非信任域EPC接入方案的业务流程可以分为三个步骤

第一步:终端执行WLAN认证,WLAN为终端分配本地IP地址。
第二步:终端通过静态配置或者DNS机制获取ePDG地址,发起IKEv2/EAP-AKA流程。在IKEv2过程,EAP-AKA用于对UE鉴权并且协商加密键,ePDG获取终端的IMSI和APN地址。完成认证后,ePDG从3GPP AAA获取终端的号码和签约数据。

第三步:ePDG和PGW之间建立GTP隧道,PGW分配远端IP地址,并把P-CSCF IP地址通过GTP消息送给ePDG。IKEv2过程结束后,ePDG将终端的远端IP地址发送给终端,终端获取IP后向P-CSCF发起IMS注册流程。
在第二步中,由于ePDG提供了公网IP地址,终端获取ePDG的IP地址有两种模式:通过静态配置ePDG IP地址或者利用DNS机制获取ePDG地址。

模式一:终端预先配置ePDG的静态IP地址。根据IP地址,终端直接路由访问ePDG。在这种方案中,终端选择固定的IP地址,因此如果终端配置的ePDG负荷较高时,会拒绝终端接入且多个ePDG也无法做到自主负荷分担。
模式二:终端根据DNS(Domain Name System,域名系统)机制获取ePDG地址。终端根据PLMN信息来构造FQDN(Fully Qualified Domain Name,全域名)。如ePDG.epc.mnc002.mcc460.3gppnetwork.pub.org,终端访问互联网DNS做域名解析或者配置ePDG.chinamobile.com.cn。互联网DNS到EPC DNS查询,EPC DNS返回ePDG IP地址,终端获取ePDG IP地址进行访问。在这种方案中,需要将运营商EPC DNS和互联网DNS进行互通,把ePDG域名发布到互联网DNS。
由于同一个FQDN可以对应多台ePDG设备,ePDG之间可以做到负荷分担,避免了模式一中静态配置的弊端,因此模式二中,终端根据DNS返回的ePDG列表选择可用的ePDG接入。
目前的终端中,iPhone对上述两种方案都可以支持。推荐运营商采用模式二。
终端除了要支持VoWiFi非信任域EPC接入方案、IPSec隧道建立和EAP-AKA认证外,还要保持WLAN和EPC两套IP协议。两套IP协议栈,底层的隧道IP地址由WLAN分配,用于传输核心网的语音信令和业务流,而核心网PGW分配的IP地址用于实际的VoWiFi信令和业务流。终端通过Wi-Fi网络认证后,与ePDG建立IKEv2 IPSec隧道,建立专用承载,所建立的数据会话在PGW锚定。这也是目前各终端和解决方案提供厂商考虑的发展方向。苹果iOS系统和安卓操作系统都实现了对VoWiFi非信任域EPC接入方案的支持。美国运营商T-Mobile和Sprint正式发布支持VoWiFi的终端类型包括苹果、三星、LG、HTC、NOKIA等。在我国市场大规模发售的iPhone6/6 plus已经支持VoWiFi的非信任域EPC接入方案。


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