5G VoNR (Voice over New Radio)

VoLTE와 같은 새로운 음성 서비스를 계획, 테스트 및 상용화하는데도 몇년이 걸렸으며 5G VoNR도 비슷한 일정을 따를 것으로 생각합니다. 그리고 4G는 5G NR 구축의 기반이므로 VoLTE는 앞으로 5G 음성 솔루션으로 남아있을 것으로 기대합니다.

5G NSA (Non-Standalone)

옵션 3을 사용한 초기 5G 설치에서는 5G EPS에 RAN에 독립형 NR이 포함됩니다. 코어 네트워크 업그레이드없이 4G 음성 (VoLTE) 및 기타 IMS 서비스가 계속 사용됩니다. IMS가 업데이트된 RAN을 인식하지 못합니다. 모든 4G VoLTE 원칙이 유지됩니다.

5G SA (Standalone)

5G 독립형 NR 설치의 경우 SA2는 RNR에서 VoNR (Voice over NR) 및 VoNR->VoLTE 폴백을 음성 솔루션으로 정의했습니다.

옵션 2를 사용하는 5G 시스템 (5GS)은 RAN에 NR 독립형을 포함합니다. 적어도 처음에는 5G 시스템 (5GS)이 전체 네트워크 범위로 배포되지 않습니다. 따라서 5GS는 기존 4G VoLTE 구축에 긴밀하게 연결되어 전체 4G + 5G 네트워크에서 원활한 음성 서비스를 우수한 성능으로 제공해야 합니다.

EPC 폴백 (Fallback)

EPS 폴백은 5GS 초기에 사용됩니다. UE는 호 설정 동안 5G RAN에서 LTE로 폴백한다. 따라서 모든 음성 관련 기능은 5G RAN, 5GC 및 IMS에서 필요하며 NG-RAN을 통한 호출을 완전히 설정하는 데 필요한 기능은 제외됩니다.

Voice over NR (New Radio)은 5G New Radio에서 음성 통화를 할 수 있음을 의미합니다. 이를 위해서는 5G의 NR이 모든 음성 기능을 지원하고 음성 범위에 맞게 조정되어야 합니다. 5GS와 5G EPS 사이의 음성 호의 핸드 오버는 UE에 의해 제공된 측정보고에 기초하여 수행될 수 있습니다.

5G는 음성 솔루션을 위한 3단계

▶ 5G NSA 단계 : 5G 서비스가 시작되면 운영자는 기본적으로 5G NSA 가입자에게 VoLTE 서비스를 활성화해야 합니다.

▶ 5G SA 초기 단계 : 3GPP R-15에 정의된 대로 5G에서 2G / 3G 로의 CS 폴백은 지원되지 않습니다. 이는 음성 통화 설정 단계에서 5G SA 네트워크가 LTE 네트워크로의 음성 폴백을 위해 EPS FB (Evolved Packet System Fallback) 기술을 사용하여 VoLTE를 통한 연결을 완료해야함을 의미합니다.

▶ 5G SA 성숙 단계 : 5G SA에 대한 터미널 지원은 주류가 되어야 하며 기본 구성은 VoNR에 대한 것이어야 합니다 (기본적으로 ON으로 설정). 통화중에 사용자가 5G 서비스 범위를 벗어나면 PSHO (Packet Switched Handover) 기술을 사용하여 세션을 NR에서 LTE로 원활하게 전환하여 VoLTE가 음성 서비스를 인수할 수 있습니다. (이것은 4G의 SRVCC와 같지만 원리는 다릅니다.)

IMS/SIP 규격 개요

IMS는 서로 혼동을 불러 일으키는 서로 다른 많은 스펙 세트로 구성되어 있습니다. 다음은 주요 사양일 뿐이고 각 IMS 애플리케이션의 세부 정보를 찾으려면 추가 사양 (예 : LTE Radio Specfication, ITU 사양 등)을 참조해야 합니다.

최근 (2017년 3월 현재), 대부분의 기본 IMS 기능 (예 : REGISTRATION, VoLTE, SRVCC, SUPPLEMENTARY SERVICE)은 3GPP 사양으로 마무리되었습니다. 다른 사양에서 명확한 의미를 부여하기가 쉽지 않습니다. IMS에 관한 3GPP 사양조차도 무선 프로토콜 사양만큼 명확하지 않은 경우가 많이 있지만, 여전히 3GPP 설명이 훨씬 더 분명해 보입니다.

여기에서 3GPP 사양에 대한 몇 가지 가이드를을 제시하여 작업중인 특정 IMS 응용 프로그램과 관련된 정보를 찾을 수 있도록 관련 사양을 보여줍니다.

TS 23.167 - IP Multimedia Subsystem (IMS) emergency sessions

TS 23.204 - Support of Short Message Service (SMS) over generic 3GPP Internet Protocol (IP) access; Stage 2

TS 23.216 - LTE; Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC);Stage 2

TS 23.228 - IP Multimedia Subsystem (IMS) ; Stage 2

TS 23.237 - IP Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity; Stage 2

TS 24.173 - IMS Multimedia telephony service and supplementary services; Stage 3

TS 24.229 - IP Multimedia callcontrol protocol based on SIP and SDP; Stage 3

TS 24.237 - IP Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity; Stage 3

TS 24.341 - Support of SMS over IP networks; Stage 3

TS 24.604 - CDIV and IM Core Network(CN) subsysteml Protocol Specification

TS 26.114 - IP Multimedia Subsystem (IMS); Multimedia telephony; Media handling and interaction

TS 29.292 - Interworking between the IP Multimedia (IM), Core Network (CN) subsystem (IMS), and MSC Server for IMS Centralized Services (ICS)

TS 31.103 - Characteristics of the IP Multimedia Services Identity Module (ISIM) application

TS 34.229-1 SIP and SDP ; Part 1 : UE Protocol Conformance Specification

TS 36.508 - Section 4.5A Other generic procedures (4.5A.3,4.5A.4,4.5A.5,4.5A.6,4.5A.7)

TS 36.523-3 Section 4.2.5, 4.2.4.6.2

GSMA IR.64 - IMS Service Centralization and Continuity Guidelines

GSMA IR.92 - IMS Profile for Voice and SMS

Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC)의 발전

3GPP는 LTE 도입과 함께 UE가 LTE 서비스 범위 (E-UTRAN)에서 UMTS/GSM 서비스 범위 (UTRAN/GERAN)로 핸드오버할때 끊김없는 연속성을 제공하기 위해 Release 8 규격에서 SRVCC를 표준화했습니다. SRVCC를 사용하면, UE는 주어진 시간에 이들 액세스 네트워크중 하나에서만 송수신할 수 있는 동안 콜은 IMS 네트워크에는 계속해서 서비스를 받을 수 있다.

SRVCC를 사용하면 IMS 코어에서 진행중인 통화가 LTE 서비스 지역 외부의 UMTS 및 GSM 네트워크에서 계속 서비스될 수 있습니다.

Release 8에서 출시된 이래로 SRVCC는 새로운 릴리스마다 발전했으며 SRVCC 기능 및 향상된 기능에 대한 간략한 요약이 아래에 나와 있습니다.

3GPP Release 8

아래와 같이 IMS 코어에서 진행중인 음성 통화를 위한 SRVCC를 도입하였습니다.

▶ E-UTRAN 액세스에서 3GPP2 1xCS로의 액세스

▶ E-UTRAN/UTRAN (HSPA) 액세스에서 3GPP UTRAN/GERAN CS 액세스

이 기능을 지원하기 위해 3GPP는 E-UTRAN에서 3GPP UTRAN/GERAN로의 SRVCC를 위한 MME와 MSC (Sv 인터페이스), E UTRAN/UTRAN (HSPA) 액세스에서 3GPP UTRAN/GERAN 액세스로의 SRVCC를 위한 SGSN과 MSC (Sv 인터페이스), E-UTRAN에서 CDMA 2000 1xRTT로의 SRVCC를 위한 MME와 1x CS IWS (S102 Interface)사이의 새로운 프로토콜 인터페이스와 절차를 도입하였습니다.

3GPP Release 9

IMS 코어에 진행중인 비상 호출에 대한 SRVCC 지원을 소개합니다. LTE 액세스를 통해 배치된 IMS 비상 호출은 LTE 네트워크에서 GSM/UMTS/CDMA 네트워크로 SRVCC 핸드오버가 발생할때 지속되어야 합니다. 이 발전은 주요 규제 예외를 해결합니다.

이 향상된 기능은 IMS 비상 통화 연속성을 지원합니다.

▶ E-UTRAN에서 CDMA2000 1x CS

▶ E-UTRAN/UTRAN (HSPA)에서 3GPP UTRAN/GERAN CS

SRVCC와 함께 IMS 비상 통화를 지원하려면 EPS 엔티티의 기능 및 인터페이스 발전이 필요합니다.

3GPP Release 10

향상된 SRVCC의 절차를 소개합니다.

▶ SRVCC 핸드오버도중 중간 통화 (Mid-call) 기능 지원 (eSRVCC)

▶ 경보 단계 (aSRVCC)에서 호출의 SRVCC PS-CS 전달 지원

MSC 서버에서 지원되는 중간 통화 (Mid-call) 기능을 사용하면 중간 통화 서비스 (비활성 세션 또는 컨퍼런스 서비스를 사용한 세션)를 유지하면서 IMS 중앙 집중식 서비스 (ICS) 기능을 사용하지 않는 UE에 대해 패킷 교환 (PS)과 회선 교환 (CS)간의 액세스 서비스를 가능하게 합니다.

경고 단계 기능의 SRVCC는 액세스 전송에 대한 경고 단계에서 PS에서 CS 방향으로 IM 세션의 미디어를 액세스 전달할 수 있는 기능을 추가합니다.

3GPP Release 11

두 가지 새로운 기능을 소개합니다.

▶ 3G-CS을 위한 vSRVCC (Single Radio Video Call Continuity)

▶ UTRAN/GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 rSRVCC

vSRVCC 기능은 화상 통화가 IMS에 진행중에 있고 UE가 주어진 시간에 이들 액세스 네트워크중 하나에서만 송수신할 수 있을 때 서비스 연속성을 위해 E-UTRAN에서 UTRAN-CS로의 화상 통화 핸드오버를 지원합니다.

UTRAN/GERAN CS에서 E-UTRAN/HSPA로의 서비스 연속성은 3GPP Release 8, 9 및 10에서 명시되지 않았습니다. 이를 극복하기 위해 Release 11은 UTRAN/GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 음성 통화 연속성을 지원합니다.

E-UTRAN에서 UTRAN-CS로 비디오 호출 전송을 가능하게 하기 위해 IMS/EPC는 관련 정보를 EPC측에 전달하도록 진화되고 S5/S11/Sv/Gx/Gxx 인터페이스는 비디오 베어러 관련 정보 전송을 위해 개선됩니다.

GERAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 SRVCC를 지원하기 위해 음성 통화를 위해 GERAN CS에서 E-UTRAN/ HSPA로 MS가 핸드오버할때 MS 및 BSS가 원활한 서비스 연속성을 지원할 수 있도록 GERAN 사양이 개발되었습니다.

UTRAN에서 E-UTRAN/HSPA로의 SRVCC를 지원하기 위해, UTRAN 사양은 RNC가 rSRVCC HO을 수행하고 상대 UE 능력 정보를 RNC에 제공할 수 있도록 개발되었습니다.

ViLTE (Video over LTE)의 개요

ViLTE는 Video over LTE를 의미하며, VoLTE의 확장본입니다. 즉, LTE망을 통해 음성대신 고품질 비디오를 제공하는 서비스입니다.

ViLTE는 대화형 비디오 서비스로 IP Multimedia Subsystem (IMS) Core Network을 기반으로 합니다. 또 대화형 비디오는 EPC-integrated WiFi를 통해서도 가능합니다 (VoWiFi 참조).

ViLTE 서비스를 위해서는 Voice over LTE (VoLTE)를 필요로 합니다. 사용자를 위한 가장 최선의 서비스를 제공하기 위해 RCS와 ViLTE를 결합하는 것이 좋습니다.

사용자 및 운영자 관점에서 ViLTE의 잇점은

▲ VoLTE와 마찬가지로 SIM 기반 인증을 기반으로 하는 보안 잇점

▲ VoLTE의 경우 IMS 및 MMTEL 응용 프로그램 서버에서 제공하는 화상 전화 서비스 사용

▲ 모든 IMS 기반 서비스에 대해 단일 청구서

VoLTE (Voice over LTE) 개요

VoLTE는 "Voice Over LTE"의 약자로, 이전에 사용되는 2G 또는 3G 연결보다는 4G LTE 네트워크를 통한 음성 통화를 지칭하는 것입니다. 우리는 4G를 주로 다운로드, 스트리밍 및 웹 브라우징과 관련있다고 생각하는 경향이 있습니다. 그러나, 4G가 현재까지 인식된 것이외에 음성 전화를 개선하는 데에도 사용할 수 있습니다.

원래 LTE는 데이터를 전송하기 위한 완벽한 IP 셀룰러 시스템이며, LTE 사업자는 음성 통화를 2G 또는 3G 시스템으로 전환시키거나 VoIP를 사용하여 음성을 전달할 수도 있습니다.

그러나 이것이 비호환성으로 이어져 모든 전화기가 서로 통신할 수가 없게 되고 이로 인해 음성 트래픽이 감소하는 것으로 나타났습니다. 또한 SMS 서비스는 여전히 널리 사용되고 있습니다.

음성 통화 및 SMS로 인한 수익은 감소되고 있는데, Voice over LTE의 음성 통화의 수익을 보호하기 위해서 표준화된 체계가 필요합니다.

VoLTE는 대화 형 비디오 (ViLTE-Video over LTE) 및 RCS 기반 (Rich Communication Services) Enhanced Messaging을 배치하여 풍부한 통화 경험을 제공하는 공통 플랫폼을 제공하는 IMS 기술을 사용합니다.

이런 표준화된 체계를 위해 GSMA는 단일 네트워크, 상호 연결 및 로밍 시나리오에 대하여 VoLTE 서비스 설명 및 구현 지침을 게시했습니다.

이 문서들은 단일 무선 음성 통화 연속성 (VoLTE에서 2G/3G 액세스로의 음성 통화의 원활한 핸드 오버 제공) 및 LTE내 핸드 오버에 대해서도 설명하고 있습니다. 또한 GSMA는 필수 IP 통신 기술 지원을 제공합니다. VoLTE 배포를 용이하게 하기 위해 문제/지식 공유를 가능하게 하는 IOT (Interoperability Testing) 및 운영 업체의 상용 배포 및 관련 솔루션에서 발견된 문제가 포함되어 있습니다.

아래 문서 목록들이 GSMA에서 배포하고 있는 문서들입니다.

▲ IR.92 (VoLTE) – IMS Profile for Voice and SMS

▲ IR.94 (Video) – IMS Profile for Conversational Video Service

▲ IR.34 – Guidelines for IPX Provider networks (Previously Inter-Service Provider IP Backbone Guidelines)

▲ IR.39 – IMS Profile for High Definition Video Conference (HDVC) Service

▲ IR.58 – IMS Profile for Voice over HSPA

▲ IR.64 – IMS Service Centralisation and Continuity Guidelines

▲ IR.65 – IMS Roaming and Interworking Guidelines

▲ IR.67 – DNS/ENUM Guidelines for Service Providers and GRX/IPX Providers

▲ IR.88 – LTE Roaming Guidelines

▲ NG.102 – IMS Profile for Converged IP Communications

▲ IR.95 – SIP/SDP Profile for inter-IMS NNI