2G/3G 网络退役后的语音与短信转型

爱立信皮书BCSD23003115Uen2023 年5月 2G3G退网后的语音和短信转型 随着4G和5G的引入，有必要规划2G3G的关闭，以便重用频谱并消除2G3G设备的成本。大多数通信服务提供商（CSPs）将在某个时间点关闭2G3G网络，但策略和时间表因起点而异，例如，执照、长期演进（LTE）语音（VoLTE）渗透率、漫游协议以及物联网设备的安装基础。 这份皮书提供了关于如何在电路交换（CS）和IP多媒体子系统（IMS）领域为关闭2G3G网络或两者同时关闭做好准备的建议，以及如何适应漫游场景中的2G3G退网。 在2G3G退役之后的内容，语音和短信转型，20232 年5月 内容 引言34GVoLTE和VoNR的发展演变网络互联现代化的第6版 准备进行2G3G网络的迁移和规模缩减。现代化遗留服务9 2G3G出境漫游和4G10的短信 维持有限的2G3G网络容量以用于特定用例12VoLTES8HomeRoutedS8HR网络漫游15结论17 术语表18 参考文献20 作者21 在2023年5月2G3G退网后，语音和短信业务转型3 引言 4G和5G技术使通信服务提供商（CSPs）能够接入新的频段并重新利用2G3G频谱，从而更有效地使用这些频谱。这导致移动宽带容量增加、成本降低。随着从2G3G向4G5G的过渡进展，能源效率和安全性也在不断提高。 从2G3G网络向4G5G网络的过渡正全球范围内进行，根据最新的爱立信移动性报告， 到目前为止，所有移动语音订阅中有超过50已转移到VoLTE或新无线电（VoNR）。1 一些运营商已关闭其2G和或3G网络，但大多数这些传统网络仍在运行。 过渡预计将继续以较快的速度进行，许多电信服务提供商（CSP）已经达到超过90的VoLTE渗透率，这样就有可能退役用于语音的2G3G网络。然而，这些CSP仍面临一些挑战，例如在欧洲联盟（EU）的物联网设备以及车辆紧急呼叫（eCall），这些都阻碍了最终的关闭。此外，在关闭一个CSP自己的2G3G网络之前，需要考虑入境漫游，并且通常需要支持向2G3G网络的出境漫游，因为全球各CSP在VoLTE推出和转型方面的时间表差异很大。 本皮书涵盖了从CS语音网络向VoLTE和VoNR演变过程中需要考虑的重要领域。这包括如何在电路交换（CS）和IP多媒体子系统（IMS）领域做好准备以关闭2G和或3G网络，以及如何在漫游场景中适应2G3G的淘汰。 volte和VoNR的演变 2G3G和CS核心关闭的前置条件 VoLTE的引入以及后来VoNR逐步取代2G3G是一个漫长的过程，可能需要超过10年的时间。除了引入IMS之外，4G5G无线网络还需要提供充足的覆盖范围，并启用和调整语音服务。拥有足够的VoLTE功能手机也是取代2G3G语音服务的前提条件，为了实现这一目标，关闭计划需要在提前几年内进行沟通。有时，还需要考虑移动用户商业激励措施 ，以避免在关闭时的流失。网络中的移动虚拟网络运营商（MVNOs）也需要做好准备并与计划保持一致。图1提供了关闭2G3G和CS核心所需的前提条件概述。物联网设备、eCall和漫游方面将在后续章节中介绍。 4G和5G 2G3G MVNOsready 覆盖相等 紧急呼救 对于2G和3G 向2G和3G eCall不再 闭合 需要从汽车中获得 VoLTEUE基础设施 90 2G和3G物联网设备逐步淘汰 2G和3G inboundand出站漫游 不再盈利的 图1：关闭2G3G和CS核心的先决条件 从纯CS语音网络向VoLTE和VoNR的过渡包含多个步骤。 各通信服务提供商（CSPs）的步骤各异，其中一些是可选的。步骤的顺序也可能不同。在供应商（CSPs）之间。详细信息如图2所示，其中许多步骤已在文中概述。 细节将在后续章节中提供。 现代化 启动 CSfor 缩小规模 残留 计算机科学领域 部署 期间至 介绍 重新耕作 共享 2G3G 逐步淘汰 VoLTE 漫游 无线电介绍介绍网络 频谱集成电路5G语音模型 日落CS声音 2G和3G CS网络 4G和5G VoLTEandVoNR网络 介绍IMS和VoLTE 图2：语音转换示例 引入、现代化、替换、在VoLTE中SMSoIP互连服务紧急 呼叫使用新型 接口 日落日落 3G2G 网络互联的现代化 许多移动网络今天仍然依赖电路交换技术，包括TDM接口，以实现与其他网络的互连。会话初始化协议（SIP）正在逐渐被引入，使得网络间的呼叫无需转码器即可进行，从而提高了语音质量，降低了硬件成本，并优化了带宽利用率。与新型服务如视频的互操作也成为可能。 在使用了SIP接口连接到其他CSP之后，CS域在许多网络中仍然是分配入站流量的解决方案。当大多数用户仍在使用2G3G时，此类解决方案是合理的，但从长远来看并不高效，因为用户正在转向VoLTE，这意味着硬件的无效使用以及在通话建立和媒体平面上的额外延迟。因此，基于IMS的解决方案是未来所需唯一的分配功能。下方的图示显示了一种典型配置，其中CS域分配入站流量，以及当大多数用户使用VoLTE时的推荐配置。作为替代方案，也可以使用IBCF根据ENUM查询将流量分配到正确的域。 s d HSS s d HLR s MSC s ICSCF 有线 s g GMSCMGCF s ICSCFVoLTE s g 通用移动服务通信缩写 s ICSCFVoLTE s ICSCF 有线 g IBCF 旧的设置建议的设置 图3：来自外国网络的来电 为2G3G网络的迁移和缩减规模做准备 2G3G的淘汰和相关服务的迁移可能需要数年时间。在此期间，为了保持完全运行，硬件和软件需要得到维护和支持。同时，也需要考虑新的监管和安全要求，这可能需要新的软件更新。 随着2G3G流量迁移到4G5G，有通过整合旧有网络来节约成本的机会。通过池化方式缩减2G3G网络中移动交换中心（MSC），使得无缝移除和退役池成员成为可能。 另一种整合方式是通过虚拟化对MSC进行现代化改造。这允许利用相同虚拟化基础设施与其他虚拟网络功能（VNFs）实现协同。此外，现代化意味着更少的节点可以管理剩余的流量，从而简化了2G3G网络的缩减规模。 通过使用多运营商核心网络（MOCN）功能，与其他国家服务提供商共享2G3G无线网络也可以被考虑。这将释放2G3G频谱供4G5G使用，并降低剩余2G3G无线网络的成本。这种可能性在本皮书的后续部分将进一步阐述。 遗留服务现代化 从CS到IMS演变一个机会，可以现代化或逐步淘汰几个传统服务，因为这涉及到主要网络更新。传统补充服务，如呼叫转接或呼叫保持，通常在IMS中得到支持。IMS集中服务（ICS）提供了在从CS语音过渡到VoLTEVoNR期间在IMS中利用单个服务引擎 手段。然而，并非所有漫游合作伙伴都可能支持ICS，这意味着需要支持有限一组补充服务，为入境漫游者定义服务配置文件，并在HLR中定义出境漫游者服务配置文件 。ICS仍然提供了一种卸载CS域方法，S8HR引入服务集中重要步骤。 增值服务（VAS）由为增强逻辑（CAMEL）移动网络定制应用程序提供，已在CS网络中得到广泛应用。尽管这些机制也支持在IMS部署中，但仍推荐使用替代方案。对于预付费服务，如果预付费系统需要现代化，3GPP规定Ro接口一个吸引人替代方案。基于代表状态传输（REST）暴露接口，如开放移动联盟（OMA）OneAPI，许多新和现有VAS服务替代方案。 如果CSP支持使用非结构化补充服务数据（USSD）服务，则可以使用通过IMS实现 等效USSD（USSI）作为长期替代方案部署。USSI通过SIP传输，并使用USSI网关与现有USSD基础设施互通。然而，议策略将USSD服务替换为更现代替代方案，并在迁移期间通过电路交换备用（CSFB）使用USSD。一个更现代替代方案提供一个智能手机应用程序，该应用程序利用REST接口来管理预付费账户。 出访2G3G漫游及4G短信 当家庭网络中2G3G服务已被逐步淘汰，许多仅提供或部分提供2G3G功能网络仍需继续支持外呼漫游。使今天在大多数国家已部署VoLTE，未来仍将有大量地区仅由2G3G服务覆盖。一些通信服务提供商仍在扩大其2G3G容量，并通过虚拟化现代化其网络 ，以支持2030年以后用户。 s d HLR s 地图g 通用移动服务通信缩写 HPLMN VPLMNs B 2G3G 国家1 B B A4G5G 国家2 s d HSS s 直径g 国际海事组织 2G3G 4G5G 国家3 B 图4：2G3G和4G5G覆盖下出访语音漫游 除了对2G3G网络中外出漫游支持外，还需要持续支持在非接入层（NAS）上短信服务2在4G接入中。如今，这通过MSC通过SGs接口向4GMME提供。NAS上短信通常用于初始空中（OTA）设备配置，以及对于IP短信解决方案既不切实际也不经济 低成本物联网设备。CSPs可以使用MSC和SGs接口替代方案，SMSC和MME之间基于DiameterSGd接口。然而，如果他们想在2G3G网络上提供外出漫游服务，这些CSPs仍然需要GMSC。 s d HLR s 地图 SMSoNASMSC s d SMSC MAPSMS SMSSGd SGsSMS s d HSS MAPS6c S6a 纳斯达克（股票市场）简写：SMS s g MME 4G 图5：4G接入SMSoNAS选项 为了继续支持在2G3G网络中出站漫游以及在4G家庭网络中进行NAS上短信服务， 议使在家庭网络中2G3G服务已停止后，也至少保持一对冗余MSCs（移动switchingcenter）在运营状态。此后，这些MSCs将作为组合网关MSCs（GatewayMSCs，简称为GMSCs）继续工作，以实现向出站2G3G漫游网络路由呼叫，并作为SGsMSCs在4G家庭网络中完成NAS上短信。当最后一个出站2G3G漫游协议取消后，GMSC和家庭位置寄存器（HomeLocationRegister，简称HLR）可以被移除，而NAS上短信（SMSoSGs）解决方案可以被SMSoSGd解决方案所代替。 A s d HLR 地图 B HPLMNVPLMN SGsSMS NASSMS 4G s g MME s g GMSC SMSoNASMSC 2G3G 图6：综合GMSC和SMSoSGSMSC 保持有限2G3G网络容量以用于特定用例 紧急服务 当VoLTE网络被引入时，紧急呼叫最初通过CSFB在2G3G网络上处理。为了减少2G3G网络中容量和覆盖率，VoLTE紧急呼叫需要被部署。 从车辆自动发出紧急呼叫，例如欧洲eCall，一个特殊情况，因为汽车中调制解调器不容易升级以支持下一代eCallNGeCall。在长期内，随着拥有2G3GeCall车辆数量至少在未来1015年内将显著增加，监管机构如何行动以确保这些类型紧急呼叫仍然一个悬而未决问题。因此，监管机构需要制定指南，以允许通信服务提供商（CSPs）规划其网络演进。欧盟也需要规范NGeCall，VoLTEVoNR上eCall，在国家监管机构开始其规划之前。当局也受到影响，因为NGeCall需要升级公共安全应答点（PSAPs）。 物联网 更新现有基于2G3G物联网设备对于许多公司和消费者来说一项庞大且昂贵任务。然而，更新也意味着为设备提供未来保障、更好数据吞吐量、减少功耗，以及在某些情况下更好覆盖范围。提前规划对于成功过渡至关重要，，通信服务提供商 （CSPs）需要在关闭前多年提前通知客户。由于大多数早期物联网设备使用2G，这也 在某些情况下首先关闭3G网络一个原因。在后续阶段，CSPs之间合作也一种选择，例如，通过共享网络概念如MOCN。从商业角度来看，如何逐步淘汰早期物联网设备对于CSP来说也需要考虑问题，在某些情况下与客户分担升级成本，例如，电力公司，这可以通过2G3G关闭益处来合理化。另一方面，一些CSPs在竞争对