Voice over NR

Voice over NR (VoNR) ist ein Verfahren zur Übertragung von Sprach- und Videoanrufen direkt über 5G New Radio (NR) Netze, ohne auf ältere 4G LTE-Infrastruktur auszuweichen. Bei klassischen 5G-Implementierungen wird der Nutzer beim eingehenden Anruf ins LTE-Netz zurückgeführt, um die Sprachverbindung herzustellen, ein Prozess namens Fallback. VoNR eliminiert diesen Schritt, indem es Echtzeitkommunikation direkt auf der NR-Funkschnittstelle abwickelt und die Sitzung während des gesamten Gesprächs auf der schnelleren, latenzärmeren 5G-Verbindung hält.

Die technische Grundlage von VoNR basiert auf der IP Multimedia Subsystem (IMS) Architektur, bei der Sprache als Datenpakete statt als vermittlungsgesteuerte Signale übertragen wird. Das Normungsgremium 3GPP spezifizierte VoNR-Anforderungen ab Release 15, mit vollständiger Funktionalität ab Release 16 und darüber hinaus. Die Umsetzung erfordert kompatible Endgeräte, bereitgestellte IMS-Services im Netz des Betreibers und Funkkanäle, die auf Sprachqualität (QoS) ausgelegt sind. Die typische einseitige Latenz im 5G NR liegt zwischen 10 und 30 Millisekunden, abhängig von Netzauslastung und Zelldichte, im Vergleich zu 40 bis 100 Millisekunden im LTE.

Varianten und Einsatzmuster

VoNR-Deployment existiert in zwei Betriebsmodi: VoNR-only-Netze, bei denen Sprache nicht ins LTE zurückfallen kann (einige Betreiber in Märkten mit dichtem 5G-Ausbau nutzen dies), und VoNR mit Fallback-Funktion, bei dem Anrufe ins LTE wechseln, wenn NR nicht verfügbar ist. Betreiber müssen auch entscheiden, ob Sprachanrufe ausschließlich in Standalone (SA) 5G-Netzen bereitgestellt werden, die unabhängige Kerninfrastruktur erfordern, oder in Non-Standalone (NSA) Konfigurationen, bei denen 5G-Funk an bestehende LTE-Kernnetze angebunden ist. Der Stromverbrauch wird zum praktischen Faktor: Eine 5G NR-Verbindung für Sprache verbraucht mehr Energie als LTE, weshalb Gerätehersteller und Betreiber die Verbindungsverwaltung optimieren und Discontinuous Reception (DRX) Muster implementieren, die das Funkmodul in Sprechpausen deaktivieren.

Handover zwischen 5G-Zellen und zwischen 5G und LTE erfordern sorgfältige Abstimmung von Messmeldungen und Hysterese-Schwellwerten. Bei schwachen Signalen führt ein zu früher Handover zu LTE zu Nachteilen des VoNR, während zu langes Festhalten an NR zu Anrufabbrüchen führt. Netzbetreiber konfigurieren diese Parameter unterschiedlich je nach Standortgeometrie, Kapazitätsbegrenzungen und Service-Level-Agreements. Videoanrufe über VoNR benötigen auch ausreichende Bandbreite im Downlink und Uplink; Betreiber reservieren typischerweise dedizierte Kanäle, um Mindestdurchsatz zu garantieren, besonders wichtig in überlasteten Bereichen.

Die Einführung von VoNR verläuft uneinheitlich. Betreiber in Nordamerika, Teilen Europas und Ostasien haben VoNR dort aktiviert, wo 5G-Netzabdeckung dicht und stabil ist. Ländliche Einsatzgebiete und Bereiche mit fragmentierter Spektrumsvergabe sind weiterhin primär LTE-abhängig. Der Begriff NR selbst steht für New Radio, die 3GPP-Bezeichnung für den 5G-Funkschnittstellen-Standard; Voice over NR folgt daher früherer Nomenklatur wie Voice over LTE (VoLTE) und Voice over WiFi (VoWiFi) und unterstreicht die Transportschicht, die den Sprachchanneldienst trägt.