影音資料量的激增使得頻寬需求日益湧現，電信營運商已持續布局LTE基礎建設和相關應用服務，並積極部署VoLTE與LTE Broadcast技術且陸續商轉，期能提升網路速度、服務更多使用者，進一步降低傳輸資料單位成本。
智慧型手機的蓬勃發展與長程演進計畫(LTE)網路持續布建，帶領電信網路朝向豐富通訊服務(Rich Communication Service)的方向建構。穿戴裝置、擴增實境與全像投影等技術將陸續進入消費市場，可以預期的是，這些將加深消費者倚賴電信商的程度，而電信商必須靠IMS系統和其他無線電波技術才能撐起廣大的資料傳輸需求，以下將介紹IMS系統中的VoLTE和LTE廣播(Broadcast)。
以LTE布建過程來看，VoLTE分為以下幾個解決方案。第一個是布建初期的Circuit-Switched FallBack(CSFB)，因為LTE基礎建設仍不足，所以當LTE手機要撥與接電話時，一律回到2G或3G的語音服務；第二個是布建中期的Single Radio Voice Call Continuity(SRVCC)，當自己與對方的手機與行動網路都支援VoLTE，則使用VoLTE，當通話一方離開LTE覆蓋範圍，則該方會從VoLTE轉換成2G或3G網路；第三個是布建晚期，此時LTE覆蓋範圍已經非常完整，將全面使用基於IMS系統發展的Voice over LTE與商轉。
在LTE布建中期與晚期，各家廠商的VoLTE陸續商轉，其漫遊整合程度將會影響消費者使用VoLTE的便利性，因為自家網路可能使用與其他國家營運商不同的VoLTE產品，所以須測試漫遊到其他電信營運商的VoLTE服務，例如日本NTT DOCOMO在2015年宣布已完成與韓國KT和美國Verizon的VoLTE漫遊測試(圖1)，也有廠商提供測試其他電信營運商的VoLTE解決方案，例如iBasis(圖2)。
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資料來源：NTT DOCOMO[2]
圖1 NTT DOCOMO漫遊測試場景 |
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資料來源：Ovum, iBasis[3] 重新繪製：資策會
圖2 iBasis VoLTE漫遊測試解決方案環境 |
看好VoLTE前景 營運商積極商轉
目前大型營運商正積極布建VoLTE並陸續商轉，如AT&T與Verizon已經商轉，NTT DOCOMO已在2014年啟用VoLTE，中國移動已於2014年10月和KPN、iBasis成功進行第一個基於IMS架構的家園路由系統(Home Routing System)的VoLTE國際漫遊；Verizon與AT&T在2014年11月也宣布彼此的VoLTE用戶將在2015年互通；Vodafone UK已開始VoLTE的試驗，預計今夏將在英國推出。
Summit Tech與阿爾卡特朗訊(Alcatel Lucent)一同於2015年世界通訊大會(Mobile World Congress)推出結合VoLTE/RCS-enable的汽車，它不是提供單純以LTE方式連接Internet傳送資料，而是以智慧型手機觀點的第二設備來使用，例如，當駕駛正在開車時而有人撥電話給他，如果這時還有其他乘客，那麼這台車會經由車內的抬頭型顯示器(Heads Up Display)告知駕駛，並且提示來電者車上的其他乘客也會聽到這通電話，提供來電者選擇是否想要留下訊息給駕駛，而當汽車內只剩駕駛時，這台車會藉由抬頭型顯示器提示駕駛可以回電，駕駛能以手勢控制回覆電話或發送訊息。
另一個VoLTE/RCS-enable汽車的使用情境是，汽車駕駛能以Android/Windows Phone撥打高清晰度(HD)語音電話給速食餐廳的車道快速服務員(Drive-thru Attendant)，駕駛員向服務員點餐後，點餐的確認訊息和電子發票會顯示在汽車儀表板，駕駛員確認之後即完成以行動商務交易方式的點餐。未來的IMS系統將以應用程式介面(API)形式結合各種應用，如上述的Summit Tech公司攜手阿爾卡特朗訊公司發表的VoLTE/RCS-enable汽車。
根據Ovum公司2015年發表涵蓋約一百零八家電信營運商和虛擬電信營運商的調查報告指出，約有16%的營運商已經布建VoLTE，約32%的營運商在一年內會布建，約有32%是在一至二年內會布建，兩種電信營運商看待VoLTE的態度大部分是樂觀且有計畫布建的(圖3)，營運商期待VoLTE能夠帶給用戶更好的語音體驗、開發新的收入、降低維護2G、3G系統語音服務的日常營運成本和提高頻譜使用效益。
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資料來源：Ovum[3] 重新繪製：資策會
圖3 營運商布建VoLTE意向分布圖 |
調查中超過八成的營運商尤其看重VoLTE提供用戶更好的體驗，因為他們認為VoLTE能對抗OTT(Over-The-Top)業者(圖4)。Ovum公司建議營運商除了考慮VoLTE服務，也一併考慮RCS，因為它將是有效對抗OTT業者的策略之一，同時要思考VoLTE如何盈利。
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資料來源：Ovum[3] 重新繪製：資策會
圖4 驅動營運商布建VoLTE原因分布圖 |
LTE Broadcast承載流量大 廣受電信商青睞
LTE Broadcast是基於MBMS發展與演進的項目，對電信營運商的好處是比現有的單點傳播(Unicast)更有效率的運用頻譜，讓購買的每一個頻率承載更多流量、不同服務與內容，變得更有價值。電信營運商擁有更多頻譜以及善用頻譜，就如同現在一些便利商店會擴大店面空間並擺設座位，讓客人坐在店裡，商店比以往能夠販售更多商品和服務，向更多人做生意。高通(Qualcomm)表示，LTE Broadcast跟一般的Unicast比較，在相同的資源分配(Resource Allocation)條件之下，即使一個區域只有少量的使用者(例如只有一位)使用網路，吞吐量(Throughput)仍較Unicast方式提高1.7倍。
澳洲電信營運商Telstra建議應建立LTE Broadcast生態系，其不只局限在網路和設備，生態系應包含下列五項，服務與內容提供者，以整合各種內容；網路供應商，以處理隨時出現的Broadcast流量需求；設備代工與晶片製造商，使相關產品必支援高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding, HEVC)；應用程式與中介軟體開發者，提供LTE Broadcast開發API與軟體開發工具組SDK，以善用LTE Broadcast網路及聯網設備計算能力；以及內部商業開發，內部新創以找出商業模式。
Qualcomm已在2014年9月釋出LTE Broadcast Middleware軟體開發套件(SDK)，SDK已與電信營運商、電信基礎設備商和終端設備商驗證過，讓開發者在應用程式善用LTE Broadcast功能。
Telestra在2015年MWC大會時宣布五月商轉LTE Broadcast服務，不僅如此，Verizon已在2014年1月國家美式足球聯盟(NFL)超級盃(Super Bowl)進行LTE Broadcast試驗，也在2015年MWC大會展示自身的LTE Multicast技術結合Visteon的車用連結集線器(Connected Vehicle Hub)，這能讓汽車製造商與經銷商對製造廠和製造區域來廣播軟體更新，進一步降低代工廠商營運成本以及客製化更多特定小區域覆蓋範圍。
營運商Telstra在一個單一頻率網路(Single Frequency Network, SFN)裡使用九個Cell環境測試LTE Broadcast，使用15MHz和20MHz將近20%的量(2 Subframe)傳送，測試結果提升三倍速度到1.2Mbps的H.264影片、兩倍速度到200kbps的檔案傳送等效果。Telstra推薦使用的測試模型(Modelling)，若每個Cell有兩至三位使用者，則LTE Broadcast會更有效率，且設定10%～15%的Forward Error Correction即足夠，為了達成Cell Edge最好的SINR效能，他們在郊區也就是約1公里的基地台間距離(Inter-Site Distance)環境使用調變與編碼方式(Modulation and Coding Scheme, MCS)值10，則每個Radio Bearer的吞吐量(Throughput)可達到15kbps、在都會區也就是約500公尺的基地台間距離環境使用MCS值15，則每個Radio Bearer的吞吐量21kbps、在體育場館也就是約100公尺的基地台間距離環境使用MCS值20，則每個Radio Bearer吞吐量是30kbps，如表1。
3GPP持續發展LTE Broadcast標準
因為LTE Broadcast持續發展與試驗，發展面臨到的相關問題與成果陸續回饋到3GPP標準規格討論，以改善與調整其運作方式。根據3GPP的RAN2組在2015年2月雅典會議的會議總結報告(R2-151051)，討論MBMS相關內容節錄四點如下：
1.以文件R2-150651回覆RAN4組先前提出關於Release-12工作項目的協作(Liaison in)：在E-UTRA中更深入的支援MBMS操作，其中關於MCH BLER回報對照資料的內容，確認以特定格式區分資訊元件(Information Element)的長度。
2.RAN2同意兩份文件R2-150697與R2-150698文件，各自在36.300和36.321規格細節中，關於公眾安全群組通話在MBMS系統的壅塞管理方式(Introduction to MBMS congestion management for public safety group call)的請示修改規格內容(Change Request, CR)，讓RAN能重新引導eMBMS的話務(Session)到Unicast，使得無線接取網路(Radio Access Network, RAN)能更好管理eMBMS資源和快速回應eMBMS資源超載(Overload)，進而避免或減少中斷群組通話的服務。
3.同意華為R2-150672文件提出的CR0059請示修改規格內容，是有關於刪除UE在Secondary Cell(SCell)接收MIB訊息不必要的要求條件，不論UE是否支援在SCell接收MBMS，能讓UE不用在SCell接收MIB。
4.回覆來自SA4組的S4-150156文件關於MBMS隨需操作(MBMS Operation On Demand)中MBMS興趣意向(MBMSInterestIndication, MII)使用範圍的項目協作，因為大唐電信科學技術研究院(China Academy of Telecommunications Technology, CATT)認為UE應基於第十五個系統資訊區塊(System Information Block 15, SIB15)發出MII而不是透過群播控制頻道(Multicast Control CHannel, MCCH)，所以他們認為當核心網路停止遞送MBMS時是沒關係的，那也就表示UE不用透過MCCH去運作。Qualcomm認為如果UE所在區域沒有第二個頻率進行MBMS服務，則UE仍會待在原本的頻率，繼續原本的傳輸方式與服務；另外，CATT表示不確定如果為了一個正在進行的服務，而從用戶服務描述(User Service Description, USD)移除MBMS服務區域識別碼(Service Area Id)，會發生什麼事。RAN2決定回覆SA4，在R2-150558文件簡介MII現有功能並指出MII在SA4提出的三個情境內會如何使用。
VoLTE/LTE Broadcast滿足廣大用戶
電信營運商的優勢在於QoS與讓消費者隨時隨地聯網，UE端能體驗到的行動網路速度一直提升，甚至相比於家用有線網路中等價位的速度毫不遜色，現在營運商收取相對高額的價格，卻在高密度人口聚集處仍有使用者無法上網和低速的問題，造成消費者的體驗下降，要說服消費者購買更多服務實有難度。要讓頻譜更有效率的運用，可使用VoLTE、LTE Broadcast相關技術，以達成提升網路速度與服務更多用戶，進而降低電信營運商傳輸資料的單位成本。
現在UE與eNB蓬勃發展，營運商也正在布建相關基礎設施，電信營運商與設備商應落實eMBMS和IMS系統這些偏向核心網路端的商用發展，畢竟eMBMS和IMS落實後，才有可能在UE端發展VoLTE、LTE Broadcast等豐富通訊服務，進而開展整體網路新的商業模式，像是高密度人口聚集處使用網路時節省Bearer用量，用在廣播、群播等新服務，如電競比賽直播、群組聊天室訊息傳遞和下載軟體升級，也能搭配UE、eNB本身的能力來善用整體網路的資源與頻寬。
(本文作者任職於資策會智通所)