VoWiFi實現方式以及技術特點分析

武紅然 徐華 王志偉

摘 要：VoWiFi業務是在VoLTE業務基礎上的推廣與延伸，能有效解決信號覆蓋問題、分流宏網話務量、降低國際漫游成本、提高用戶體驗滿意度，本文主要針對APP、Native兩種方式VoWiFi實現方式、特點、網絡改造難度以及存在的問題進行對比分析，為后續VoWiFi業務開展提供參考。

關鍵詞：VoWiFi；Native；app；VoLTE

隨著移動通信的不斷發展，移動核心網的語音、視頻以及補充業務從依靠傳統MSC實現到現在通過承載在LTE上的IMS core來實現發生了翻天覆地的變化。以IMS core為核心技術的VoLTE作為目前4G業務的主要語音實現技術在未來一段時期都將作為主流技術。VoWiFi業務定位為補充LTE室內覆蓋問題的方案之一，和VoLTE相輔相成，能夠有效改善室內覆蓋，有效降低網絡租賃費用，降低國際漫游成本，提高用戶感知，增強運營商的綜合競爭力。

VoWiFi即Voice over WiFi即為通過WiFi網絡接入和核心IMS core結合實現語音、視頻等業務。用戶能夠通過WiFi熱點接入網絡，使用語音、短信、視頻通話等基礎業務和補充業務，并實現與PSTN，2G/3G，LTE語音、短信、視頻通話業務的互通。用戶在WiFi環境與3GPP宏網間切換時話音業務保持連續性。目前VoWiFi主流實現方式有兩種，Native方式和app方式。下面就分別從這兩種方式的概念介紹、實現特點、網絡改造難度和存在的問題四個方面進行深入分析。

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環境下能夠在不改變用戶習慣的方式下進行語音、視頻通話等基礎業務和補充業務。Native方式VoWiFi是在VoLTE網絡架構上疊加部署，與VoLTE不同的地方是接入側發生改變，終端經WiFi網絡通過IPSec方式接入ePDG，通過AAA交互完成鑒權，因此需要在原有VoLTE網絡架構下新建ePDG、AAA設備，終端通過IPSEC通道與ePDG實現互通。

app方式，即需要智能終端安裝指定應用程序app來實現語音和視頻通話等基礎業務和補充業務，不受制與智能終端的開發支持。在用戶使用的過程中需要打開app使用VoWiFi業務進行通話，其中被叫的過程涉及到IMS的域選。app方式智能終端與SBC（互聯網）直接互通，SBC需具備與互聯網互通的能力。

2 業務實現特點

Native方式智能終端通過WiFi網絡接入到ePDG，ePDG通過與AAA Server交互，完成對終端的鑒權；鑒權通過后，終端通過ePDG接入到S/P-GW，完成終端在EPC網絡的附著，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，差異點在于接入網類型不同。Native方式的認證方式和宏網一致、可以實現和VoLTE雙向切換、產業鏈標準支持。

app方式用戶的智能終端采用應用程序的用戶名密碼方式認證。這種方式要求承載VoWiFi業務的SBC一方面和IMS core對接實現核心業務，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實現QoS保障的，VoWiFi SBC到用戶終端之間QoS無法保證。app方式的VoWiFi通話不支持和宏網切換。

3 網絡改造難度

Native方式的網絡實現需要部署ePDG、AAA和PCRF來實現鑒權和認證。這種方式的接入方式需要核心網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上支持非3GPP接入方式的鑒權認證。移動核心網接入情況，對于可信的WLAN接入網絡，直接連接到PGW；對于不可信的WLAN接入網絡，通過ePDG連接到PGW。ePDG為無線接入提供QoS保障，并在WLAN和PGW之間對數據包進行路由；3GPP AAA完成接入鑒權等功能；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，核心網側不存在大的改造。目前各企業普遍部署了防火墻接入到互聯網，防火墻策略都比較嚴謹，SIP端口被封閉，可能導致無法進行VoWiFi，需要接入側進行協調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這段的語音和視頻質量無QoS保證，在核心網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費架構。另外VoWiFi（APP）安全只有用戶名和密碼驗證，保護級別不高。另外還存在容易影響VoLTE業務以及需要IM來整合短消息界面的方案的問題。終端App存在某些手機單通，密碼管理過于簡單，無法穿越企業防火墻等問題。

兩種方式在安全方面也面臨相應的問題。開放的網絡容易受到網絡攻擊，而VoWiFi需要有業務隨處可達設計，VoWiFi業務所歸屬的IMS網絡可以通過注冊或重注冊過程對用戶進行認證。在IMS core核心網絡中，注冊過程S-CSCF通過對用戶的簽約數據和用戶接入請求進行匹配性檢查，以確定是否允許用戶繼續請求接入。經過認證后進行承載資源控制和授權。對于接入部分的安全，在成功進行了認證之后，必須對智能終端通過AP到達SBC/P-CSCF之間的SIP信令消息和媒體數據提供機密性保護。至于網絡域安全部分，對是否同安全域間的CSCF間的消息都必須進行機密性保護。

VoWiFi作為VoLTE的補充，有其獨有的優勢，首先能夠很好解決VoLTE建網初期因室內覆蓋不足導致的問題，作為VoLTE重要的補充，為用戶提供更為優質的通信服務。當VoWiFi用戶漫游至國外，可通過國外WiFi接入歸屬國EPC網絡，享受國際漫游語音業務。VoWiFi有助于運營商開發新業務，并能做到新業務快速上市，從而增強用戶粘性，提升運營商語音解決方案綜合競爭力。