VoWiFi原理

©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFi原理Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page1关于本课程本课程：主要介绍VoWiFi的原理帮助学员掌握VoWiFi业务涉及的信令交互、业务切换、呼叫等业务处理；Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2目录1.VoWiFi方案价值2.VoWiFi产业链成熟度3.VoWiFi方案原理介绍Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page3目录1.VoWiFi方案价值2.VoWiFi产业链成熟度3.VoWiFi方案原理介绍Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFi价值解决信号覆盖问题宏网无法进入伦敦地铁区域，英国EE租用Virginmedia的WiFi网络提供Voice等业务PCCW计划在热点和酒店提供VoWiFi业务，分流宏网话务量和解决室内信号不好问题超越OTT统一的拨号界面/消息界面，不需要下载单独的APP重用号码资源，一号通业务体验语音业务连续性电信级的QoS保障和VoLTE/CS一致的业务和体验留住用户高清语音宏网室内覆盖差，VoWiFi提升用户满意度为国际漫游用户提供免费或低资费发短信和打电话方案，对大量出国旅游者很有吸引力Page4Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page5目录1.VoWiFi方案价值2.VoWiFi产业链成熟度3.VoWiFi方案原理介绍Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFiE2E商用情况T-Mobile,Sprint正式发布VoWiFi支持VoWiFi的终端类型：Apple,Samsung,LG,HTC,NOKIA等等，Iphone6/6+已商用发布.支持VoWiFi操作系统包括IOS和Android.这类终端都支持S2b非可信接入；支持Ipsec隧道建立和EAP-AKA认证；且支持UE在WLAN和LTE切换场景下主动发起切换。ChipVendor终端厂商(nativesupport)DownloadVoIPAPP推荐Nativesupport电话和短信都和传统语音统一界面支持LTE和WLAN网络的无缝切换DownloadVoIPAPPisanoption优势:所有终端都支持劣势:APP模式，不是native的用户体验；不支持IMSAPN的PDN资源建立以及对应语音专有承载QoS体验，也不支持WLAN和LTE之间的切换.Page6Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page7目录1.VoWiFi方案价值2.VoWiFi产业链成熟度3.VoWiFi方案原理介绍Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFi架构对比Option1:UMAOption2:IMSDirectAccessOption3:UntrustedAccessOption4:TrustedAccessOption5:OTTSolution•公共WLAN非可信接入3GPP网络(S2b接口）•PGW作为WLAN-LTE切换的锚点•要求UE支持IPSec以及IKEV2鉴权•已完成标准化•WiFi网络直接接入IMS•无法保证WLAN-LTE切换前后UE地址一致，切换流程对UE和IMS都有要求•运营商部署的WLAN可信接入3GPP网络(S2a接口）•PGW作为WLAN-LTE切换的锚点•WiFi-LTE切换方案标准还在讨论中•基于CS的VoWiFi方案，TMO之前提供的VoWiFi方案•3GPP不再演进，也不支持LTE的切换•需要下载app•不支持Callwaiting/Callforwarding等特服•无法保持和VoLTE/CS一致的业务和体验WLAN非可信接入是目前最完善的方案，也是当前运营商VoWiFi的首选VoWifiNetworkMSC1EPCNetworkePDGPGWTGWIMSCoreCSCFTASSBC234Internet5Page8Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFi解决方案架构AC/WAGAPePDGIPSecInternetPGWIMSHLR/HSSAAASwa(*)SWxSWmIMSSBCS6bS2bSwuNetworkdeploymentBackhaulePDGDeploymentUERequirementonWLANOverlayIPCentralizedIpsecandIKEv2no组网说明：VoWiFi基于WiFi非可信接入方式。非可信接入方式对WLAN组网无要求，WLAN提供基本的IP承载功能即可；无论是家里的WiFi网络，企业或者运营商部署的WiFi网络都可以提供WiFi非可信接入。非可信接入方式要求终端支持Ipsec和IKEv2协议；终端决定Internet数据业务通过本地分流连接到internet网络；语音业务通过IPSec连接到ePDG。Page9Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.非可信WiFi接入介绍Step0:UE执行WLAN认证，WLAN网络给UE分配一个localIP。Step1:UE通过本地配置或者DNS机制获取ePDG地址，发起IKEv2/EAP-AKA流程。EAP-AKA认证；成功认证后，ePDG从AAA获取UE的签约数据。Step2:ePDG和PGW之间建立GTP隧道，PGW分配远端IP地址以及P-CSCF地址通过GTP消息带给ePDG。Step3:IKEv2过程结束，ePDG将UE的远端IP地址发送给UE。HLR/HSS3GPPIPServiceWLANANePDG3GPPAAAServerWLANUEInternetPGWS2b(GTPv2)EAP-AKASWx(Diameter)Step0Step1SWm(Diameter)SwuIKEv2Step2IPtrafficIPsecIPlayerL1/L2Src:remoteIPDes:PDNIPaddressSrc:localIPDes:ePDGIPIPtrafficIPsecIPlayerL1/L2IPtrafficGTPIPlayerL1/L2IPtrafficGTPIPlayerL1/L2ULTrafficIPtrafficPage10Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.ePDG发现12UE若采用静态配置ePDG地址的形式，UE选择的ePDG固定，因此ePDG间将无法做到负荷分担。UE根据vPLMN信息构造ePDGFQDN，ePDG的FQDN格式：‘epdg.epc.mncMNC.mccMCC.pub.3gppnetwork.org’。UE构造域名后，到internetDNS做域名解析，获取多个ePDG地址，ePDG地址间可以负荷分担。因此从负荷分担的角度看，我们推荐动态构造FQDN的形式获取ePDG地址，不过这种方式需要运营商将ePDG的域名发布到internetDNS；同一个FQDN可以支持对应多台ePDG设备，UE根据DNS返回的ePDG列表选择一个可用的ePDG接入（当前DNS可对于不同的ePDGIP列表随机发送ePDG列表，当第一台ePDG不可用时，终端会选择可用的第二台ePDG接入）当前Iphone的实现是可以静态配置ePDG地址；同时也支持配置ePDG的FQDN。因此UE无法选择拜访地的ePDG。由于UE当前都是选择归属网络的ePDG接入，因此当前没有国际漫游场景。ePDG发现UE本地配置ePDG地址UE根据PLMN构造ePDG的FQDN，到InternetDNS做域名查询，获取ePDG地址。Page11Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.WLAN非可信接入架构的PDN连接建立1、IMSPDN连接成功建立之后，IMS网络侧在支持IPSMS之后，即可在缺省承载上执行短信业务的收发；2、彩信业务需要运营商部署一个独立的APN，UE支持对该APN建立Ipsec隧道和PDN连接创建，后续彩信业务即可通过该PDN连接收发；这两类业务需要ePDG和PGW支持多PDN连接建立即可。3、IMS补充业务中需要ePDG和PGW支持专有承载的创建和更新即可，包括TFT更新或者QoS更新。协商加密算法、交换时间随机数（nonces）、完成密匙交换算法（Diffie_Hellman）交换，建立IKE连接UEID,APNePDG根据MSK计算AUTH参数，验证UE发送的AUTH的正确性UE使用计算出的MSK生成AUTH参数认证IKE_SA_INIT，UE将AUTH参数发给ePDG鉴权向量发送获取用户的profile，将用户信息注册到HSS如果检查结果为成功，3GPPAAAServer向ePDG发送鉴权和认证应答消息，携带服务授权信息、EAP成功指示以及密匙材料ePDG根据MSK计算AUTH参数携带AUTH参数、RemoteIP地址、SA以及IKE的其他参数，完成最初的全认证激活流程,P-CSCF地址也在该消息中发送Page12Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.WiFi用户发起的去附着Page13Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.PGW发起的WLANUE的去附着Page14Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.DPD(DeadPeerDetection)机制Page15Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFiUE的IMS注册Page16Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFiMOCallCaller2Invite(Offer)AP/ACePDGP-GWP-CRFP-CSCFS-CSCF3.AAR4.AAA5.INVITE(Offer)6.183(Answer)7.AARResourceReserve8.AAA9.RAR11.CreateBearerRequest..12.CreateBearerResponse10.RAA13.Othersipmessage17.STR15.BYE18.RAR.19.RAARTPRTPRTP18.STA16.BYE2001Non-trustedWifiaccessandIMSPDNConnectionsetup14.BYE20.DeleteBearerRequest21.DeleteBearerResponseRTPRTPPage17Copyright©2015HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.VoWiFiMTcallP1过程涉