中國移動開通VoLTE了，讓我們盤點一下VoLTE是怎么來的...
PSTN（Public Switched Telephone Network）的全稱是公共交換電話網(wǎng)，就是我們平常打電話所使用的電話網(wǎng)絡(luò)。
第一次語音傳輸是蘇格蘭人亞歷山大·貝爾(Alexander Granham Bell)在1876年用振鈴電路實現(xiàn)的。在那之前，普遍認(rèn)為烽火臺是最早的遠(yuǎn)程通信方式（當(dāng)然，還有更早的，那就是通信基本靠吼的年代了）。
當(dāng)時沒有電話號碼，相互通話的用戶之間必須有物理線路連接；并且，在同一時間只能有一個用戶可以講話(半雙工)。發(fā)話方通過話音的振動激勵電炭精麥克風(fēng)而轉(zhuǎn)換成電信號，電信號傳到遠(yuǎn)端后通過振動對方的揚聲器發(fā)聲，從而傳到對方的耳朵里。
由于每對通話的個體之間都需要單獨的物理線路，如果整個電話網(wǎng)上有10個人，而某人想要與另外9個人通話，他家就需要鋪設(shè)9對電話線。同時整個電話網(wǎng)上就需要 10×(10-1)/2=45 對電話線。如圖1-1所示，圖中只顯示了6個人的情況：
6個人的通信網(wǎng)絡(luò)
當(dāng)電話用戶數(shù)量增加的時候，為每對通話的家庭之間鋪設(shè)電話線是不可能的。因此一種稱為交換機（Switch，又稱Exchange）的設(shè)備誕生了。它位于整個電話網(wǎng)的中心，用于連接每個用戶。用戶想打電話時，先拿起電話連接到管理交換機的接線員，由接線員負(fù)責(zé)接通到對方的線路（如圖1-1）。這便是最早的電話交換網(wǎng)，交換接續(xù)工作全部由工人完成。
電話交換網(wǎng)、接線員節(jié)省了線路
1889-1891年，美國阿爾蒙·B·史端喬（Almon B Strowger）發(fā)明了步進式自動電話交換機。有趣的是，它發(fā)明自動交換機的目的并不是為了把接線員從繁忙的人工交換機上解放下來，而是來源于另外一則故事：他本是一個殯儀館老板。他發(fā)覺每當(dāng)城里發(fā)生死亡事件，用戶給“殯儀館”打電話時，接線員不知有意還是無意地總會把電話接通到另一家殯儀館。這使史端喬非常郁悶，發(fā)誓要將電話交換自動化。功夫不負(fù)有心人，史端喬憑他那過人的聰明和毅力，終于發(fā)明了一種步進式的自動電話交換機，并申請了專利。人們?yōu)榱思o(jì)念他，也稱這種電話交換機為“史端喬交換機”（圖1-3）。這種交換機的特點是由用戶話機的撥號脈沖直接去控制交換機的動作，屬于“直接控制”方式。
步進式交換機，4位撥號電話中繼示意圖
以后，又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)式和升降式的交換機。這類交換機采用了一個叫做“記發(fā)器”的部件來接收用戶的撥號脈沖，然后通過譯碼器譯成電碼來控制接線器的動作，屬于“間接控制”方式。采用記發(fā)器后，增加了選擇的靈活性，從而可以使用交換機的容量得到提高。
旋轉(zhuǎn)式交換機
1919年，瑞典的電話工程師帕爾姆格倫和貝塔蘭德發(fā)明了“縱橫制接線器”，并申請專利。這種交換機將過去使用滑動摩擦方式的觸點改成了壓接觸，減少了磨損，從而提高了交換機的壽命；而且，由于采用了貴金屬（如銀）做金屬觸點，也大大提高了接觸的可靠性。這種交換機的另一個特點是把控制部分和話路部分分開，控制部分由“標(biāo)志器”和“記發(fā)器”來完成，稱為“公共控制”。公共控制對對戶撥號盤要求低，而中繼部署的靈活性大大提高。
縱橫式交換機，縱橫接線器交叉點示意圖
瑞典和美國分別在1926年和1938年開通了縱橫制交換機，接著，法國、日本和英國也相繼生產(chǎn)出縱橫制交換機。
隨著電子技術(shù)，尤其是半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，人們開始在交換機內(nèi)引入電子技術(shù)，稱為電子交換機。由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制，僅在控制部分引入了電子技術(shù)，而話路部分在較長的一段時間內(nèi)仍然采用機械觸點。這種交換機一般稱為“半電子交換機”或“準(zhǔn)電子交換機”，區(qū)別是后者采用了速度較快的“笛簧接線器”。
1946年，第一臺存儲程序控制的電子計算機誕生，對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)起到了劃時代的作用。通過在交換機中引入“存儲程序控制”的概念，1965年5月，美國貝爾系統(tǒng)的1號電子交換機（ESS No.1）問世了，它是世界上第一部開通使用的程控電話交換機。當(dāng)時的交換機話路部分還保留了機械觸點，以“空分”方式工作，因此稱為空分交換機。并且，它交換的還是“模擬”信號。
20世紀(jì)60年代初以來，脈沖編碼調(diào)制（PCM）技術(shù)成功地應(yīng)用于傳輸系統(tǒng)中，它通過將“模擬”的信號數(shù)字化，提高了通話質(zhì)量、增加了傳輸距離，同時，節(jié)約了許多線路成本。1970年，法國開通了世界上第一部程控數(shù)字交換機E10，開始了“數(shù)字”交換的新時代。
隨著技術(shù)的進步和人們對通信要求的增加，世界上許許多多的交換機間也需要相互通信，這些交換機之間通過中繼線（Trunk）相連，隨著電子交換機和程控交換機的發(fā)展，便出現(xiàn)了現(xiàn)代意義的PSTN網(wǎng)絡(luò)。PSTN網(wǎng)絡(luò)把世界上各各角落的人們都聯(lián)系在了一起，很顯然，有時一個通話需要穿越好多臺交換機。
70年代后期出現(xiàn)了蜂窩式移動電話（當(dāng)移動電話小到可以拿在手里的時候就開始叫“手機”）系統(tǒng)，是無線電話發(fā)展的重大里程碑。而在此之前，雖然無線電通信是在1895年發(fā)明的，但無線電話卻是在20世紀(jì)初發(fā)明了真空三極管之后才出現(xiàn)的。1915年首次成功地實現(xiàn)了跨越大西洋的無線電話通信；1927年在美國和英國之間開通了商用無線電話。
專門用于對移動電話進行交換的通信網(wǎng)絡(luò)稱“移動網(wǎng)”，而原來的程控交換網(wǎng)則稱為“固定電話網(wǎng)”，簡稱“固網(wǎng)”。簡單來說，移動網(wǎng)就是在普通固網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加了許多基站（Base Station，可以簡單理解為天線），并增加了歸屬位置寄存器（HLR，Home Location Register）和拜訪位置寄存器（VLR，Visitor Location Register），以記錄用戶的位置（在哪個天線的覆蓋范圍內(nèi)）、支持異地漫游等。移動交換中心稱為MSC（Mobile Switch Center）。
隨著分組交換技術(shù)的成熟及因特網(wǎng)的發(fā)展，人們認(rèn)識到了將原始的基于電路交換的語音網(wǎng)絡(luò)與基于分組交換的因特網(wǎng)絡(luò)進行融合（即語音通信和數(shù)據(jù)通信相結(jié)合）的必要性，因此一個稱為NGN（Next Generatiion Network）的概念被提了出來。NGN是指下一代網(wǎng)絡(luò)，ETSI對它的定義是：“NGN是一種規(guī)范和部署網(wǎng)絡(luò)的概念，即通過采用分層、分布和開放業(yè)務(wù)接口的方式，為業(yè)務(wù)提供者和運營者提供一種能夠通過逐步演進的策略，實現(xiàn)一個具有快速生成、提供、部署和管理新業(yè)務(wù)的平臺。”
在NGN提出之后，經(jīng)過數(shù)年的研究和探索，人們提出了各種NGN的解決方案，但最終基本上都統(tǒng)一到IMS技術(shù)。IMS（IP Multimedia Subsystem）運行于標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)上，使用一種基于第三方伙伴計劃（3GPP）的SIP標(biāo)準(zhǔn)的VoIP實現(xiàn)方式。IMS的目標(biāo)不僅是在現(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)上提供新的業(yè)務(wù)，而且它還要能提供現(xiàn)在以及未來因特網(wǎng)上能夠承載的所有的業(yè)務(wù)。
當(dāng)然，IMS是屬于核心交換層的技術(shù)，它是全部基于IP網(wǎng)絡(luò)的。但在接入層，目前的語音大部分還是基于電路接入的方式接入的，因此，這就要求IMS在接入層要在一定時間內(nèi)繼續(xù)兼容電路接入。同時，在移動通信領(lǐng)域，隨著移動通信技術(shù)的成熟以及眾多智能終端的出現(xiàn)，對高速IP網(wǎng)格的要求也就越來越迫切。最新的3G、4G技術(shù)就是應(yīng)此要求而產(chǎn)生的。未來的通信中要完全取消低效的電路傳輸及電路交換，而全部集中到IP通信上來，也就催生了一個新的無線通信標(biāo)準(zhǔn)LTE。LTE的定義是長期演進，在為現(xiàn)代的手機及其他移動設(shè)備提供高速的數(shù)據(jù)通信手段，逐步實現(xiàn)全IP交換。
關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)的演進，簡單來說，在無線側(cè)體現(xiàn)為從GSM/CDMA/UMTS等向LTE發(fā)展，核心網(wǎng)側(cè)則體現(xiàn)為從電路交換向IMS發(fā)展。過去幾年，圍繞LTE語音曾經(jīng)出現(xiàn)過多種觀點、技術(shù)和演進路線。由于LTE標(biāo)準(zhǔn)不再支持用于支撐GSM、UMTS和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)下語音傳輸?shù)碾娐方粨Q技術(shù)，它只能進行全IP網(wǎng)絡(luò)下的封包交換。因此，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的部署，運營商需選擇VoLTE、CSFB、SVLTE、OTT等方法之一解決LTE網(wǎng)絡(luò)中的語音傳輸問題。
