Czy VoLTE roaming ma jeszcze sens, skoro używamy WhatsApp?

  • BLOG

VoLTE roaming to najnowsza wersja roamingu głosowego dla klientów sieci komórkowych.

Jednym z najważniejszych czynników, który stanowi o sukcesie rozwoju cyfrowej telefonii komórkowej jest właśnie roaming międzynarodowy.

Klient używa własnego telefonu w dowolnym miejscu na świecie, komunikując się z innymi.

Tak prosta i ważna funkcja, pojawiła się wraz z nastaniem telefonii GSM (2G) i UMTS (3G), dlatego wydawałoby się, że powinna też być wdrożona w sieciach 4G (LTE) i 5G.

Czy tak jest?

Pierwsze sieci 4G pojawiły się już w 2011 roku, zatem dekadę temu.

Zdziwi Cię zatem fakt, że prawie żaden operator na świecie nie wprowadził jeszcze VoLTE roamingu dla sieci 4G.

Dlaczego tak się stało? Jakie stwarza to dla operatorów i klientów zagrożenia? Wytłumaczę ci to w artykule. Moim zdaniem zagrożenia są ogromne, bo operatorzy mogą stracić potężne pieniądze ze względu na wzrost popularności usług dostawców OTT (Over The Top) takich, jak np. WhatsApp czy Messenger.

Co to jest VoLTE?

Sieci GSM i UMTS mają w swojej architekturze oddzielne urządzenia do obsługi połączeń głosowych oraz oddzielne do przesyłu danych.

Najważniejszą zmianą w architekturze sieci 4G i 5G jest pozbycie się urządzeń dedykowanych do połączeń głosowych. Wszystkie usługi włącznie z głosem i video są oferowane tylko poprzez sieć przesyłu danych, Internetową.

W przypadku sieci 4G usługa połączeń głosowych i roamingu międzynarodowego miały być realizowane przez technologię VoLTE (Voice over LTE – Połączenia głosowe przez sieć LTE).

Miały być, ale jeszcze do niedawna nie były.

Warto zrozumieć, dlaczego tak się stało. Ta kwestia wyjaśni, dlaczego VoLTE roaming praktycznie dzisiaj nie istnieje.

Na początku wdrażania sieci LTE, nie było terminali obsługujących VoLTE. Logika wskazywałaby, że wraz z sieciami 4G naturalnie operatorzy powinni przełączyć wszystkie połączenia głosowe na VoLTE, ale przecież jeszcze miliony klientów używało telefonów 2G i 3G.

Operatorzy nie mogli ot, tak po prostu przestać oferować klientom połączeń głosowych 2G i 3G, a poza tym nie zbudowali jeszcze pełnego zasięgu 4G.

Rozwiązaniem była specjalna funkcjonalność o nazwie CSFB – CS Fall Back.

CS Fall-back

Zauważyliście zapewne, że kiedy używacie telefonu do przeglądania Internetu, w momencie, kiedy do Was ktoś dzwoni, telefon przełącza się do sieci 3G. To jest właśnie efekt działania funkcji CSFB. Telefon przełącza się do dedykowanej sieci do połączeń głosowych w paśmie 3G.

Wprowadzenie CSFB pozwoliło operatorom skupić się na budowie sieci 4G do obsługi szybkiego Internetu.

W konsekwencji, odłożyli na przyszłość realizację funkcji VoLTE.

To była strategia zaniechania, jak dalej zobaczycie ryzykowna strategia.

Moim zdaniem CSFB stał się główną przyczyną bardzo późnego wdrożenia VoLTE.

Zacznijmy jednak od poznania zalet VoLTE.

Zalety VoLTE i VoLTE roaming

  • VoLTE oferuje błyskawiczne zestawienie połączenia. W porównaniu z 2G i 3G połączenia są realizowane w parę sekund,
  • Działa razem z usługami data. Można jednocześnie rozmawiać i przeglądać Internet. W przypadku sieci działa albo głos, albo dane.
  • Dzisiaj, zasięg sieci 4G jest z reguły lepszy i większy niż sieci 2G i 3G. Operatorzy wykorzystują więcej pasm do budowy sieci 4G.
  • Ma funkcję przenoszenia połączenia głosowego pomiędzy LTE i Wifi, czyli współpracuje z VoWifi. O zaletach Wifi Calling mówiłem w podcaście.
  • Pozwala na dzwonienie na dowolny numer na świecie dzięki numerowi MSISDN. WhatsApp i Messenger tylko do osób zarejestrowanych w tych aplikacjach.
  • Oferuje dobrą, a nawet bardzo dobrą jakość połączeń głosowych. Najpierw wprowadzono kodery głosu jakości WB-AMR, a potem jeszcze lepsze kodery głosu EVS nazywane VoLTE HD. Osiągnięto dzięki temu jakość krystalicznie czystego dźwięku.

Żadne rozwiązanie nie jest jednak wolne od wad.

Wady VoLTE i VoLTE roaming

  • VoLTE roaming oparty jest o opłaty za połączenia. W zakresie opłat nie różni się ta usługa od roamingu głosowego na 2G i 3G. Różnice można za to poczuć, kiedy porównamy opłaty za usługi VoWifi lub z cenami usług OTT. Te ostatnie oferują połączenia za darmo niezależnie od miejsca dzwonienia.
  • W praktyce słaba jakość połączeń głosowych. Niebywałe prawda? Ze względu na słabą jakości międzynarodowych łączy interconnect’owych, wspomniana w zaletach super jakość kodeków WB-AMR i EVS nie wystarcza. To brzmi dość sucho i wymaga wyjaśnienia. Rozwinę ten temat dalej.
  • Klient musi zakupić telefon, wspierający funkcje VoLTE i to najlepiej u swojego operatora.
  • Terminale 4G muszą posiadać software przygotowany przez macierzystego operatora. Nie jest łatwo zapewnić działanie VoLTE na terminalu „z rynku”.

Jak działa VoLTE roaming, a tak naprawdę czemu nie działa…

Połączenia głosowe VoLTE, opierają się tylko o usługi przesyłu danych. Połączenia głosowe tak samo, jak inne aplikacje wymagają wyboru standardu środowiska programistycznego IT oraz sposobu komunikacji między serwerami.

Debata, jakiego rozwiązania użyć w ramach standardów 3GPP zajęła operatorom wiele lat. Nie mogli podjąć decyzji jaki rodzaj serwerów użyć do stworzenia platform 4G.

Kiedy ostatecznie podjęto decyzję o wyborze rozwiązania IMS (IP Multimedia Subsystem) na standard (początek lat 2008-2010) nie była to już najnowocześniejsza technologia. Wybór ten był efektem kompromisu między dostawcami i operatorami.

Po latach, oceniam tę decyzję jako jeden z dwóch podstawowych błędów środowiska operatorów komórkowych.

Wybór IMS oraz bardzo skomplikowane standardy 3GPP, doprowadziły do pojawienia się o wiele bardziej zwinnej konkurencji w tym zakresie.

I tak, przykładowo, Facebook, stosując nowoczesne, szybkie w implementacji rozwiązania bazujące na otwartych interfejsach (OPEN API) w środowisku Java na serwerach oraz aplikacjach w smartfonach, skutecznie zagroził usługom głosowym operatorów.

Jakby tego było mało, standard techniczny dotyczący roamingu międzynarodowego, od samego początku nie był przemyślany.

W sumie stworzono dwie wersje standardu, żeby ostatecznie uprościć rozwiązanie.

Skuteczna zmiana sposobu realizacji technicznej zajęła środowisku operatorskiemu kilka lat.

Rozwiązania techniczne VoLTE roaming

Połączenie operatorów pomiędzy systemami IMS (3GPP Rel. 11)

Według pierwotnego założenia standardów 3GPP, połączenie pomiędzy dwoma zagranicznymi operatorami miało odbyć się na poziomie platform IMS.

Platformy IMS miały komunikować się ze sobą i sterować połączeniem głosowym klienta za granicą.

Pomysł był ciekawy, ale jak już wcześniej wspomniałem, nierealistyczny.

Operatorzy nie musieli wdrażać platform IMS, ponieważ mieli alternatywę w postaci połączeń głosowych na 2G i 3G poprzez CSFB.

Do dzisiaj, niektórzy operatorzy, nie wdrożyli usługi VoLTE.

Standard, mimo że był supernowoczesny, nie był absolutnie dostosowany do realiów.

Nie było wyjścia, 3GPP musiało szukać alternatywy.

Znaleziono rozwiązania oparte o pomysł zrealizowany przez dostawców usług OTT.

Połączenie operatorów przy użyciu standardu S8HR (S8 Home Routed)

Co zatem zmieniono? Pozbyto się konieczności wdrożenia platformy IMS u obydwu operatorów.

Zminimalizowano wymóg współpracy między platformami IMS, których po prostu w wielu przypadkach nie ma.

Teraz tylko operator, który chce oferować VolTE roaming swoim klientom musi mieć platformę IMS.

Operator, w odwiedzanym kraju, musi tylko włączyć komunikację poprzez sieć danych na interfejsie S8 do platformy IMS.

Interfejs S8 używany jest do zapewnienia roamingu danych między operatorami. W przypadku VoLTE roaming używa się dedykowanego APN-IMS.

Jaki jest wniosek z tej historii?

Tworzenie skomplikowanych standardów 3GPP dało tylko pole do rozwoju dla dostawców usług internetowych OTT.

Czy dzięki nowemu standardowi S8HR operatorzy mogą wdrażać bez przeszkód VoLTE roaming? Popatrzmy na statystyki.

Usługi VoLTE roaming na świecie

Jaki procent operatorów na świecie wdrożył usługę VoLTE roaming?

Statystyki dotycząca VOLTE i VOLTE roaming nie wyglądają najlepiej (GSA Październik 2020):

  • 750 operatorów na 200 rynkach wdrożyło LTE
  • usługi połączeń głosowych z użyciem VoLTE wdrożyło około 230 operatorów na 100 rynkach świata
  • VoLTE HD, czyli VoLTE w jakości HD (Kodek EVS) wdrożyło około 104 operatorów
  • tylko około 40 operatorów wdrożyło VoLTE roamingu. Wszyscy w oparciu o standard S8HR.
Udział VoLTE roaming na rynku operatorów LTE
Udział VoLTE roaming na rynku operatorów LTE

Czy to nie jest dramat? Tylko 5% operatorów przygotowała się do obsługi roamingu głosowego w sieciach 4G.

Kto w Polsce oferuję usługę VoLTE roaming w 2020 roku?

Żaden operator nie oferuje komercyjnie tej usługi.

Co więcej, nie każdy operator ma rozwiązanie VoLTE. Plus nie oferował komercyjnie VoLTE aż do 23.12.2020. Orange, Play i T-Mobile stosują połączenia VoLTE w Polsce.

Jest nowy standard S8HR. Czy to wystarczy, żeby operatorzy wdrożyli roaming? Czy już wszystkie bariery zostały pokonane?

Niestety, sytuacja jest dużo bardziej skomplikowana. Przeszkód jest więcej.

Problemy z implementacją i testowaniem VoLTE roamingu

W przypadku testowania usług roamingu głosowego 2G czy 3G operator miał bardzo prostą procedurę.

Operatorzy wymieniali się kartami SIM i łączyli swoje sieci poprzez linie transmisyjne dedykowane do połączeń głosowych.

Potem, wzajemnie testowali usługi na kartach SIM i upewniali się, że wszystko działa. Taki proces był prostym zadaniem i mogli go wykonywać nawet praktykanci.

W przypadku VoLTE roamingu doszło do tego procesu dużo więcej ustawień po stronie obu sieci operatorów.

Przed rozpoczęciem procedury testowej operatorzy wymieniają się 30 pytaniami z różnych obszarów sieci i muszą zapewnić ich techniczne spełnienie.

Pamiętajmy, że w VoLTE nie używa się już dedykowanej sieci do połączeń głosowych, trzeba zatem zestawić połączenie poprzez sieć Internetową i dodatkowe urządzenia I-SBC – (Interconnect Session Border Controller).

W takim scenariuszu do wykonania testów nie wystarczy już praktykant. Trzeba zaangażować do procesu ekspertów. To komplikuje, podraża i wydłuża procedurę.

Jakby tego było mało, pojawił się kolejny, ogromny problem, jakim są skomplikowane ustawienia techniczne w telefonie.

VoLTE a ustawienia w smartfonach – IMS settings

Na liście producentów urządzeń wspierających 4G/VoLTE jest już około 2983 urządzeń (Październik 2020). 82% to terminale, smartfony. Pojawiło się już też około 85 urządzeń 5G wspierających tę funkcję.

Usługa VoLTE na bazie platformy IMS jest bardzo skomplikowaną technicznie usługą. W ustawieniach parametrów w telefonie, dedykowanych dla każdego operatora jest ponad 100 parametrów do ustalenia i ustawienia.

Problem jest tak duży, że organizacja GSMA stworzyła centralną bazę danych (NSX), poprzez którą operatorzy i dostawcy terminali mogą wymieniać się aktualnymi ustawieniami. Obecnie zarejestrowanych jest w niej 200 producentów.

GSMA liczy obecnie na udział operatorów.

Jeżeli zatem do skomplikowanej procedury ustawień po stronie sieci operatora dodamy kwestię ustawień w setkach różnych typów telefonów, to mamy gotowy przepis na wielki bałagan.

Nie muszę chyba nic dodawać, żeby pobudzić waszą wyobraźnię i współczucie dla pracowników operatorów komórkowych.

To istne piekło technologiczne i następstwo zbyt skomplikowanych standardów 3GPP.

Życie nie lubi próżni a klienci braku rozwiązań na ich potrzeby. Kto zatem zyskał na tym tetrisie?

Kto zyska na złej sytuacji z VoLTE roaming?

Tam, gdzie jest rynek na usługi, tam zawsze jest konkurencja. Nie inaczej jest z rynkiem operatorów komórkowych.

Już od wielu lat depczą po piętach komórkowcom dostawcy usług OTT. Znacie ich z platform WhatsApp, Messenger, Viber i wielu, wielu innych.

Ci dostawcy mają potężne narzędzie w swojej ofercie. Lubiane, bezpłatne i dobrze oceniane usługi głosowe:

  • Brak opłat za wykonywanie połączeń do innych członków platformy. Hm, WhatsApp i Messenger mają bazę około 2 miliardów osób 😉
  • Wyśmienitą jakość połączeń głosowych. Wynika to z faktu stosowania bardzo dobrych kodeków głosowych oraz kontroli nad transmisją danych między swoimi serwerami. Oba te parametry są kluczowe dla jakości połączeń.
  • Łatwość wprowadzania zmian w aplikacji na smartfonie. Nie wymaga to panowania nad skomplikowanymi standardami telekomunikacyjnymi. Wystarczy kreatywność programistów i znajomość upodobań klientów, które OTT znają bardzo dobrze.

Można dodać jeszcze parę innych zalet, ale te wręcz druzgoczą operatorów. Przewaga technologiczna i procesowa jest spora.

Z wad natomiast należy wymienić brak możliwości realizacji połączeń na numery alarmowe 112 i brak legalnego podsłuchu dla służb specjalnych.

Czemu dostawcy OTT mają oto dbać, skoro prawnie ich te obowiązki nie dotyczą i cały czas realizują je operatorzy komórkowi?

Do realizacji połączeń na 112 wystarczy sieć 2G i 3G.

A wspominałem już, że operatorzy do tego jeszcze sami sobie stworzyli dodatkowe bariery? Nie? Poczytajcie zatem o kolejnych niespodziankach.

Fatalna jakość połączeń zagranicznych i w roamingu zagranicznym. Znacie to z doświadczenia?

Jestem przekonany, że każdy z was to odczuł na własnej skórze.

Kupujecie nowoczesny telefon. Sprzedawca zapewnia was, że połączenia głosowe będą wyraźnie. Będziecie słyszeli swojego rozmówcę jakby stał obok was. Kupujecie telefon.

Wychodząc z salonu, pełni entuzjazmu dzwonicie do kogoś znajomego za granicą i nagle konsternacja.

Nic prawie nie słychać, nie możecie zrozumieć rozmówcy. Po prostu dramat.

Operatorzy w takiej sytuacji tracą na wizerunku, bo kliencie taką sytuację kojarzą ze złym zasięgiem sieci.

Wiecie, dlaczego tak się dzieje? Głównym winowajcą w przypadku realizacji połączeń głosowych pomiędzy operatorami zagranicznymi jest sposób realizacji usług interconnect’u.

Ten problem najlepiej wyjaśni prosty rysunek.

VoLTE roaming, interconnect
Zasada działania interconnect’u

Operator A, powiedzmy w Polsce podpisuje umowę na połączenie z operatorem B w USA. Operator A stara się kupić jak najlepsze łącze, ale za jak najniższą stawkę. Podobnie robi operator B.

W końcu zależy im na jakości usług własnych klientów i niskich opłatach klienta.

Problem polega na tym, że pomiędzy tymi dwoma operatorami jest sieć dostawców Interconnect’u. Sieć, której Operator A i Operator B nie znają. Podpisują umowę tylko z pierwszym dostawcą, podłączonym bezpośrednio do swojej sieci.

Źródłem zarobku dostawcy Interconnect’u jest marża z hurtowej sprzedaży minut za połączenia głosowe. Dostawca Interconnect’owy szuka partnerów, z którymi może się wymienić ruchem hurtowym po jak najniższej cenie.

I tu tkwi sedno sprawy. Niższą cenę za łącza międzynarodowe można otrzymać tylko za niższą jakość. Kropka.

Twarde prawa rynku. Wyższe zarobki, niższe koszty, a cierpi na tym jakość i klient.

A kto na tym wygrywa? Dostawcy aplikacji OTT, którzy używają w 100% tylko łączy Internetowych pomiędzy swoimi serwerami i nie korzystają z usług Interconect’u głosowego.

Smutny i bolesny dla operatorów i klientów fakt. I tak niestety pozostanie jeszcze przez wiele lat. Przykro mi to pisać.

To nie jest koniec złych wiadomości. Operatorzy mają w planach wyłączenie w przyszłości sieci 2G i 3G.

Pasmo radiowe potrzebne dla sieci 4G i 5G powoduje konieczność wyłączenia sieci 3G i 2G

Operatorzy komórkowi walczą o dostarczenie jak najszybszego Internetu szerokopasmowego na terenie całego kraju.

Im większa jest ilość użytkowników Internetu oraz im szybszy operator chce zaoferować Internet, tym więcej potrzebuje pasma radiowego. Tu działają prawa fizyki.

Już kilka lat temu właściciele sieci zaczęli przekształcać pasma dedykowane do sieci 3G (pasmo 2100 MHz) i 2G (pasma 800 MHz i 900 MHz) na potrzeby sieci 4G.

Zobaczcie jak przedstawiają swoje plany:

Rok2G3G
20183% 
2019 4%
2020  
20219%7%
202222%19%
20239%11%
2024 4%
2025 7%
Brak planów57%49%
Zamykanie poszczególnych sieci – predykcje operatorów – ankieta (Source: Wholesale Roaming 2020. ROCCO Research)

Jak widać, w przeciągu najbliższych 5 lat, połowa sieci 2G/3G może przestać istnieć.

Na pierwszy rzut oka można by rzec, sprawy nie ma. W praktyce jednak jest.

Jako przykład mogę podać przypadek najbliższego sąsiada Polski, czeskiego operatora, który zapowiedział wyłączenie sieci 3G w 2021 roku.

Jak w takim kraju realizować zatem usługi roamingu głosowego? Czy pozostaje zatem tylko sieć 2G ze słabą jakością?

A może oznacza to, że za 5 lat usługi głosowe w roamingu zagranicznym będą oferowane tylko dzięki aplikacjom OTT? To pokaże czas, ale dokładnie tutaj jest wspomniane na początku przeze mnie ryzyko dla operatorów komórkowych.

W czyich rękach jest zatem przyszłość połączeń głosowych w roamingu?

Jak widać, już niemalże gołym okiem, liderem innowacji w świecie technologii komórkowych nie są już operatorzy, ale dostawcy usług i aplikacji OTT.

Kilkanaście lat temu byli tylko operatorzy komórkowi i kablowi. Dzisiaj są też dostawcy usług OTT. Wyrosła nowa konkurencja i to dużo bardziej nowoczesna konkurencja.

Operatorzy toną, dosłownie toną w morzu problemów wynikających ze zbyt skomplikowanych standardów, które sami wiele lat temu sobie stworzyli.

Operatorzy się jednak nie poddają i zwiększają wysiłki, żeby zbudować bazę usługi VoLTE roaming, mimo tak wielu trudności.

Za 3-4 lata większość operatorów powinna mieć w swoim pakiecie gotowe produkty.

Tak wyglądają plany operatorów na wdrożenie VoLTE roamingu (Source: Wholesale Roaming 2020. ROCCO Research):

RokPlanowane uruchomienie VoLTE roaming
201915%
202023%
202146%
202212%
20234%
(Source: Wholesale Roaming 2020. ROCCO Research)

Ta statystyka wygląda żle, a moim zdaniem mało realnie.

Wkrótce pojawią się sieci 5G, a w ramach nowej generacji, połączenia głosowe będę wspierane przez nowy standard o nazwie VoNR (Voice over New Radio). Nowa komplikacja prawda?

Czy sytuacja jest aż tak dramatyczna? Tak, ale tylko dla operatorów, nie dla klientów.

Sieci 2G i 3G nie znikną tak od razu, zatem są alternatywy dla klienta.

Tam, gdzie jednak nie będzie sieci 2G i 3G, można posiłkować się połączeniami głosowymi poprzez Wifi – VoWifi. To wymaga jednak zasięgu jakiegokolwiek Wifi, a wiadomo, że nie wszędzie jest sieć Wifi.

Obawiam się jednak, że dla operatorów sytuacja nie poprawi się, nawet jeżeli wdrożą pełną siatkę połączeń VoLTE roaming.

Do tego czasu klienci w znacznym stopniu mogą przejść na bezpłatne połączenia OTT, a to by oznaczało utratę przez operatorów dużej części rynku połączeń zagranicznych i roamingowych.

Klient, będzie zadowolony, a operator nie do końca.

Nadzieja umiera ostania, zatem mam nadzieję, że:

Po pierwsze, mam nadzieję, że wyjaśniłem wam trudną sytuację z usługami VoLTE i roamingiem.

Mam jeszcze większą nadzieję, że operatorzy, zrozumieją jak wielki błąd popełnili, zaniechując wczesnego wdrożenia usług VoLTE. Jest szansa, żeby to naprawić a tym bardziej nie dopuścić do podobnych błędów przy wdrożeniu VoNR.

Ostatnią nadzieję pokładam w tym, że zostanie wyciągnięta nauka ze stworzenia „standaryzacyjnego potworka” VoLTE roaming. Może uproszczone zostaną skomplikowane standardy 3GPP dla technologii 5G i 6G.

A Wam życzę, połączeń głosowych jak najlepszej jakości i z jak najniższymi opłatami.

Widzimy się i słyszymy w kolejnym poście.

Jeżeli macie jakieś pomysły, o czym mógłbym kolejnym razem napisać, podzielcie się swoimi pomysłami i potrzebami w komentarzach lub w mailu do mnie.

Trzymajcie się.

  • Jeśli podoba Ci się tekst – podziel się nim ze znajomymi.
  • Zostaw proszę komentarz. Dla mnie to źródło wskazówek.
  • Możesz śledzić mnie na LinkedIN i Facebook.