W sieciach Long-Term Evolution (LTE) stosowana jest procedura CSFB (ang. Circuit-Switched Fallback), aby zapewnić obsługę połączeń głosowych, które tradycyjnie działają w domenie z komutacją łączy, w sieci LTE. CSFB to mechanizm ułatwiający płynne przejście z domeny LTE z komutacją pakietów (PS) do starszej sieci z komutacją łączy, zazwyczaj 2G lub 3G, gdy użytkownik inicjuje lub odbiera połączenie głosowe. Procedura ta ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia kompatybilności wstecznej z sieciami komórkowymi wcześniejszych generacji oraz zapewnienia użytkownikom możliwości wykonywania i odbierania połączeń głosowych nawet w obszarach zasięgu LTE. Przyjrzyjmy się szczegółowo procedurze CSFB, aby zrozumieć jej działanie i znaczenie w sieciach LTE.
1. Wprowadzenie do CSFB:
A. Obsługa połączeń głosowych:
- CSFB ma na celu rozwiązanie problemu współistnienia technologii LTE z komutacją pakietów z potrzebą obsługi tradycyjnych połączeń głosowych z komutacją łączy. LTE koncentruje się przede wszystkim na wydajnej transmisji danych, ale CSFB umożliwia płynne przejście sieci do sieci z komutacją łączy po zainicjowaniu połączeń głosowych.
2. Scenariusz i wyzwalacz:
A. Inicjowanie połączenia głosowego:
- Procedura CSFB jest uruchamiana, gdy użytkownik inicjuje lub odbiera połączenie głosowe w obszarze zasięgu LTE. Ponieważ sieci LTE nadają priorytet usługom transmisji danych, CSFB zapewnia obsługę połączeń głosowych poprzez tymczasowe przejście do sieci z komutacją łączy.
B. Potrzeba powrotu:
- Połączenia głosowe są tradycyjnie obsługiwane w sieciach z komutacją łączy, a sieci LTE z komutacją pakietów mogą nie być zoptymalizowane pod kątem komunikacji głosowej. CSFB zapewnia użytkownikom możliwość wykonywania i odbierania połączeń głosowych przy wykorzystaniu istniejącej infrastruktury z komutacją łączy.
3. Kroki procedury CSFB:
A. eNodeB inicjuje CSFB:
- Kiedy LTE eNodeB (stacja bazowa) wykryje inicjację połączenia głosowego, inicjuje procedurę CSFB. eNodeB określa potrzebę połączenia awaryjnego w oparciu o typ połączenia i lokalizację użytkownika.
B. Przekierowanie do sieci z komutacją łączy:
- eNodeB wysyła wiadomość o przekierowaniu do urządzenia użytkownika, polecając mu powrót do określonej sieci z komutacją łączy. Zwykle jest to sieć 2G lub 3G, w zależności od możliwości dotychczasowej infrastruktury na danym obszarze.
C. Przekazanie urządzenia do sieci z komutacją łączy:
- Po otrzymaniu wiadomości o przekierowaniu urządzenie użytkownika wykonuje przełączenie do określonej sieci z komutacją łączy. Wiąże się to z utworzeniem dedykowanego obwodu dla połączeń głosowych w dotychczasowej sieci.
D. Konfiguracja połączenia głosowego w sieci z komutacją łączy:
- W sieci z komutacją łączy połączenie głosowe jest zestawiane przy użyciu tradycyjnej technologii z komutacją łączy. Rozmowa przebiega tak samo jak w sieciach 2G lub 3G, przy czym dedykowany obwód zapewnia ciągłe i stabilne połączenie głosowe.
mi. Wróć do LTE dla usług danych:
- Po zakończeniu połączenia głosowego urządzenie użytkownika powraca do sieci LTE w celu skorzystania z usług transmisji danych. Przekazanie zapewnia płynne przejście z powrotem na LTE bez przerywania sesji danych.
4. Głos przez LTE (VoLTE) Alternatywa:
A. Ewolucja poza CSFB:
- Chociaż CSFB skutecznie obsługuje połączenia głosowe w LTE, branża ewoluowała w kierunku przyjęcia VoLTE (Voice over LTE) jako bardziej zaawansowanej alternatywy. VoLTE umożliwia przesyłanie połączeń głosowych w domenie z komutacją pakietów LTE, eliminując potrzebę stosowania mechanizmów awaryjnych, takich jak CSFB.
B. Zalety VoLTE:
- VoLTE oferuje takie korzyści, jak lepsza jakość połączeń, krótszy czas nawiązywania połączeń i efektywne wykorzystanie zasobów sieci LTE. W miarę ewolucji sieci LTE, preferowanym rozwiązaniem do komunikacji głosowej w sieciach z komutacją pakietów staje się VoLTE.
5. Wyzwania i rozważania:
A. Opóźnienie i doświadczenie użytkownika:
- Jednym z wyzwań związanych z CSFB jest potencjalne opóźnienie wprowadzone podczas procesu przekazania. Zapewnienie minimalnych zakłóceń i pozytywnego doświadczenia użytkownika wymaga optymalizacji czasu przekazania.
B. Przejście na VoLTE:
- Stopniowe przechodzenie branży na VoLTE rodzi rozważania dotyczące dalszego korzystania z CSFB. W miarę jak sieci LTE będą coraz bardziej zoptymalizowane pod kątem usług głosowych z komutacją pakietów, zależność od mechanizmów awaryjnych może się zmniejszyć.
6. Ewolucja do 5G:
A. VoNR (głos w nowym radiu):
- Wraz z ewolucją do 5G, wprowadzono technologię Voice over New Radio (VoNR), będącą naturalną ewolucją VoLTE, zapewniającą ulepszone usługi głosowe w domenie z komutacją pakietów 5G. To jeszcze bardziej zmniejsza zależność od mechanizmów awaryjnych, takich jak CSFB.
Wniosek:
Podsumowując, procedura CSFB w LTE jest istotnym mechanizmem zapewniającym ciągłą obsługę połączeń głosowych w sieciach LTE. Ułatwiając płynne przejście z domeny LTE z komutacją pakietów do starszych sieci z komutacją łączy, CSFB zaspokaja potrzebę zapewnienia kompatybilności wstecznej. Jednak w miarę ewoluowania sieci LTE w kierunku 5G branża coraz częściej sięga po bardziej zaawansowane rozwiązania, takie jak VoLTE i VoNR, oferując lepszą komunikację głosową za pośrednictwem wydajnej infrastruktury z komutacją pakietów.