自從iPhone6宣布支持VoWiFi以來(lái)，VoWiFi一直是個(gè)熱門話題。一直以來(lái)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)于WiFi的態(tài)度，可謂又愛又恨。不過(guò)，近兩年，運(yùn)營(yíng)商對(duì)于WiFi的態(tài)度明顯轉(zhuǎn)變，從熱情擁抱到試圖歸為己有（LTE-U頻段），甚至一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)將WiFi上升到業(yè)務(wù)戰(zhàn)略層面。畢竟，這是一個(gè)面向未來(lái)的長(zhǎng)久之計(jì)。未來(lái)通信的主題就是“融合”，LTE和WiFi的融合是必然的趨勢(shì)，只是實(shí)現(xiàn)方式和時(shí)間的問(wèn)題。那么，運(yùn)營(yíng)商將怎樣融合構(gòu)架于WiFi之上的語(yǔ)音服務(wù)——VoWiFi呢？

對(duì)于終端用戶而言，運(yùn)營(yíng)商的VoWiFi有兩種實(shí)現(xiàn)方式：OTT應(yīng)用和終端內(nèi)置式。前者需要下載APP應(yīng)用程序，通過(guò)APP應(yīng)用撥打/接聽電話或收發(fā)短信，不過(guò)問(wèn)題來(lái)了，它無(wú)法實(shí)現(xiàn)WiFi和蜂窩網(wǎng)之間的切換，這并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)和WiFi的融合。我們今天主要聊一聊終端內(nèi)置式的VoWiFi應(yīng)用。

終端內(nèi)置式的VoWiFi應(yīng)用不同于OTT，無(wú)需下載APP應(yīng)用，直接內(nèi)置終端，直接接入移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)，由運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一管理。下圖為某運(yùn)營(yíng)商提供的終端內(nèi)置式VoWiFi應(yīng)用界面。

在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，下圖描述了WiFi無(wú)線接入的簡(jiǎn)單構(gòu)架。 由圖可知，終端用戶使用WiFi時(shí)，可以通過(guò)ePDG或TWAG接入運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)。

我們可以看到，WiFi接入運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)分為兩種情況。運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)將WiFi網(wǎng)絡(luò)視為可信任接入和不可信任接入。

上圖中紅色部分表示不可信任接入，此時(shí)必須通過(guò)ePDG接入核心網(wǎng)，UE和ePDG之間采用IPSec隧道承載數(shù)據(jù)，使得不可信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元無(wú)法感知數(shù)據(jù)傳輸，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。此時(shí)，SIM卡將被用于認(rèn)證，使入侵者無(wú)法訪問(wèn)ePDG和核心網(wǎng)。

上圖中綠色部分表示可信任接入，比如，WLAN網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商自建的網(wǎng)絡(luò)，那么UE不需要建立終端與網(wǎng)絡(luò)間的IPSec，直接通過(guò)PDN GW就能接入到移動(dòng)核心網(wǎng)。

應(yīng)用于可信任WiFi網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)的接口叫S2a接口，采用GTP/PMIP協(xié)議。為了支持互通，需要對(duì)現(xiàn)有固網(wǎng)進(jìn)行較大的改動(dòng)，例如，需要對(duì)固網(wǎng)設(shè)備（BRAS/BNG）進(jìn)行增強(qiáng)改造，使之支持移動(dòng)性要求。但這種接入方式符合國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，對(duì)終端影響小，能避開高通大量的專利，因此運(yùn)營(yíng)商研究意愿還是很強(qiáng)烈的，特別是采用GTP協(xié)議的S2a接口。

應(yīng)用于不可信任WiFi網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)的接口叫S2b接口，采用GTP/PMIP協(xié)議。固網(wǎng)通過(guò)ePDG接入PDN GW，通過(guò)增強(qiáng)ePDG以實(shí)現(xiàn)非信任固網(wǎng)和EPC的互通，對(duì)固網(wǎng)改造較小。但S2b方式要求終端和ePDG之間建立IPSec，額外開銷比較大。

當(dāng)建立不可信任或可信任WiFi網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，AAA服務(wù)器會(huì)選擇一個(gè)已經(jīng)在HLR/HSS登記的APN。PDN-GW（或者稱為PGW）會(huì)從這個(gè)APN的地址池里為WiFi終端動(dòng)態(tài)分配一個(gè)IP地址。這個(gè)終端設(shè)備的IP地址被VoWiFi SIP UA (User Agent，用戶代理)用于注冊(cè)IMS網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系信息。假如設(shè)備中的SIP UA不能使用SIM進(jìn)行身份驗(yàn)證，那么需要通過(guò)用戶名/密碼來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證（SIP digest authentication，SIP摘要認(rèn)證）。通常情況下，對(duì)于VoWiFi和VoLTE，有單獨(dú)的UA，它們通常被注冊(cè)到同一個(gè)IMS APN，但會(huì)使用不同憑證和聯(lián)系地址。

IMS可以處理來(lái)自同一用戶的不同IP地址，由于有多個(gè)UA，網(wǎng)絡(luò)需要增加ATGW/ATCF，以實(shí)時(shí)分流下行媒體流（RTP/RTCP包）。

關(guān)于WiFi網(wǎng)絡(luò)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間的切換，過(guò)去使用MIP和IPSec解決方案，但這種解決方案并不靈活，需要保留IP地址，用戶需要在不同的接入系統(tǒng)中同時(shí)建立不同的PDN連接。最新的SaMOG(S2a-based Mobility Over GTP)技術(shù)方案（參見3GPP TS 23.402），無(wú)需保留IP地址，可實(shí)現(xiàn)終端在 WLAN網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)間切換時(shí)IP地址同時(shí)發(fā)生改變，但需要對(duì)終端進(jìn)行改動(dòng)。

OTT應(yīng)用模式的VoWiFi主要通過(guò)Diameter協(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)，以英國(guó)運(yùn)營(yíng)商“three”的three in touch應(yīng)用為例，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖：

three in touch用戶通過(guò)用戶名/密碼訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)間的切換。

2015年，相信全球VoLTE發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)全新的快車道。VoLTE來(lái)了，VoWiFi的腳步還遠(yuǎn)嗎？

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