Awaria z komutacją obwodów (CSFB) w LTE: kompleksowy przegląd
Wstęp:
Circuit Switched Fallback (CSFB) to mechanizm stosowany w sieciach LTE (Long-Term Evolution) w celu ułatwienia świadczenia usług głosowych, gdy urządzenie mobilne jest zaangażowane w usługi transmisji danych LTE, ale musi wykonać lub odebrać połączenie głosowe z komutacją łączy. Proces ten polega na tymczasowym powrocie do sieci 2G lub 3G, w których obsługiwane są usługi głosowe z komutacją łączy. W tym szczegółowym wyjaśnieniu zbadamy, jak CSFB działa w LTE, omawiając kluczowe pojęcia i sekwencję zdarzeń.
1. Ewolucja sieci telekomunikacyjnych:
1.1 Sieci z komutacją obwodów i sieci z komutacją pakietów:
Sieci telekomunikacyjne ewoluowały wraz z przejściem od technologii z komutacją łączy do technologii z komutacją pakietów. LTE działa głównie w oparciu o komutację pakietów w przypadku usług transmisji danych, oferując wyższe prędkości transmisji danych i wydajność.
1.2 Głos przez LTE (VoLTE):
Chociaż LTE obsługuje szybkie dane, początkowe wersje LTE nie obsługiwały natywnie połączeń głosowych z komutacją łączy. Usługi głosowe w sieciach LTE są często świadczone przy wykorzystaniu technologii Voice over LTE (VoLTE). Jednakże w okresie przejściowym lub na obszarach o ograniczonym zasięgu LTE CSFB udostępnia rozwiązanie zapewniające łączność głosową.
2. Architektura CSFB:
2.1 LTE i starsze sieci:
CSFB wypełnia lukę pomiędzy LTE a starszymi sieciami z komutacją łączy (2G i 3G). Gdy urządzenie mobilne w zasięgu LTE musi wykonać lub odebrać połączenie głosowe, CSFB tymczasowo powraca do starszej sieci, która obsługuje usługi głosowe z komutacją łączy.
2.2 Urządzenie mobilne i interakcja sieciowa:
Proces CSFB obejmuje koordynację pomiędzy urządzeniem mobilnym, siecią LTE i starszą siecią z komutacją łączy. Taka koordynacja zapewnia płynne przejście pomiędzy usługami transmisji danych LTE i usługami głosowymi z komutacją łączy.
3. Kluczowe elementy CSFB:
3.1 Pochodzące z telefonu komórkowego (MO) CSFB:
3.1.1 Wychodzące połączenie głosowe:
Gdy użytkownik inicjuje połączenie głosowe, sieć LTE uruchamia CSFB. Urządzenie mobilne odbiera polecenie CSFB wskazujące potrzebę powrotu do starszej sieci.
3.1.2 Przekazanie do starszej sieci:
Urządzenie mobilne przekazuje połączenie głosowe do starszej sieci (2G lub 3G), w której nawiązywane jest połączenie głosowe z komutacją łączy. Połączenie LTE jest chwilowo zawieszane podczas połączenia głosowego.
3.2 Zakończenie połączenia mobilnego (MT) CSFB:
3.2.1 Przychodzące połączenie głosowe:
Gdy nadejdzie połączenie głosowe, sieć LTE wyzwala funkcję CSFB. Urządzenie mobilne odbiera polecenie CSFB i przekazuje połączenie głosowe do starszej sieci.
3.2.2 Wznowienie połączenia LTE:
Po zakończeniu połączenia głosowego urządzenie mobilne wznawia połączenie LTE dla usług transmisji danych. Przejście zostało zaprojektowane tak, aby przebiegało płynnie i minimalizowało wpływ na wygodę użytkownika.
4. Sekwencja wydarzeń CSFB:
4.1 Wyzwalanie CSFB:
Proces CSFB jest uruchamiany w momencie zainicjowania lub odebrania połączenia głosowego, gdy urządzenie mobilne znajduje się w zasięgu LTE. Sieć LTE identyfikuje zapotrzebowanie na usługi głosowe z komutacją łączy.
4.2 Polecenie CSFB do urządzenia mobilnego:
Sieć LTE wysyła polecenie CSFB do urządzenia mobilnego, nakazując mu powrót do starszej sieci w celu świadczenia usług głosowych.
4.3 Przekazanie do starszej sieci:
Urządzenie mobilne przekazuje połączenie głosowe do starszej sieci, a połączenie głosowe z komutacją łączy jest nawiązywane w dotychczasowej sieci.
4.4 Wznowienie połączenia LTE:
Po zakończeniu połączenia głosowego urządzenie mobilne wznawia połączenie LTE w celu świadczenia usług szybkiej transmisji danych.
5. Rozważania i optymalizacje:
5.1 Minimalizowanie czasu nawiązywania połączenia:
Podejmowane są wysiłki, aby zminimalizować czas konfiguracji połączenia podczas CSFB, aby zapewnić szybkie przejście między sieciami LTE i starszymi. Aby usprawnić proces, stosuje się techniki optymalizacji.
5.2 Wpływ na doświadczenie użytkownika:
CSFB został zaprojektowany tak, aby mieć minimalny wpływ na doświadczenie użytkownika. Użytkownicy mogą zauważyć krótką przerwę w trakcie przekazywania, ale dokładamy wszelkich starań, aby to przejście było jak najbardziej płynne.
6. Przyszły rozwój:
6.1 Postęp w usługach głosowych:
W miarę ciągłego rozwoju sieci LTE istnieje tendencja do coraz szerszego stosowania technologii Voice over LTE (VoLTE) w przypadku natywnych usług głosowych wysokiej jakości bez konieczności stosowania CSFB. VoLTE oferuje takie korzyści, jak lepsza jakość głosu oraz jednoczesna obsługa głosu i danych.
6.2 Integracja 5G:
Wraz z pojawieniem się sieci 5G, głównym celem jest integracja usług głosowych w ramach architektury 5G. Sieci 5G mają na celu wydajną obsługę zarówno szybkich usług transmisji danych, jak i usług głosowych.
Wniosek:
Podsumowując, funkcja Circuit Switched Fallback (CSFB) służy jako mechanizm przejściowy w sieciach LTE, zapewniający łączność głosową poprzez tymczasowe powrót do starszych sieci z komutacją łączy. Proces ten obejmuje koordynację pomiędzy urządzeniem mobilnym, siecią LTE i starszymi sieciami, aby bezproblemowo ułatwić połączenia głosowe. Chociaż CSFB zaspokaja zapotrzebowanie na usługi głosowe w okresie przejściowym LTE, ciągły postęp technologiczny, taki jak integracja VoLTE i 5G, w dalszym ciągu kształtuje krajobraz komunikacji głosowej w nowoczesnych sieciach telekomunikacyjnych.