其他应用像是正在处理的文件、正在战斗的游戏、正在下载的视频很可能从 5G 溜到 4G 甚至 3G…… 交着“快车道”的钱,只能跑在低速道上,是不是怪心塞的。

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这里必须强调一下,并不是说 VoLTE 不好哈!

就像 4G 普及的同时 2G 也有必要同时存在一样,EPS 回退的存在,也让 5G 建设期间,在 5G 覆盖不到的地区能够无缝移动到 4G,保有电话流畅度和数据传输能力,是一种极为重要的服务手段。

而且,即使未来个人消费者都用上了 5G SA 网络,一些只需要使用 4G 的智能家居、智能手表等产品,也需要 VoLTE 技术来保证语音和数据传输。

但总的来说,Vo5G 给消费者们带来更优更完整的 5G 体验,让产业 5G 变得更加安全、稳定、流畅,应该成为加速 5G 发展的基础。

并不遥远的 VoNR,商业价值可能近在咫尺

如前所说,VoNR 需要 5G SA 网络的支持,而 Mind Commerce 一份最新报告显示,到 2023 年,VoNR 基础设施的全球市场将达到 136 亿美元,市场非常广阔。

我们知道,4G 带来的不只有更快的网速,还有移动互联网等创新,5G 自然也能激发新的、更高级的创意,带来诱人的新机遇。尤其是中国作为全球领先的 5G 市场,5G SA 网络也开始商用。今年 3 月,工信部发布的《关于推动 5G 加快发展的通知》提到,支持基础电信企业以 5G 独立组网(SA)为目标,控制非独立组网(NSA)建设规模,加快推进主要城市的网络建设。

这些都让 VoNR 解决方案,有了大规模部署的可能,给许多领域都带来变化。

比如说,手机终端要使用 VoNR,就需要支持 SA 网络。而 NSA 单模手机,无法使用 SA 网络,有的手机硬件支持 SA,但系统版本未更新。今天,普通消费者已经很难找到一个没有 VoLTE 优化的手机,同理,不远的未来 VoNR 也将成为 5G 手机标配,由此自然会带来手机换新、系统升级等新需求,成为软硬件厂商的新机会。

同时,VoNR 解决方案的普及,也会让大家期待的 5G 杀手级应用更快到来。

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当然,要让 5G VoNR 的网络顺利“通车”,除了 SA 网络的基础条件外,还需要新标准、新技术、新硬件、新应用等相继完善,这样才能让更多 5G 用户愉悦地网上冲浪。

在这个过程中,5G 用户花在 5G 上的每一分钱,或许不只是极致“性价比”,也照亮了行业的未来。只有越来越多的 SA 流量,会让产业界更有动力、更快推进相关业务。

这座名为 5G 的产业长城,我们每一个人,都是参与者和建设者。