> 设备/用户：外环定义所有设备和用户，从基本语音用户/设备到更高级的语音AR/VR应用程序/设备或机器人。
应用程序是架构中最通用的组件。它们可以由不同的实体提供，复杂程度各不相同，并支持不同的设备。应用还可以驻留在不同的层，并嵌入物理或虚拟基础设施中。
未来语音架构将具备很多新的特征。新技术也预计将带来许多好处，包括虚拟化、云原生、网络即代码。安全性和信任、路由和API方面的增强将提高网络效率并提供增强的功能。动态服务和路径发现为新服务和新类型的服务提供了机会，其中许多服务将具有语音组件。
第一部分 向高度安全的未来语音网络基础设施演进
网络功能将继续向容器化云计算过渡。这些容器化网络功能将受益于容器技术和云技术的成熟，以及容器化功能本身的成熟。支持语音的网络功能将遵循容器化云原生应用的更大行业路径。预计将有重大改进的几个关键领域包括多集群管理和安全性。在当今的云技术中，管理多个集群非常复杂，涉及各种工具，通常需要定制并与手动程序相结合。当前的行业趋势是使用容器编排操作员来帮助实现与多集群管理相关的自动化。提高安全性是一个持续的过程。任何未来的通信网络都需要应对日益增加的威胁和恶意攻击。通信和信息具有敏感和专有性质。因此，每个新的网络部署都面临着隐私、为客户提供安全的通信方式、运营弹性和法规遵从性等挑战。通信安全网络有两个主要方面。一个方面涉及出于隐私、敏感性和监管原因保护客户数据。另一个方面涉及保护网络本身免受入侵和攻击，这些入侵和攻击可能会削弱网络的功能。3GPP继续增强网络安全，包括用于入侵和威胁管理、云访问安全和访问控制的AI/ML) 驱动的威胁分析等领域。此外，正在开发新的数据丢失预防方法和增强功能。随着新技术的引入以支持未来的语音服务，新的部署环境将需要相关的安全工具和功能，以减轻新的和现有的安全威胁。除了预期的容器化应用程序整体安全态势改进之外，安全改进趋势还集中在使安全性更易于管理（机密管理、基于角色的访问控制 (RBAC) 配置）。容器化网络功能也有望继续发展成为完全云原生的应用程序，从而获得云规模和性能的优势。完全云原生架构将允许在本地云或利用公共云中无缝部署网络功能，以最符合商业意义的方式为准。即使网络功能继续向容器化云计算过渡，也会存在例外情况，即专用的非云物理基础设施可能会带来好处。它可能由安全性、业务功能或更适合专用非云硬件的应用程序功能（例如转码）驱动。需要集成云和物理环境。
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白话VOLTE各部分之IMS/SIP/SDP
通过API能够轻松开发集成到分散通信服务中的新应用程序，以及能够快速为应用程序分配不同的网络QoS级别，对于未来的语音服务非常重要。网络即代码是一种简化网络功能的方法，使它们成为分布式服务链的一部分，同时保持对公开网络功能的安全访问。这些服务链在本地优化关键任务功能，同时提供大规模的全球访问。例如，传输应用程序可以使用包含位置服务、托管云和流量数据库的服务链。服务链可以视为软件开发工具包 (SDK)，使开发人员能够使用网络和运营服务公开的 API 来创建更高级别的应用程序。使用这些SDK意味着应用程序开发人员不需要专门的网络或运营知识来创建需要保证连接的应用程序。API提供对特定于资源的服务级别协议 (SLA) 的访问，并通过在开发人员熟悉的级别提供控制功能来支持应用程序开发人员。尽管基于网络的API已经存在一段时间了，但它们提供的功能有限，需要应用程序开发人员具备相当多的网络知识才能创建有用的应用程序。网络即代码提供的SDK为网络提供商提供了信心，确保所公开的网络功能不会受到未经授权的访问。同时，网络即代码体验允许开发人员安全访问：
> 通信服务API。
> 网络 API，包括用于QoS和传感的API。
> 运营服务和SLA API。
> 数据框架，使数据生产者能够与数据消费者（例如AI应用程序）共享数据。
网络即代码的设计考虑到了应用程序开发的简易性和可编程性，同时还确保了网络安全。这种差异将使来自网络运营商、企业和OTT社区的新开发人员和多样化开发人员能够更多地访问和使用API。这为新应用程序和服务（如本文档其他地方描述的应用程序和服务）开辟了可能性。
第五部分，服务/应用/功能发现和互操作性
可以在IMS DC中引入应用发现过程，以协商两方或多方之间的应用功能/偏好。在握手共享有关端点功能和偏好的信息后，可以选择一个或多个应用，并创建通信通道，以允许最终用户使用他们喜欢的应用进行功能丰富的通信。用户和终端设备可以完全控制应用偏好。可以根据每个用户的需求和设备功能动态修改偏好。用户还可以进一步定义应用功能偏好，以包括他们自己的应用专有参数。可以设想，这种发现和应用选择的灵活性允许最终用户根据成对的偏好和功能协商功能丰富的应用。将这种灵活性嵌入IMS DC中，允许传统电信提供商向其他应用提供商提供互操作性。成功协商后，电信提供商可以管理连接的QoS、更新应用或提供其他支持。如果协商未能找到合适的应用，电信运营商可以提供一些基本的语音和视频支持的组合。
第六部分，寻址和互操作性
到目前为止，基本语音和消息服务才是真正可互操作的服务。为了普遍识别语音服务端点，E.164中描述的分层和基于假名十进制数的方案已用于可互操作寻址。E.164通常假设号码由国家监管机构或类似机构分配。但是，也有一些例外（例如，全球卫星服务、非地理分配、800服务号码和一些移动号码覆盖）。E.164是在电路交换交换机的早期开发的，并在逐步过渡到分组语音服务的过程中为行业提供了向后兼容性。目前，E.164编号方案仍在大多数网络上广泛使用，包括所有基于IMS的VoLTE 网络、大多数机器对机器 (M2M) 通信和一些物联网设备。然而，随着物联网设备和M2M通信的迅猛增长，E.164编号方案没有足够的地址空间来支持所有应用程序/设备。此外，迄今为止，直接VoLTE互通的部署一直受到限制，并且基于 E.164 编号。在过去几十年中，出现了许多创新和新的语音通信服务。然而，这些服务大多不使用基于E.164的标识符（TEL URI）来路由用户的通信，大多不兼容，并且互通程度极低或根本没有互通。为了使未来的语音服务成为下一代的主导通信方法，它将需要利用非基于E.164的路由方法。例如，SIP地址可以与名称和域一起使用，而不是数字，并使用前缀来标识目的地。尽管目前在IMS中使用电话通用资源标识符，并且它们是SIP地址的一种形式，但它们使用固定格式，重点关注E.164号码作为地址的一部分。鉴于其在行业内的主导地位，IMS可能将成为未来语音服务的基线。因此，IMS将需要发展以适应非E.164寻址用户和路由服务的方式。为实现这一目标，预计将进行多项改进。越来越多地使用基于DNS的路由允许灵活地随时随地在任何设备上定位用户。这可以包括非基于TEL URI的寻址方案。无论使用哪种寻址和路由方案，号码或身份的可移植性仍将是必需的。从互通的角度来看，将继续需要跨不同运营商和不同身份方案的支持。端到端服务控制和路由也将成为要求。
第七部分，固有语音支持
当蜂窝网络首次开发时，语音服务与核心网络集成在一起。最近几代将语音网络与底层分组网络分开，因此存在许多实施复杂性、架构变化和互通问题，导致部署延迟和成本。这需要加快语音支持的解决方案，这些解决方案主要结合了某种形式的回退到早期的底层语音网络。虽然加快了对语音的支持，但回退存在许多问题，延迟了新服务的采用。其中包括：
>语音呼叫正在进行时，新一代服务不可用。
>设备和网络对语音的混合支持使用户感到困惑，他们不知道他们“呼叫”的人是否支持他们正在尝试的新服务。这导致接受速度缓慢和陷入困境。
>必须保留旧设备和频谱分配才能支持回退。
为了避免因缺乏语音服务网络和支持未来语音服务的设备而导致的潜在服务缺口，未来网络从一开始就应该固有地支持语音，即使计划分阶段推出服务。网络运营商需要在未来语音服务和未来语音网络推出的同时支持现有语音。这将包括与语音相关的所有监管要求和服务。因此，所有能够使用未来语音网络的语音设备都需要从一开始就支持现有语音服务，即使未来语音网络很少（如果有的话）具有高级功能。只有当网络和设备都具备未来语音服务能力时，才会指示未来语音服务支持。任何所需的支持服务或启用支持服务的文档都需要在支持未来语音服务的第一批商业网络可用之前到位，以支持过渡。这包括足够的信息以允许开发支持后台系统（包括计费和漫游）。因此，行业必须定义和实现允许网络间漫游的功能。这将需要支持这样一种场景：即使家庭网络不支持未来语音服务，具有未来语音服务功能的设备也可以使用未来语音服务进行漫游。虽然后备功能可能是必要的，但它应该仅作为最后的手段来应对未来的语音网络故障或其他灾难场景。
第八部分，信任和安全
未来的语音网络在提供和使用语音服务和基于语音的应用程序相关的所有安全维度上都提出了许多安全挑战。这是本文档其他地方描述的网络基础设施安全性的补充。这些包括语音会话中涉及的各种用户和服务提供商之间的身份、身份验证、访问控制、机密性和隐私性、完整性、不可否认性和可用性等维度。与这些维度相关的是在整个生态系统中建立双边和多边信任。这是确定生态系统中哪些实体（例如，人类和机器用户、服务提供商和应用程序）应遵循政策规范来建立语音服务连接、交换信息并通过这些连接进行交易的过程。信任包括在用户、服务提供商和第三方信息源之间呈现身份和信任特征信息。以下是预期的未来语音网络的一些关键特征以及它们对某些安全服务和信任特征提出的挑战。
设备、数据通道、语音应用程序和VoIP服务的分解
新一代语音网络可能具有不同的设备、应用程序、凭证提供商、数据通道提供商和语音服务提供商的排列组合。这意味着用于验证语音服务的凭证可能与设备用于向数据通道提供商验证的凭证不同。到语音服务提供商的数据网络路径也可能延伸到公共网络。因此，数据通道提供商仅部分负责该路径的可用性，而公共网络本质上是不可信的，可能需要在应用程序和语音服务提供商之间提供额外的安全服务（加密、拒绝服务保护等）。语音服务提供商可能还需要与用户进行自己的身份验证和设备/应用程序注册过程，而不必与数据通道提供商建立帐户和注册。
网络到网络接口迁移到云
随着IP基础设施迁移到云，运营商之间的网络到网络互连 (NNI) 接口将从专用IP网络交叉连接/静态网络配置转变为基于云的动态虚拟接口。这一变化引入了新的安全要求，例如确定基于云的对等方的身份、验证该对等方的网络功能、使用云驻留凭据建立安全关联以确保机密性和完整性，以及执行数据流和服务级别。它还可能添加新的策略要求，例如虚拟专用网络 (VPN) 或应用程序级身份验证、执行信令和媒体访问控制的方法以及数据包流监管。
人类用户和非人类应用程序之间的实时通信增加
人类用户和非人类业务应用程序之间的语音通信越来越多，这些应用程序正在获得更复杂的对话语音功能。尽管在支持语音通话中建立人类双方之间的信任关系方面已经取得了重大进展，但仍有改进的空间。在语音通话中引入非人类语音应用程序为双方建立和确保信任关系增加了另一个维度。需要研究新的或增强的方法来验证一方的身份——以及共享信任信息、意图和通信目的——以解决信任关系中当前和未来的差距。
第九部分，接入无关
未来的语音服务产品和服务请求是抽象的，因此网络实施可以以多种方式配置，甚至跨多个提供商。它应该提供跨多种接入技术和服务场景的融合体验，包括无线和有线网络，以确保一致的消费者体验。未来的语音架构应该包括新兴服务和应用创新。如果接入网络可以支持所需的关键性能指标 (KPI) 并具有商定的SLA，则接入和边缘网络需要支持从一个接入到另一个接入的服务移植，以便用户设备/体验可以在所有操作场景中继续。
随着新引入的技术，网络的接入和边缘组件也应该支持足够的联合和共享。关键服务、开放API和计算网络共享将增加对接入层和边缘层的新安全和隐私解决方案的需求。
第十部分，未来语音架构及业务举例
上述例子中的主角是Alice。她开着高科技房车从一个地方到另一个地方旅行，并与她的工作、家人和朋友保持联系。她作为旅游导游的工作是前往不同的国家公园，并为客户提供实时AR/VR虚拟旅游（时髦的旅游博主）。
> 她的高科技房车：
* 如果 Alice 在房车上或周围，则为她提供连接。
*可以智能连接到任何类型的接入网络。
*配备用于远程医疗的物联网传感器。
> 她的 AR/VR 套装。
> 她的移动设备可以支持多种访问（例如，卫星访问和常规移动访问）。
> 她的物联网传感器用于远程医疗应用。
如果接入网络允许的话，Alice可以执行每个应用程序，包括AR/VR、沉浸式远程呈现、远程医疗、语音、视频、消息传递等。Alice可以使用超级应用程序来管理它的所有应用程序需求。
Alice 的主要通信需求是：
1. 联系她联系人列表中的人，包括：
a. Alice 的家人Bob，由提供一般移动服务的应用程序/服务提供商 B 提供服务。
b. Alice 的医生Carol，由提供具有IoT传感功能的远程医疗服务的应用程序/服务提供商C提供服务。
c. Alice的旅行社经理David，由为其客户提供高级实时AR/VR服务的应用程序/私有核心D提供服务。
d. Alice的另一个兄弟Edward，他的智能手机丢了。
2. 出于其他目的联系其他人：
a. 被联系进行人类行为研究公司提供的研究。
b. 预订房车公园。
以下是未来语音网络核心提供的一些假设、基本功能和要求：
>所有用户都可以由不同的服务提供商和应用程序提供服务。
>不同网络的用户之间以及不同层级的网络和应用程序之间应该存在信任和身份验证。
>所有不同的提供商都能够通过用户的全球可路由身份与用户通信。
>在服务提供商之间，互连安排的连接是彼此之间或通过第三方运营商建立的。
>所有应用程序都可以使用开放API根据访问SLA安排向其访问服务提供商（例如，移动核心服务提供商、光纤接入提供商）请求和协商QoS。以下用例以IMS或其他协议作为控制信令，它可以根据各个应用程序/会话所需的QoS动态调用或更新通信。
1）Alice向她的经理David拨打AR/VR电话，使用沉浸式远程呈现会话为她的客户提供虚拟游览体验：Alice 使用她的应用D联系David，在David的公司地点与客户进行预先安排的AR/VR会话。他们使用未来语音服务建立连接并使用IMS数据通道（由IMS或其他控制信令控制）激活David旅行社提供的沉浸式远程呈现会话。在使用远程呈现进行初始演示之后，所有客户都可以使用他们的AR/VR耳机在国家公园体验虚拟体验。Alice再次使用未来语音服务控制通道 (IMS) 更新数据通道连接以支持AR/VR。然后，Alice将带领AR/VR虚拟游览国家公园。
2）当访问和QoS允许时，Alice向其家人 Bob拨打AR/VR电话：Bob在Alice乘坐房车旅行时呼叫她。当Bob呼叫Alice时，他正在使用未来语音服务应用程序发现功能，该功能确定Alice和Bob都可以使用应用程序B进行通信。当通话开始时，Alice和Bob都有足够的带宽来建立AR/VR连接。
3）当Alice的带宽有限时，Alice向Bob发出语音呼叫：继续上述用例，在通信会话继续进行的同时，Alice正驾车前往山区一个偏远地区，那里的蜂窝覆盖带宽较低。当未来的语音服务检测到这种情况时，连接的控制通道将启动更新会话，将AR/VR会话修改为语音/视频会话，并在覆盖范围继续下降时切换到语音呼叫。当Alice停放房车并开始徒步旅行时，她通过房车进行的通信无缝切换到她的移动设备，该设备也具有卫星功能。徒步旅行一段时间后，Alice不再能够接收到任何蜂窝覆盖，Alice的设备会自动启用卫星连接。Alice可以继续使用卫星进行语音通信而不会中断。
4) 当访问和QoS允许时，Alice与Carol进行远程医疗语音呼叫：Alice一年中大部分时间都在路上，因此她使用远程医疗服务建立了例行检查和病人就诊。她的房车配备了远程医疗传感器。Alice正在与她的医生Carol进行预定的虚拟健康访问。Alice在她的RV中与Carol医生进行了基本的视频通话，请求启用远程医疗应用程序。应用程序发现过程将呼叫路由到支持远程医疗应用程序的应用程序C。Carol医生回应。在初次交谈后，Carol 医生和她的护士启用了远程医疗传感器应用程序。在Carol医生的语音和视频指导下，Alice连接到她的RV中配备的传感器。Carol医生启动远程医疗生物检查并更新数据通道连接以支持听诊器和耳镜等传感器所需的QoS。Alice的所有生物数据和检查数据将持续传输给Carol医生。
5)使用支持AR/VR的远程呈现应用程序预订RV公园：Alice计划为她的下一次旅行预订RV公园。她首先使用RV公园的全局标识符与RV公园建立基本连接。建立连接后，在Alice的许可下，使用IMS数据通道调用房车公园的应用程序。然后，Alice使用房车公园的应用程序启用房车公园设施的 AR/VR 虚拟游览。在建立连接期间，在Alice端建立了修改后的QoS，以支持虚拟游览的AR/VR连接的QoS会话。
6)QoS和服务发现用例：Alice和Bob正在进行常规语音/视频通话，并决定接受一家为游戏玩家进行健康行为分析的健康/行为研究公司的请求。他们开始常规语音/视频通话，然后使用在特殊应用程序上运行的最新AR/VR功能添加游戏。控制通道启动游戏和 AR/VR 应用程序所需的QoS更新。同时，他们建立连接，以允许研究公司使用多感官通信远程收集他们的生物状态。所有QoS要求都可以通过初始语音/视频控制信令（例如NEF、DC 信令或研究公司E的第三方呼叫控制）进行控制。此QoS安排还可以根据用户的偏好在通话中更新，或基于应用程序、环境或其他因素（例如不同的应用程序）的更新，使用语音建立信令作为所有应用程序的控制信令。
7)
紧急呼叫：Alice在徒步旅行中迷路了。她用手机拨打了紧急呼叫电话，根据Alice的位置，紧急呼叫系统使用增强呼叫功能向Alice发送指示。Alice遵循指示。然而，在某个时候，蜂窝信号变弱，呼叫切换到卫星。在保持连接的同时继续通过语音将Alice引导到安全的地方。
以上示例演示了以下未来语音功能的使用：
最后，总结陈词部分，
IP云应用使语音服务与其他服务的界限变得模糊，这种现象将变得更加明显。未来在IP云和IP网络上运行的语音应用将与底层数据连接具有不同程度的集成，并与公共语音网络具有不同程度的互通。未来的语音架构需要适应未来各种语音应用，可能会将以下功能确定为重要支柱：
> IMS 一直是实现运营商语音支持现代化的重要技术，但现在已经成熟。行业应评估是否可以增强IMS以满足未来语音架构的需求。
> 语音服务应提供高度的隐私、信任和安全性。通过包括身份验证和共享信任信息、通信意图和目的在内的方式在各方之间建立信任关系至关重要。
> 未来的语音架构应支持公共语音网络内外丰富且可互操作的语音服务。未来的语音架构应增强公共语音网络的创新，并扩展其服务能力，为服务提供商提供更高的价值。
坐而论道，好好读书！
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