电路交换时代的终结：2G终于要退出历史舞台

从1G到4G，每一代移动通信技术的频谱效率都会向前迈进一大步。逐步清退2G，让位给新技术，运营商不仅可重耕2G优质频段，还能大幅节省弥足珍贵的频谱资源——如果传统2/3G CS语音退役并迁移至4G VoLTE，运营商可释放达90%的频谱资源。

为此，全球多家运营商已陆续关闭2G网络。

然而，展望5G，从CS语音到VoLTE再到5G VoNR，这背后却让我们看到了一个更加辉煌的时代——电路交换时代逐渐退出历史舞台。

最早的电话网络叫电路交换（circuit switching，CS）方式，任意两部电话之间要连接必须提前建立，并在整个交换过程中都保持连接。

从固定电话到2G/3G移动电话，本质上电路交换方式贯穿了语音通信时代。尽管电路交换效率低、投资大，却支撑了电信帝国的繁荣与辉煌。

在2.5G/3G时代移动通信网络引入分组交换（Packet Switching，PS）之后，电信网络实现了“固移融合”，并随之演进到4G 全IP时代，且伴随着智能手机的诞生，推动了移动互联网的空前繁荣。

尽管4G LTE全IP化，彻底抛弃了CS电路域，语音服务也全IP化——采用VoLTE语音方案，但它仍然支持与2/3G电路域的语音业务连续性。

4G时代主要通过CSFB和SRVCC技术来保证IP语音与传统CS话音的连续性。

CSFB(CS FallBack)是4G网络早期未部署VoLTE语音技术时采用的一种过渡方案，手机在4G网络使用数据业务，当语音呼叫时回落到2/3G电路域进行语音通话，结束后再返回4G LTE。

SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)是一种VoLTE语音业务连续性方案，其确保了手机在IMS的控制下，实现IP语音与传统CS域语音之间的平滑切换。在4G网络未达到全覆盖之前，当LTE信号覆盖不好时，系统可自动切换到2G/3G网络，保证了语音通话的连续性。

5G时代也必然会抛弃复杂、低效的CS电路域，延续4G时代的全IP化语音——VoNR。

但是，5G VoNR与4G VoLTE不同，暂不支持5G核心网与2/3G电路域的语音业务连续性，据说主要是因为考虑互操作的复杂性和安全性问题。

5G语音服务主要有三大设计原则和目标：

①基于IMS

②确保5G与4G之间的语音连续性，通过4G EPS和VoLTE提供语音业务连续性和覆盖补充

③语音连续性中断时延不超过300ms

根据5G非独立部署和独立部署两大选项，目前5G语音方案主要有三种：

①VoLTE

对于非独立组网，LTE与NR双连接，控制面锚定于4G网络，语音业务承载于4G，数据业务承载于5G和4G，即直接通过4G网络提供语音服务，无需考虑4G与5G之间的语音连续性互操作，但前提是得开通VoLTE。

这种方式的缺点是：双连接LTE和NR导致终端功耗增加，且可能存在互干扰。

对于独立组网，有两种语音解决方案：EPS Fallback和VoNR。

②EPS Fallback

这和4G早期的CSFB一样，5G NR不提供语音业务，当终端在5G上起呼时触发切换，此时5G基站向EPC发起inter-RAT切换请求，回落到LTE网络，由VoLTE提供语音业务，称之为EPS Fallback。

EPS Fallback通过5G核心网和EPC之间的N26接口来实现。

②VoNR

就是由5G NR提供语音业务，5G核心网也引入了IMS，由于已有4G VoLTE/IMS现成经验，开通VoNR也应该不是难事，不过可能会在TTI bundling、SPS等参数上有些调整。

在VoNR下，终端驻留5G，语音业务和数据业务都承载在5G网络，但需考虑与VoLTE的语音连续性互操作——当手机移动到5G信号覆盖较差的区域时，需发起基于覆盖的切换来实现互操作，切换到LTE，由LTE来提供服务。

VoNR是可实现一步到位的5G语音解决方案，但仍需通过N26接口实现5G与LTE的语音互操作，且互操作要求高。

另外还有一种双待机方案，类似于4G时代的SG-LTE/SV-LTE，在VoLTE或VoNR成熟以前，在终端侧采用PS+CS或VoLTE + NR并发作为5G早期过渡方案。

从2G/3G CS语音到4G VoLTE，再从VoLTE支持与2G/3G电路域的语音业务连续性，到5G语音业务只提供5G与4G间的双向语音业务连续性，传统CS语音正在渐渐退出历史舞台，同时，对于运营商来说，随着5G临近，VoLTE部署越来越紧迫。

随着技术与应用的不断进步，未来的5G语音业务必将发生翻天覆地的变化，基于人工智能的家庭语音助手、虚拟现实场景下的“多人语音通信”和“沉浸式语音”等都是未来的趋势，这是传统CS语音技术无法实现的，CS的落幕已进入倒计时。