自從iPhone6宣布支持VoWiFi以來，VoWiFi一直是個熱門話題。一直以來，移動運(yùn)營商對于WiFi的態(tài)度，可謂又愛又恨。不過，近兩年，運(yùn)營商對于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)營商已經(jīng)將WiFi上升到業(yè)務(wù)戰(zhàn)略層面。畢竟，這是一個面向未來的長久之計。未來通信的主題就是“融合”，LTE和WiFi的融合是必然的趨勢，只是實(shí)現(xiàn)方式和時間的問題。那么，運(yùn)營商將怎樣融合構(gòu)架于WiFi之上的語音服務(wù)——VoWiFi呢？

對于終端用戶而言，運(yùn)營商的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APP應(yīng)用撥打/接聽電話或收發(fā)短信，不過問題來了，它無法實(shí)現(xiàn)WiFi和蜂窩網(wǎng)之間的切換，這并沒有實(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，無需下載APP應(yīng)用，直接內(nèi)置終端，直接接入移動運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)，由運(yùn)營商統(tǒng)一管理。下圖為某運(yùn)營商提供的終端內(nèi)置式VoWiFi應(yīng)用界面。

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

我們可以看到，WiFi接入運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)分為兩種情況。運(yùn)營商核心網(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，此時必須通過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)元無法感知數(shù)據(jù)傳輸，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴４藭r，SIM卡將被用于認(rèn)證，使入侵者無法訪問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)是移動運(yùn)營商自建的網(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PDN GW就能接入到移動核心網(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，需要對現(xiàn)有固網(wǎng)進(jìn)行較大的改動，例如，需要對固網(wǎng)設(shè)備（BRAS/BNG）進(jìn)行增強(qiáng)改造，使之支持移動性要求。但這種接入方式符合國內(nèi)運(yùn)營商的運(yùn)營環(huán)境，對終端影響小，能避開高通大量的專利，因此運(yùn)營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ePDG接入PDN GW，通過增強(qiáng)ePDG以實(shí)現(xiàn)非信任固網(wǎng)和EPC的互通，對固網(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，AAA服務(wù)器會選擇一個已經(jīng)在HLR/HSS登記的APN。PDN-GW（或者稱為PGW）會從這個APN的地址池里為WiFi終端動態(tài)分配一個IP地址。這個終端設(shè)備的IP地址被VoWiFi SIP UA (User Agent，用戶代理)用于注冊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，那么需要通過用戶名/密碼來進(jìn)行身份驗(yàn)證（SIP digest authentication，SIP摘要認(rèn)證）。通常情況下，對于VoWiFi和VoLTE，有單獨(dú)的UA，它們通常被注冊到同一個IMS APN，但會使用不同憑證和聯(lián)系地址。

IMS可以處理來自同一用戶的不同IP地址，由于有多個UA，網(wǎng)絡(luò)需要增加ATGW/ATCF，以實(shí)時分流下行媒體流（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IP地址同時發(fā)生改變，但需要對終端進(jìn)行改動。

OTT應(yīng)用模式的VoWiFi主要通過Diameter協(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)，以英國運(yùn)營商“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用戶通過用戶名/密碼訪問網(wǎng)絡(luò)，無法實(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)入一個全新的快車道。VoLTE來了，VoWiFi的腳步還遠(yuǎn)嗎？

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