VoWiFi三种组网方案（可信/非可信/直接接入）的技术对比

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本文节选自《移动通信》期刊2016年第8期的部分内容。

作者：方琰崴  中兴通讯股份有限公司  江苏 南京

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根据3GPP的定义以及采用的不同移动性管理协议，VoWiFi的组网方式有三种主要方案：信任域EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网）接入方案、非信任域EPC接入方案、直连IMS接入方案。

（1）信任域EPC接入方案：运营商或者合作方的Wi-Fi热点等信任域接入设备，通过S2a接口直接和EPC中PGW（Packet Data Network GW，分组数据网关）互通，也称为S2a接口组网方案。需要对现有WLAN（Wireless LAN，无线接入点）设备进行增强改造，使之支持移动性要求。

（2）非信任域EPC接入方案：所有Wi-Fi热点等非信任域设备均可以接入，通过ePDG（Evolevd Packet Data Gateway，演进型分组数据网关）接入PGW，实现和EPC的互通。由于非受信域接入网络和EPC互通采用S2b接口，因此这种组网也称为S2b接口组网方案。这种方案对WLAN没有改造要求，安全性高，支持无缝切换，解决了语音、数据业务的连续性问题。

（3）直连IMS接入方案：终端和EPC网络交互数据通过S2c接口实现透明传输，所有Wi-Fi热点等设备直接连接到IMS接入，也称为S2c接口组网方案。

如表1所示，对三种组网方案从技术方面来进行分析，尤其是从对网络的影响和终端成熟度来看，对于已经部署大量WLAN接入点的运营商来说，采用信任域EPC接入方案，要升级改造或者直接替换全网WLAN接入点设备，施工周期长、成本高、难度大。

而采用非信任域EPC接入方案，则可以结合公共Wi-Fi网络的开放性和运营商核心网的高可靠性、QoS保证等特性，以较低成本实现语音在WLAN和LTE网络间的无缝切换。因此，非信任域EPC接入方案将逐步取代信任域EPC接入方案，成为目前业界公认的较可行的VoWiFi方案。在该方案中，用户终端通过非信任域Wi-Fi网络接入到运营商的EPC网络，认证鉴权后将呼叫请求路由到IMS进行处理，实现语音、短信、补充业务等IMS业务。

在非信任域EPC接入方案中，为实现VoWiFi业务，需要新增ePDG和3GPP 

AAA（Authentication Authorization and Accounting，验证、授权和记账）网元。考虑到简化组网，可以通过升级PGW支持ePDG功能，升级HSS（Home Subscriber Server，归属用户服务器）来支持AAA功能。而对于WLAN设备无特殊要求，也就是不需要升级替换网络中已部署的Wi-Fi热点设备。无论是家里的Wi-Fi网络，还是企业、运营商的Wi-Fi网络都可以提供非可信Wi-Fi网络接入。

ePDG需要支持如下主要功能：

（1）与3GPP AAA进行接口完成用户的EAPAKA（Extensible Authentication Protocol，扩展认证协议；Authentication and Key Agreement，认证和密钥协商）认证；

（2）与PGW开通S2b接口，完成用户业务流与PGW之间的转发；

（3）发布ePDG公网IP到因特网；

（4）支持IMS域中P-CSCF（Proxy-Call Session Control Function，代理呼叫会话控制功能）发现；

（5）专用承载建立和QoS映射。

3GPP AAA需要支持如下主要功能：

（1）提供与ePDG的SWm接口，完成用户EAPAKA认证；

（2）提供与PGW的S6b接口，完成用户所在PGW IP地址和APN（Access Point Name，接入点名）到HSS的注册登记，以便HSS保存用户接入的PGW IP地址；

（3）提供与HSS的SWx接口。

此外，在EPC网络完成支持VoLTE的改造后，为了实现非信任域EPC接入方案的要求，对EPC还要进行相应的软件升级，包括：

（1）MME（Mobile Management Entity，移动管理实体）：支持LTE+WLAN无缝切换；

（2）PGW：支持LTE+WLAN无缝切换，提供与3GPP AAA的S6b接口，提供与ePDG的S2b接口。

（3）HLR/HSS：需支持基于IMSI（AKA）的鉴权用户，鉴权APN，提供SWx接口。

（4）IMS应用服务器：支持VoWiFi基本业务及补充业务。

在非信任域EPC接入VoWiFi方案下，可以实现如下业务：

（1）语音业务：基本语音业务，支持AMR和AMR-WB编解码；

（2）视频业务：基本视频业务，支持H.264高清视频编码；

（3）补充业务：主叫标识显示，主叫标识显示限制，被叫标识显示，被叫标识显示限制，无条件呼叫前转，未注册呼叫前转，遇忙呼叫前转，不可及呼叫前转，无应答呼叫前转，闭锁所有出呼叫，闭锁所有国际出呼叫，闭锁除归属PLMN（Public Land Mobile Network，公共陆地移动网络）国家外所有国际出呼叫，闭锁所有入呼叫，当漫游出归属PLMN国家时闭锁入呼叫，呼叫保持，呼叫等待，多方通话等；

（4）短消息业务：需要支持SMS over IP等多种短信方式。