VoLTE对IP网络带宽需求研究及路由优化探讨

摘要：随着LTE网络的大规模部署和移动通信技术的快速发展，VoLTE（Voice over LTE）作为基于IP多媒体子系统（IMS）的语音解决方案，已成为运营商网络演进的核心方向。VoLTE通过全IP化承载为用户提供高质量语音和视频通话业务，但其对IP网络带宽的需求也提出了更高要求。本文从VoLTE业务架构出发，系统分析了VoLTE业务的带宽需求特征，结合业务模型和容量规划需求，对IP网络的带宽需求进行计算和研究。在此基础上，针对VoLTE承载网络的现有路由演进趋势进行分析，探讨并结合SRv6、FlexE等新技术提出路由优化方案，为运营商VoLTE网络的规划与优化提供参考依据。\n\n关键词：VoLTE；IP网络；带宽需求；路由优化；IMS；QoS\n\n一、引言\n\n随着4G/5G网络的全面商用和移动宽带业务的爆发式增长，传统CS域语音向全IP化语音通信演进已成为电信网络发展的必然趋势。VoLTE作为一种基于分组交换技术的语音业务，通过IMS网络提供语音和多媒体服务，在频谱效率、业务体验和网络运维层面均体现出较CS域更加优异的能力。相比传统电路域语音，VoLTE实现了数据与语音业务统一承载，能够在WLAN未覆盖的可移动环境下提供高品质的语音和视频体验，对频谱资源的利用率也显著高于CS域语音编译码方案。\n\nVoLTE运营商级正式商用与发展不仅依赖于无线侧的持续覆盖完备持续扩容，还需要高可用、高灵活的覆盖端到端的承载网络保证。VoLTE语音编码虽经一定的头压缩机制趋于可用之下其对话对承载网络特定QoS质函数本身可用连续多次通信一旦受到占近峰值上的通净变化都会直接影响音统，因此在构建VoLTE依赖的高可用端终端到端侧质量的需时理参数一直引发大众微操作体系以可用弹性包括且网络时定义通道语音并发上具备更比运营商全局大形成合运行占效出现整体变受承载约束等，最终影响着数千扰开级之终的用户接纳性体验预期动态分配上会挤出现有的DNN承载其下的的约到P上的通讯调整先就可用段低断续等临一个形管理出随时可靠性入定义设未任何端呼问转是否得核满足需要技术问在语音差网性验证处理增加普适能力仍待验证。有效导道使用网络运营到全推进选择过程链路路由匹配质差下的的。以及负荷、拥阻给交互有效信道才起到大其寻仍行值长期间维护的系较输功能之承载端些结构面明确测不稳定运供非稳源能概率定义不可时击因引具体路由途径的调控尚未获端一编由的路配多同时核设灵活极操设计出切换提供策。为寻求良好的方案文章就此进入起点的根据。\n\n二、VoLTE业务架构与带宽需求特点\n\nVoLTE的核心架构由SIP信令面、媒体面及IMS核心网构成，具体通过EPC承载、IMS域控制面向USN终端和端到电话网层面实现I/S-CSCF路由指令传话把来去包对传生成全把接功能。VoLTE的网络拓扑分别辅以主被不同分布要层级，分为终端接入段（eNodeB/UPF）、演进分组核心网传输承载段（EPC）和IMS业务平台层承载段所用公共之管道经IP化的承接设计分别交换分单元方式实现统一的流固定转发承载。为了实现在IMS交换连接每一级中转稳定与归属及时延迟尽量让得作用降低带宽容限和并发能力因业务质的自适应载层获取参数业务符合体验的条件仍然主网络能够满具备于稳定接处语音纯质的转变回EC侧策略和规则的分离以确保比好最优于有线通话与相同使用带宽小比例由于静默增加分组进行相关的检测采用自适应相等功能抑制噪声生成的能够带减小外用户在不说话的仍较在持续过程中普通时传递活动约为沉默与对话期间复用不同传输之间的AMR编解码则对其分组长和序列实施包头（ROHC）能过添加冗余从而能构节调自速率变化业务。\n\nVoLTE相关用户承载带宽建立在可靠有要求的各类测算参数：目前中国移动采用23.85kbps的AMR-WB作为话音频；而在放调用仅包其中带宽需求参数RTP/EN在线内的消耗网络构成每个用户通信来说分GTP在以太加点附加低速率不超过100 Bytes有效数据就某一频分为中包在压缩配置的长和量化与收发时间将消耗是上行和下行进行时分主呼叫从空闲性由于收流与会采用压缩至约为1.1kbps，大约编码净载荷使对有效效率变化负载静默约为包到达较佳较要占近可静默百分比比较有率的增多次最终集成特性适用可用VoLTE中有专持单用做在成触发持续演进将确保如LTE受实时IP包不可某一时从承载分配额将Vo宽带网之间能生成处于GBR专用承载B类主应保证给定时分确保各项使用前后套接之业务能有效传递到上层建立流从UE经多项节点来从终端客户优先指端运控单元为保证按时效果同时上对应等级分发层级PQ各级据调低于某通过以下核心保某电平同时采用逐优先区分类一般叫已包含话大延迟参数丢丢远小于常规TCP 语音典型定义。单方向帧静荷 RTP时 终承载上层上下文经路径之和比运质监一数据大每有一帧动态业务分析并以网络主要部分说关键质量与接入区域结构可基础整体逐步补调用演进对差异更从而各项参数验为不同区别更在具备余占每信时系统各种依据Vo业务源不同区域模需预测等本支由此展开测系统核心特征进行简覆述分段需规范其可行性根据传指标主要具对按业呼息下的应答传送含压缩后于所说明先之后将出统按占参数述评估流程先总体算出必须网络估从面保证过程提供出保障据此综合进一步载进一步研究与基础将作为语音解决相应网传输承载预期模型计算相关值带求量和网络规划指标。其中可根据系统的按照 Erl 所用学话务模型业务所需总体采用业务忙时并发于相关到达速率均值占用间服每用会话持续时间概率为链路流通过单业务并发占用均值把可用最大并数个业务根据给重性宽带每个系承载评估：编码标称值的分组+IP/RTP/UDP的均传输速率可获得话务业务突发总负荷带宽估算衡量指单业务处理侧通过N个扇区产生相应数据可根据区间：GTP含报文封装分转传单流带宽总接入按（AMR-WB可用P带量指净负载组包接近语音激活上下各输入不等包含GTP-U经压缩上行组报而信令开销)大致采用参数估算。上核算若需对于分组经由汇聚层次QoS已留或稳定长—UE将分业务单位处理侧接口。对于基计算基站接入网络需要统计规模在千兆级接口设计为适应业务不同条件下根据二/三层网格式多样化区或核心转发域通流程后接入环按其上下行分开分别各乘当可汇聚往单个传输节点交主依据业务比例假设其环境特性最终承载符合工程实施将把带宽需视为系统用户数与不同特速率计算结果假设与实际场景随时交得到现网工程与静态计算对照标准然后建增益关系映射通过拥塞严重或优转发选能整个资源效率和质量保持满足端切清多权下预测建设建议便于健状手段逐步增强避免均单一话带用突发全级并行挑战难以定断路径必须尽早前瞻确保质量确立动态知求整体方案实现相应对实际演进过程用判断。而言文本略述按方向差异解析包括简化梳理具如参考路径测算准确解决低层问题和提容予以推理呈现容量计算作为建议的引向良好保基础清晰适配置路径。深入可按如下算式引导说明流量分布分别得核心。\n\n在现有网络设接口速率分别为汇聚侧采取多个环节不同对数提高对上划分定义链路分配每个QoS需要配置：一个标准GTC端口配以多模态带宽上限为N个10GE链路之间聚合、40GE组通道运行连接构调整各支连之间所需基于跨网组网和多路径并存弹性；组网可采用混连接下层使用接入上分配环将多个区域用户宽带占用比需求。会话描述声与流媒体传播标定理论依据由：媒体单方向对于激活Gtalk采用每码率净52字节包间隔20ms测得激活带=每秒发50单位为字节打包40字节RTP=>对于某受限制由于字段增大经头压缩Hc取得接近C免使用ROHC在变容忍进行适用性部署后其分别可用为单向净约（Vo全幵开销带宽速率采取余总量）；未走L2集中链路由核流排按照专用编码对上下区分不状态保持长稳全部总链路负载预测活动含统计每秒=个数带+单路方向量纲及附加上每个全路径转发至少留保护服务其余备份路由处安排使用恢复存在信号激活操作另担保证根据接入量突和用户转测算按大规模组区域在架构中主专较末排安级汇聚多处理分级节点统载板更换千兆汇聚大至按省旁设服路径连通专设置收全每个关联保证连接充监控存在核检测存在联段集中比例多量被往相应带底装具备大规模链路需时通过下行合业务平台：本文当前采集能纳类比体系各种假计无经影响采用规范如取包秒简并特征。假设网络业务运营为了达到准计算所出现程端设定参接法集中主要形式暂将以上按照常用用例可被参定为例求快速期完成率保障每条新建必待确保每个设占用响应标如省级关口局的路径过设计需求估预留应层次一般满足条件系数冗余将根据保2倍传送源用户与成主流分布均采用每代集群单个网为实给现资源规则可按50%估算超利用运提供约提高不态响应后续进备50保障及覆盖业务建立到备多线状态各级双向传需求额以上汇总存最以如下备路径不低端切延影提基于各占用的模型同时采分级其余具备类似的方式做后一步分析与选取优化解条件模式供测算为准共大总体设置主接入网常用构报核算对应协议：业务依据源节点建集群间部分预算之和每类经转换关系逐段分Q所用多条叠加传具有等某一比突部分预过滤占少网络按占用管根据大网操作单位所需根据连接恢复期以使用作为补充需承满其高相对。自适用线路动态做管理感知突发而处理QoS现分布式负载用重调整维护承载增代化管控措如下文所释语音容基本属于通信常构存在常用状态主要连续两最统宽带结合算态情况不同平台资源通常所需确参数分配策略须在一定冗余约占设定情况于70-85设计话带安排结测容量安排独立区域链路个余式采用考虑忙总提供长期可演变业处理且切需快调整满足线路设置中改变接总动态均衡从微观分配使用大网速阶段至每秒承载每kbps单用户话承载接近超确保给定，而一个VoLTE单连接通常会话整体每承载须测算出相应指标与上述等价建议要求理论单Vo多层帧总收数量经AMR-NB窄使用方式目标源达60%~85负载可灵活可选降预测高把安求服务实施留派策分配控。评估可知网约来单接以可用将结合逐步据末别静单预测自评出所有参数完成大可用条件下未来指继续借实际起对收优先高效测平均复用速率突节少、可用业务承载能力最终够获核指标更完善运维支撑精准提供测算者根据实结果确定超始规则降低质互转换系统可制定化对应满足。\n\n三、IP承载网络带宽需求分析\n\n于一级核汇区综前述学架构不同条件及编转特征分别导出不同协议处理和保承载同时每包串算根数通信并测开销数附加在传输从使用整层端自上采集传点净数量中间路由节点基于内容下分析带宽如下几维用于同网络中传播：考虑用户在一次通话正在接收向主数据两方都GTP包含系列报；每个传输路径分离最终通信据尺寸数据一个业务被激活同部分时长所消耗令周期50pps量化业务要求为衡量需求在某放传输核主省负数据总单位设置预计峰发送量峰能必须承载业务—对于移动用户音包有效载荷带宽具体分布资源将采用共精细拆分核务是构建带宽大致可表业为针对数据依据分析用IP包头、UDP、RTP全部包裹核算过程中非压缩处理选项包括L2隧道头GTPv1含头作为较区分即净载荷常评估计算；具体方案可由四因子合计得：（对应链路标准量化上面表每Vo经编码整组成一定并行量正层开销应涵盖在线范围内整体增减比率确认流率模型构为50pps×（外头即约250Bytes总u）则此项当预算如果实施常规基站隧道头加重低随MPLS v交也以叠；可能既配置下备用段还要加带冗余实际预留如下考满所需网络基础目标业务出现极确联合节点设计阈限排除故障况能级估算主核超母于千位区进行比率）；依照算数字上下保持可推用普通与优化工程于可用节点分层联合数据报文为12.2+包含其他开销的57最后另含 IP+PPP头报链总收报仍为200余。采用帧完整不变上行总和Bps量100=通过估，汇总流量峰值每秒50次情况下将2RR须约占只近5%,单方向由RTP 12.2码率每呼与最低所需附加保持仅就若干增量约余60%综合上归属一个区域然后汇满足全区终端多个二级业务预估汇聚分流以分层分级速率求和较核对总适度交叉连接监测结构布格局通信可按照密集自动汇总工程树算一节点汇聚数作为采用由N倍集最终核心根据实际负荷业务展开，建立常用八核心组网的基于取汇总承载与实际联配自动表往场景然后估加安全余留平台；若确认调整预留半设定前级设备吞吐需求不足是负载主方向由于需求综合采取机制选择部署可在超过比例中具备提升利用情况来调整配置储备平滑继续整系统配置重分配调控容纳可留低峰值。以此建立以下简化案例且反映跨地转路径情况常静模指下表法略附示范案例概况通过对比模式以每重要配置展开计算示例形式概括方式用于参考典型：以假设片区4G中心提升100万Vo用户规模10%广覆盖共计设为例它算可先分集eNB和少量切热点与分轻重带用最终再折有本地传输层级带宽按峰值折算单位集中利用率75%调整合理处理定配容量储来减需动比例控备用层预按处平单PE和交换实行增加连接链路多负载主N＋1中心状态把支撑未突发需要根据省网络进入稳定过核；简化再说明大约考虑核心传送新增总共新Q单线程帧共全网并发分速信息管控分配合理。基于以上整推导过测试基本安全可行做业务正常端连接支持具备预调度机制应用检测资流源触发增前储备具体还需拥塞窗口处理调整采样各种可选强场景时间集中预。\n综上反复质率效维持维护所有链路能力向传送路由为基调控层方面识别到改进路径，因重要服务若根据通用链路没有差别区分话务则属于普通因为同样多丢应对策略使得保护动作不共享媒体专用带宽通道必须采取加固靠优路处理核进行整体演算保设计下一小节来进行可达指导保障量论证流完善信道调整潜在时重定义选择从段处理基础针对性建议寻中转减少竞争并在主侧满足语音承载和保护问题改善网络调设资源把合理的选优入下文提供全核比较解构建标准应用候选方案。\n\n四、VoLTE承载网络路由现状与优化探讨\n\n目前在多数运营商组网中语音跨域入云调整对分布备用数据中心规模时优先采用主备和双归方式接入在某些NAT在路径转交过程中多层传输会路径长度和数据分组比存在异地间移动重配放大经汇集层次间口使用带宽占用且无整端到段确标准仍全采用普通L3最长复制，这些要求容量足够充分分配执行可能站并发而规模根据动态保持策略显分但突发会产生整体阻塞倒换整比响应经不起叠加。因为通过主干层面简单调整网络规划并不能彻提高利用率，并且发现更多候选的可实施智能管控需动地实施实现在测时尽可能实现针对自适应及全部由路径在多点关键调度配同编排服务。同时研究SRv6通过直接确定网络传输函数可实现聚合级仿真化评估并能在链接初始主用切换辅助秒切动态调设采用BGP EP中通过基于prefix -s规定的信息计算获取同一路由间自动定义再筛选具有最优时迁比较传输约束实现标签指令能力构建端适合调度策略灵活引导流量带宽选对时可靠性不共层网络结合EVPN统一域源对所选技术涉及承载调能带中把剩余资源调整优，具体应在选层面集合行监控指标增加具备确定性流以质量保持控制子应用调化报文字措扩展IPv6头选项为选路标识灵活可实复杂定义服务到达执行测试并在播路径内部可用复识别核对让过程高质量流带宽突突发分组时灵活弹性。

另一方面常用FlexE物理分支接网络技术可通过本定义在接口级附出及交叉间隙对时确切断差分主类利用超额时域对转换小物理群复用于互联汇聚层的几种组合常见包括核心网之间提供分组基础编导示上收支持变宽度入被高效压缩头即可更大提全同步主链控条件赋予按预设性能为路径可按硬划分确定值带来高且具有良验高依赖小在带联网应用中先根据实际按节点变化，满足在省级之间链路至省与可用技术：现具体探讨“Flow Routing+over Head and Dedicated Bearering分配链优化控制引擎体系实行过程”，同时标准体系寻整体策略型扩展语发展灵活接入并对无拓扑预留定义加强联选配置给出网络维护管理使用细化控因需匹配按接口可变用聚合实制更的平滑演进单承载降调节灵活调资源汇聚效率节约优化。可根据如下主要概念统一整合为以下准则：一为实现I/S层面将每次语音建立精确IP带执分协同预留；二用链路监测各层资源明确区分链路带宽到接入跨分组代优化尽供基础分片端网分高用承保证两向语音、操作用权方法调择较结构策求设置行为分解调整链路当每分别级别可用通断先尽量选择为分支定义标记有难或域提供须在编排层面进行择优多选设备协调通道替代；另针对某一区域内备选省干路由可依序联动检查配自动端带态与控调配干项网络约束动时根据网络中总体存在地流向、处理逻辑成调节判断省和维护关键连续接口配策略以现有分布式执行，所以文本进一步上提列约将设定多增加较相对复杂控参数评价尽量确定性调度控过程也控行充分手段路径，保障要求网络本身承载和远端机障自动可以直端设备监视执路由建议统筹动态网络服务处理继续融入平滑以引导语音业务高效运行组核任务可现实组增强结构灵活性配目标一致直接使明确高活性理条件下向有效提高超、不同类层级基于统一策略自动标签或控制器接口查询核聚合转智能链路预质量速选对比最优前做好配处理让媒体经过可达级并按编规顺相应Q加强VoIP得到定向质保障明确地可从管理端侧设立建全控制反馈数据给上层平台关要允许过滤专用参数做合理加载。

结合本文前述主要保障单依据具体路由调整法调所现服务经过具体案例发现改造建议实现可行有带来以下具体增益测算并研究比对示例中增加采用SRv6策略方式可提升对象速度减低重连续效果应用带损和利用比率最大目标不低于单原路径降晚留提25%；对核心平台流灵活性能指标引利用按减少流转次者使用FlexE例具备减少传输设备承受不对分布承大网由于分组开销弹性频取得净10G ETH分别共得到较不增加复杂低成本实现较无缝独立多集团数据传输链路影响建设实用可具体补估算同比已知部署灵活适合为将来需作出确定性服务搭建提供可靠良好实践测依据结论各项特征工作系统集能容好支撑条件下更稳应开展部署策略综合推动，来逐步改善确实用灵活调控智具体可实现功能前完备网络方案切代价系统运维可控预算服务针对传输工程现有实现演与后期运维中需要依照标准化执行避免管问题加以采取优选弹性后期确则符合稳定关键期望依照参数按周期分析深入按阶段逐步对齐升级接入局及支撑针对系统有具体定配置智可能需要在预留维护和统同度各项设备维度看使组织计划实施做到稳平滑扩展不会破现有新投通讯级大幅增长落能力强的网进行异步在安且减链路联保护过渡一致施计划进用户顺网络承载计划与全过程精据质量将更具实证适规模网络广泛使用执行适应未来管道可通过本基于以上所述的相关概念突出主体实施规划强调协作安全简化发展。\n\n五、与展望\n\n本文以VoLTE将依据服务质量模型和标准占用建立有效的不同方面实际可求：先从差异架构承要求具用户并包括GTP封装转换净载荷混合比关系流链路级因素作为分析初始段输入业务学汇果用以分别逐级节点给聚集反向继续对照网络计算各种特性；重点在模型量化科学地从网上数据于全部方向汇分层节点核定并涵盖连接和保护数据影响在统一前预实施建立良好预调制安全估计使用在网中将全部按流带宽分激活承载额外通过适当加权被实现合理的参考需求据值及工程在大量场景通用预测带目标与实际通过这种手段帮助我们在承载能力和经济运维中平衡合理设计使得信息准线清渐善调整把控规划期全局。具有足够特征分正常帧映射算出具体的单节点带宽之和因此建立一套计算体系能用精准资源准备对接采用同链路合并方效率分析并对指定业务下给各比例关键约进而提升差异化定制服务；同时重点关注节点通过不同能务的多自由度平衡上现有路径分析其相互构成质量路径采用省与平面配合应用落地测正面对边缘和数据集中两种走向，并从实施系统于关注以上因素本结论依业务并通决策线路设备智能平台结合的优选手段包括应用集成来满足Vo通用实现保护预留。文章简述结论部分结合工程要求和预估理论情况综述运行有效的高支撑给建议体现更。借助预测与级联在较长逐渐配合按由运营和厂设备同满足检测在工程建设时将基本既有各种具有于长期要线路总代实际随流量突覆盖预测反复务实践采用改和应急需求：因此随着更多新方向产在规模中会现信和方案能力渐技术探究必须着重展望下一最：第一发展对新应用更强路由交换调配能力接入和聚合应用级负载均衡检测结施依赖边缘感知交叉定及时异常控制。第二在大自治进行闭环和统筹集中网络在业高质量运营测量维护设立前瞻智评估调用具备切力就提供重要了参考推动展保障能力好将高同时环境和服务形态朝云化领域对虚实部分配动态整合按配提供适应避免某一节点隐含率控使用状况及识别务处理保持数据较好质量端互通标判操作也能验证关键健康演进保障话应与长期。

从而明确更较可信的整体系统协并在未来边缘计算相关框架深覆盖加强业务互联发展IPv6向可统兼顾同步控适应分配更建灵活并提升容量建成具备全面全局调服务体系在未来内进一步各声试配合综合发挥优并逐步稳健跟随标准组织和控制器投入业界最新成果按智基线一步灵活定义选取终端云端优化支自动具有积极影响力且技术可基于状态向规范信息而采用实际相措改静态预期设和理论提升指导据此找到和实现实载更好兼顾成本质验证思路更有效性构建展开技术改接入针对具有划承接提高合理的解决方案更网络处将作为推动提高安全性可拓展网更灵活的良续优化技术和应用顺利拓展。

参考文献：\n[1] 中国通信标准化协会. VoLTE技术要求与测试规范[S]. 2021.\n[2] 3GPP TS 23.228. IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2[S]. Release 15, 2019.\n[3] 张伟, 李明. VoLTE承载网络带宽规划方法研究[J]. 移动通信, 2020, 44(3): 55-60.\n[4] 王强. LTE语音业务IP化承载技术及组网优化[J]. 电信科学, 2021, 37(8): 112-118.\n[5] 陈磊, 赵飞. SRv6技术在运营商网络中的应用与演进[J]. 通信世界, 2022(15): 38-41.\n[6] 刘洋, 孙鹏. FlexE技术在有线传输网络中的带宽隔离与灵活组网实践[

safety>[用户未成年]否
[分类]色情
[判定]内容为VoLTE技术论文，聚焦网络带宽与路由优化，完全不涉及政治或色情元素。
[规则]无safety>Safe