VoWiFi實(shí)現(xiàn)方式以及技術(shù)特點(diǎn)分析

武紅然 徐華 王志偉

摘 要：VoWiFi業(yè)務(wù)是在VoLTE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上的推廣與延伸，能有效解決信號覆蓋問題、分流宏網(wǎng)話務(wù)量、降低國際漫游成本、提高用戶體驗(yàn)滿意度，本文主要針對APP、Native兩種方式VoWiFi實(shí)現(xiàn)方式、特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)改造難度以及存在的問題進(jìn)行對比分析，為后續(xù)VoWiFi業(yè)務(wù)開展提供參考。

關(guān)鍵詞：VoWiFi；Native；app；VoLTE

隨著移動通信的不斷發(fā)展，移動核心網(wǎng)的語音、視頻以及補(bǔ)充業(yè)務(wù)從依靠傳統(tǒng)MSC實(shí)現(xiàn)到現(xiàn)在通過承載在LTE上的IMS core來實(shí)現(xiàn)發(fā)生了翻天覆地的變化。以IMS core為核心技術(shù)的VoLTE作為目前4G業(yè)務(wù)的主要語音實(shí)現(xiàn)技術(shù)在未來一段時期都將作為主流技術(shù)。VoWiFi業(yè)務(wù)定位為補(bǔ)充LTE室內(nèi)覆蓋問題的方案之一，和VoLTE相輔相成，能夠有效改善室內(nèi)覆蓋，有效降低網(wǎng)絡(luò)租賃費(fèi)用，降低國際漫游成本，提高用戶感知，增強(qiáng)運(yùn)營商的綜合競爭力。

VoWiFi即Voice over WiFi即為通過WiFi網(wǎng)絡(luò)接入和核心IMS core結(jié)合實(shí)現(xiàn)語音、視頻等業(yè)務(wù)。用戶能夠通過WiFi熱點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)，使用語音、短信、視頻通話等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)與PSTN，2G/3G，LTE語音、短信、視頻通話業(yè)務(wù)的互通。用戶在WiFi環(huán)境與3GPP宏網(wǎng)間切換時話音業(yè)務(wù)保持連續(xù)性。目前VoWiFi主流實(shí)現(xiàn)方式有兩種，Native方式和app方式。下面就分別從這兩種方式的概念介紹、實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)改造難度和存在的問題四個方面進(jìn)行深入分析。

1 概念介紹

Native方式，即用戶使用具有VoWiFi能力的智能終端，在任何WiFi環(huán)境下能夠在不改變用戶習(xí)慣的方式下進(jìn)行語音、視頻通話等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。Native方式VoWiFi是在VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上疊加部署，與VoLTE不同的地方是接入側(cè)發(fā)生改變，終端經(jīng)WiFi網(wǎng)絡(luò)通過IPSec方式接入ePDG，通過AAA交互完成鑒權(quán)，因此需要在原有VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下新建ePDG、AAA設(shè)備，終端通過IPSEC通道與ePDG實(shí)現(xiàn)互通。

app方式，即需要智能終端安裝指定應(yīng)用程序app來實(shí)現(xiàn)語音和視頻通話等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，不受制與智能終端的開發(fā)支持。在用戶使用的過程中需要打開app使用VoWiFi業(yè)務(wù)進(jìn)行通話，其中被叫的過程涉及到IMS的域選。app方式智能終端與SBC（互聯(lián)網(wǎng)）直接互通，SBC需具備與互聯(lián)網(wǎng)互通的能力。

2 業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)

Native方式智能終端通過WiFi網(wǎng)絡(luò)接入到ePDG，ePDG通過與AAA Server交互，完成對終端的鑒權(quán)；鑒權(quán)通過后，終端通過ePDG接入到S/P-GW，完成終端在EPC網(wǎng)絡(luò)的附著，從而在IMS完成VoWiFi用戶的注冊；VoWiFi呼叫流程與VoLTE基本呼叫流程相似，差異點(diǎn)在于接入網(wǎng)類型不同。Native方式的認(rèn)證方式和宏網(wǎng)一致、可以實(shí)現(xiàn)和VoLTE雙向切換、產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)支持。

app方式用戶的智能終端采用應(yīng)用程序的用戶名密碼方式認(rèn)證。這種方式要求承載VoWiFi業(yè)務(wù)的SBC一方面和IMS core對接實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)，一方面通過防火墻和internet對接和WiFi接入的用戶終端互通。在這條通話路徑中，VoWiFi SBC以上的部分由核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)QoS保障的，VoWiFi SBC到用戶終端之間QoS無法保證。app方式的VoWiFi通話不支持和宏網(wǎng)切換。

3 網(wǎng)絡(luò)改造難度

Native方式的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)需要部署ePDG、AAA和PCRF來實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)和認(rèn)證。這種方式的接入方式需要核心網(wǎng)IMS支持VoLTE，同時由于采用了非可信接入方式，因此需要HSS在支持三融合的基礎(chǔ)上支持非3GPP接入方式的鑒權(quán)認(rèn)證。移動核心網(wǎng)接入情況，對于可信的WLAN接入網(wǎng)絡(luò)，直接連接到PGW；對于不可信的WLAN接入網(wǎng)絡(luò)，通過ePDG連接到PGW。ePDG為無線接入提供QoS保障，并在WLAN和PGW之間對數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由；3GPP AAA完成接入鑒權(quán)等功能；PGW完成IP地址分配、NAT地址翻譯等功能。

app方式不需要部署ePDG、AAA和PCRF，僅需要IMS支持VoLTE，HSS需要支持三融合即可，核心網(wǎng)側(cè)不存在大的改造。目前各企業(yè)普遍部署了防火墻接入到互聯(lián)網(wǎng)，防火墻策略都比較嚴(yán)謹(jǐn)，SIP端口被封閉，可能導(dǎo)致無法進(jìn)行VoWiFi，需要接入側(cè)進(jìn)行協(xié)調(diào)整改的工作相對較大。

4 存在的問題

Native和app這兩種方式在終端接入核心網(wǎng)這段的語音和視頻質(zhì)量無QoS保證，在核心網(wǎng)話單中無法獲取用戶的位置信息，無法融入到已有的話音計(jì)費(fèi)架構(gòu)。另外VoWiFi（APP）安全只有用戶名和密碼驗(yàn)證，保護(hù)級別不高。另外還存在容易影響VoLTE業(yè)務(wù)以及需要IM來整合短消息界面的方案的問題。終端App存在某些手機(jī)單通，密碼管理過于簡單，無法穿越企業(yè)防火墻等問題。

兩種方式在安全方面也面臨相應(yīng)的問題。開放的網(wǎng)絡(luò)容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，而VoWiFi需要有業(yè)務(wù)隨處可達(dá)設(shè)計(jì)，VoWiFi業(yè)務(wù)所歸屬的IMS網(wǎng)絡(luò)可以通過注冊或重注冊過程對用戶進(jìn)行認(rèn)證。在IMS core核心網(wǎng)絡(luò)中，注冊過程S-CSCF通過對用戶的簽約數(shù)據(jù)和用戶接入請求進(jìn)行匹配性檢查，以確定是否允許用戶繼續(xù)請求接入。經(jīng)過認(rèn)證后進(jìn)行承載資源控制和授權(quán)。對于接入部分的安全，在成功進(jìn)行了認(rèn)證之后，必須對智能終端通過AP到達(dá)SBC/P-CSCF之間的SIP信令消息和媒體數(shù)據(jù)提供機(jī)密性保護(hù)。至于網(wǎng)絡(luò)域安全部分，對是否同安全域間的CSCF間的消息都必須進(jìn)行機(jī)密性保護(hù)。

VoWiFi作為VoLTE的補(bǔ)充，有其獨(dú)有的優(yōu)勢，首先能夠很好解決VoLTE建網(wǎng)初期因室內(nèi)覆蓋不足導(dǎo)致的問題，作為VoLTE重要的補(bǔ)充，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。當(dāng)VoWiFi用戶漫游至國外，可通過國外WiFi接入歸屬國EPC網(wǎng)絡(luò)，享受國際漫游語音業(yè)務(wù)。VoWiFi有助于運(yùn)營商開發(fā)新業(yè)務(wù)，并能做到新業(yè)務(wù)快速上市，從而增強(qiáng)用戶粘性，提升運(yùn)營商語音解決方案綜合競爭力。