VoLTE(Voice over LTE)는 말 그대로 LTE(Long Term. Evolution) 망에서 진행되는 음성통화입니다. VoLTE의 등장으로 우리는 고품질의 음성 통화, 풍부한 기타 기능들의 사용이 가능한데요. 최근 통신사는 5G망을 활용한 음성통화를 런칭중입니다. 5G는 흔히 NR(New Radio)라고 부르는데요, 이 이름을 따서 VoNR(Voice over New Radio)라는 이름으로 출시가 될 예정입니다. (출처 : RCRWireless News)
5G가 처음 등장했을 때를 기억하시나요? 원래 모든 통신사 관련된 서비스들은 얼리어답터가 될 수록 피곤해집니다. 아이폰 VoLTE 고정 사용법을 알아보며, VoLTE에 대한 자세한 이야기를 해보겠습니다.
음성통화 품질의 발전 : 2G to 5G
기억조차 나지 않는 2G 네트워크를 활용한 통화는 많은 소음과 소리의 왜곡을 동반했습니다. 2G 네트워크에서의 음성통화는 사실상 각 회선을 통해서만 통화가 이루어졌습니다. (CS Domain)
3G로 진화하며 AMR(Adaptive Multi-rate) Codec을 활용하게 되었고, 이를 통해 음성 품질이 개선되고 배경 소음이 혁신적으로 줄어들었습니다. 3G는 2G의 CS Domain을 사용할 수 있지만, OTT(Over the Top)를 통해서도 구현할 수 있습니다. (Skype가 QoS 요구사항을 충족하지는 않지만, IP를 활용한 통화기술을 구현했죠). 일반적으로 산에서 통화하면 기존 통화보다 조금 끊기고, 목소리가 선명하지 않은 경험을 할 수 있는데요, 그게 3G 음성 품질입니다.
4G(LTE)의 등장으로 HD Voice를 사용할 수 있게 되었으며, 지금 우리가 VoLTE라 부르는 선명한 음성통화를 사용하게 되었습니다. VoLTE로 넘어오며 크게 변한 것 중 하나는 통화가 연결되기까지 걸리는 시간입니다. 3G에서는 전화를 건 당사자가 두 세번의 “☎️ 따르릉” 소리를 듣고 나서야 받는 사람에게 신호가 울렸습니다. 하지만 VoLTE로 넘어오며 실수로 잘못 전화를 걸더라도 1초 내에 상대방에게 알림이 가는것을 확인할 수 있습니다.
5G에서의 VoNR이 사용화 직전까지 왔다고 합니다. 시범테스트를 진행중으로 알고있는데요, 3G에서 4G로 넘어갈 때의 혁신적인 음성 품질의 변화는 아마 느끼지 못할 것 입니다. 하지만, 더 많은 데이터에 대한 Uplink, Downlink가 보장되는 만큼 영샹통화의 품질이 급격히 올라가지 않을까 싶습니다.
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4G에서 VoLTE 기술을 구현하는 법
대한민국은 모두 VoLTE가 구현되어 있습니다. 하지만 조금 더 본질적으로 통신사들이 어떤 의사결정을 통해 서비스를 런칭하는 알아보기 위해 기술과 스펙에 대한 이야기를 해보겠습니다.
(아래 그림과 글은 Netmanias에 기고된 Leonardo Zanoni Pedrinid의 “Part-1: What happens when a user performs a voice call from an LTE/4G network? – Overview”를 참고하여 작성되었습니다.)
용어 설명
- GERAN (GSM EDGE Radio Access Network)
: GSM (Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 사용되는 2G(Second Generation) 무선 액세스 네트워크입니다. 아날로그 시스템에서 디지털 통신으로 전환하는 과정에서 등장하였으며 음성 통화와 데이터 전송에 사용됩니다. - UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network)
: 3G 네트워크에서 사용되는 무선 액세스 네트워크입니다. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크에서 음성통화와 고속 데이터 서비스 제공을 위해 사용됩니다. - EUTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)
: 4G 네트워크에서 사용되는 무선 액세스 네트워크입니다. LTE (Long-Term Evolution) 네트워크에서 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 데 사용됩니다. - eNodeB (Evolved Node B)
: LTE 네트워크에서 기지국을 나타내는 용어입니다. 기지국은 무선 신호를 단말(User Equipment)에 송수신하여 통신을 담당합니다. - MME (Mobility Management Entity)
: LTE 네트워크에서 이동성 관리를 담당하는 핵심 네트워크 요소입니다. UE의 인증, 위치관리, 서비스 요청처리를 담당합니다. - CS Core (Circuit-Switched Core)
: CS Core는 음성 통화를 위한 회선 교환 기능을 제공하는 음성 통화 네트워크입니다. 음성 통화 서비스에 대한 처리를 담당합니다. - PS Core (Packet-Switched Core)
: PS Core는 데이터 통신을 위해 패킷 교환 기능을 제공합니다. IP 기반의 패킷 전송을 처리하며, 데이터 서비스에 대한 처리를 담당합니다.
음성 통화 구현(Implementation)
LTE 네트워크(4G)에서의 음성 통화 구현을 이해하기 위해 기본적인 2G, 3G, 4G 네트워크 구성도를 읽어보겠습니다.
위 그림에서 볼 수 있듯이 LTE(EPC)에서 CS Core로 넘어가는 직접적인 링크는 없습니다. CS Core를 사용하지 않고 PS Core에서 동작한다는 것은, 순수한 IP기반의 서비스를 제공한다는 의미입니다. 미디어 게이트웨이가 연결되어 있지 않으므로, MME가 CS 호출이 불가합니다.
따라서, 이 구성도에 따르면 사용자 단말(UE, User Equipment)가 LTE망에 물려 있는 경우 우리는 음성 통화를 사용할 수 없습니다.
(이 구성도에서는 Skype와 같은 OTT서비스를 제외하고는 LTE에서 음성 서비스가 불가합니다.).
아래는 통신사업자가 택할 수 있는 음성 통화 구현 방법입니다.
- VoLGA(Voice over LTE via Generic Access) : 기존 2G, 3G망에 접속하고, 음성 서비스를 “패키징”하여 LTE 망으로 전송합니다.
- CSFB(CS Fall Back) : UE가 콜을 발신해야 할 때마다, 기존 네트워크 2G 또는 3G로 망을 전환합니다. 일반적으로 LTE 신호가 좋지 않은 경우 CS FallBack이 발생하고 있으며, 도심이나 빌딩숲에서 전화가 갑자기 안터지는 경험을 해보셨다면 CSFB을 경험하신 겁니다.
- VoLTE(Voice over LTE): LTE를 통해 음성을 생성합니다. 순수하게 IP-VoIP LTE를 사용하게되며 송수신하는 UE가 모두 voLTE를 지원해야합니다.
정리하자면, 국내외 통신사업자들은 VoLTE를 구현하여 LTE 이용자간의 선명한 음성통화를 지원합니다. 하지만 LTE를 사용할 수 없는 환경이거나, 지원하지 않는 단말의 경우 CSFB을 통해 3G 통화를 지원합니다.
5G 통화(VoNR)이 등장하더라도, 완벽하게 통화지원이 되지 않으면 EPSFB(LTE 망으로의 Fall Back)이 진행될 것으로 보입니다. 5G에 대한 보급률이 현 LTE 수준으로 올라오지 않는 한 당분간 계속 이렇게 운영이 될 것으로 보이며, 안정화 될 때 까지는 안드로이드, 아이폰 VoLTE 고정모드를 사용하는 것을 추천드립니다. 아무래도 Fall Back 이 된다고 하더라도 그에 따라 지연은 발생할 것이고, LTE와 5G망의 커버리지가 정확히 일치하지않기에 더욱 많은 Fall Back 이 발생할 것으로 예측합니다.