WLAN-Anrufe

WLAN-Anrufe , auch Voice over Wireless LAN ( VoWLAN ) oder VoWiFi genannt , ^{[ 1 ] [ 2 ]} bezeichnen Mobiltelefonate und Datenübertragungen über IP- Netzwerke mittels WLAN anstelle der Mobilfunkmasten . [ ^{3 ] Im} Wesentlichen handelt es sich um Voice over IP (VoIP) über ein WLAN- Netzwerk .

Mithilfe dieser Funktion können kompatible Mobiltelefone reguläre Mobilfunkgespräche über ein WLAN-Netzwerk (WLAN) mit Breitbandinternet führen und die Verbindung bei Bedarf nahtlos zwischen beiden umschalten. ^{[ 4 ]} Diese Funktion nutzt das Generic Access Network ( GAN )-Protokoll, auch bekannt als Unlicensed Mobile Access ( UMA ). ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Essentially, GAN/UMA allows cell phone packets to be forwarded to a network access point over the internet, rather than over-the-air using GSM/GPRS, UMTS or similar. A separate device known as a "GAN Controller" (GANC)^[6] receives this data from the Internet and feeds it into the phone network as if it were coming from an antenna on a tower. Calls can be placed from or received to the handset as if it were connected over-the-air directly to the GANC's point of presence, making the call invisible to the network as a whole.^[7] This can be useful in locations with poor cell coverage where some other form of internet access is available,^[3] especially at the home or office. The system offers seamless handoff, so the user can move from cell to Wi-Fi and back again with the same invisibility that the cell network offers when moving from tower to tower.^[4]

Since the GAN system works over the internet, a UMA-capable handset can connect to its service provider from any location with internet access. This is particularly useful for travelers, who can connect to their provider's GANC and make calls into their home service area from anywhere in the world. This is subject to the quality of the internet connection, however, and may not work well over limited bandwidth or long-latency connection. To improve quality of service (QoS) in the home or office, some providers also supply a specially programmed wireless access point that prioritizes UMA packets.^[8] Another benefit of Wi-Fi calling is that mobile calls can be made through the internet using the same native calling client; it does not require third-party Voice over IP (VoIP) closed services like WhatsApp or Skype, relying instead on the mobile cellular operator.^[9]

Das GAN-Protokoll erweitert mobile Sprach-, Daten- und Multimedia-Anwendungen ( IP Multimedia Subsystem / Session Initiation Protocol (IMS/SIP)) über IP-Netzwerke. Das System der neuesten Generation wird von einigen Mobiltelefonherstellern, darunter Apple und Samsung , als VoWiFi bezeichnet – ein Schritt, den Mobilfunkanbieter wie T-Mobile US und Vodafone nachahmen . Der Dienst basiert auf IMS, IPsec, IWLAN und ePDG .

Die ursprüngliche GAN-Spezifikation (Release 6) unterstützte eine 2G-(A/Gb)-Verbindung vom GANC zum Mobilfunkkernnetz (MSC/GSN). Heutzutage basieren alle kommerziellen GAN-Dualmodus-Mobiltelefone auf einer 2G-Verbindung, und alle GAN-fähigen Geräte sind Dualmodus-Geräte (2G/Wi-Fi). Die Spezifikation definierte jedoch die Unterstützung für den Multimodus-Betrieb von Mobiltelefonen. Daher werden 3G/2G/Wi-Fi-Mobiltelefone vom Standard unterstützt. Die ersten 3G/UMA-Geräte wurden in der zweiten Jahreshälfte 2008 angekündigt.

Ein typisches UMA/GAN-Mobilgerät verfügt über vier Betriebsmodi:

• GERAN -only: nutzt ausschließlich Mobilfunknetze
• GERAN-bevorzugt: Nutzt Mobilfunknetze, falls verfügbar, andernfalls das 802.11- Funknetz.
• GAN-bevorzugt: Nutzt eine 802.11-Verbindung, wenn ein Zugangspunkt in Reichweite ist, andernfalls das Mobilfunknetz.
• GAN-only: nutzt ausschließlich die 802.11-Verbindung

In jedem Fall sucht das Mobiltelefon beim Einschalten nach GSM-Zellen, um seinen Standort zu ermitteln. Dadurch kann der Mobilfunkanbieter den Anruf an das nächstgelegene GANC weiterleiten, den korrekten Tarif einstellen und bestehende Roaming-Vereinbarungen einhalten.

Ende 2007 wurde die GAN-Spezifikation erweitert, um 3G(Iu)-Schnittstellen vom GANC zum Mobilfunkkernnetz (MSC/GSN) zu unterstützen. Diese native 3G-Schnittstelle kann sowohl für Dual-Mode-Mobiltelefone als auch für die Bereitstellung von 3G- Femtozellendiensten genutzt werden . Die Dokumentation zu GAN Release 8 beschreibt diese neuen Funktionen.

Obwohl UMA fast immer mit Dual-Mode-GSM/Wi-Fi-Diensten in Verbindung gebracht wird, handelt es sich eigentlich um eine „generische“ Zugangsnetztechnologie, die eine generische Methode zur Erweiterung der Dienste und Anwendungen im Mobilfunkkern eines Betreibers (Sprache, Daten, IMS) über IP und das öffentliche Internet bietet.

GAN definiert eine sichere, verwaltete Verbindung vom mobilen Kern (GANC) zu verschiedenen Geräten/Zugangspunkten über IP.

• Femtozellen: Der GAN-Standard dient aktuell als sichere, verwaltete und standardisierte Schnittstelle zwischen Femtozellen und dem Mobilfunkkernnetz. Kineto, NEC und Motorola haben kürzlich einen gemeinsamen Vorschlag an die 3GPP-Arbeitsgruppe für Femtozellen (auch bekannt als „ Home Node B “ oder HNB) gerichtet, um GAN als Grundlage für diesen Standard vorzuschlagen.
• Analoge Terminaladapter (ATAs): T-Mobile US bot einst einen Festnetz-VoIP-Dienst namens @Home an. ^{[ 10 ]} Ähnlich wie bei Vonage konnten Kunden ihre Festnetznummer zu T-Mobile portieren. T-Mobile verknüpfte diese Nummer dann mit einem analogen Telefonadapter. Der Kunde schloss den ATA an sein Heimnetzwerk an und konnte Anrufe an die Festnetznummer über das IP-Zugangsnetz empfangen. Der Dienst wurde 2010 eingestellt; bestehende Abonnenten behielten jedoch ihren Vertrag. ^{[ 11 ]}
• Mobiler VoIP- Client: Immer mehr Verbraucher nutzen Telefonie-Schnittstellen auf ihren PCs. Anwendungen bieten eine kostengünstige und bequeme Möglichkeit, unterwegs auf Telefondienste zuzugreifen. Mobilfunkbetreiber können nun einen ähnlichen Service mit einem UMA-fähigen mobilen VoIP-Client anbieten. Der Client stellt eine Spiegelschnittstelle zum bestehenden Mobilfunkdienst des Abonnenten bereit. Für den Mobilfunkbetreiber bedeutet dies, dass er seine Dienste auf Computer ausweiten und seinen Kunden eine weitere Möglichkeit zur Nutzung ihres Mobilfunkdienstes bieten kann.

Ein WLAN-Netzwerk für Sprachtelefonie muss sorgfältig geplant werden, um maximale Leistung zu gewährleisten und die erforderliche Anrufdichte zu bewältigen. ^{[ 12 ]} Ein solches Netzwerk umfasst neben den WLAN-Zugangspunkten auch Anruf-Gateways. Diese Gateways ermöglichen die Anrufverwaltung zwischen drahtlosen IP-Telefonen und die Anbindung an herkömmliche Telefonsysteme. Das WLAN-Netzwerk für Sprachanwendungen muss eine deutlich höhere Signalstärke bieten als die meisten reinen Datenanwendungen. Darüber hinaus muss es nahtloses Roaming zwischen den Zugangspunkten ermöglichen.

UMA wurde von einer Gruppe von Netzbetreibern und Anbietern entwickelt. ^{[ 13 ]} Die ersten Spezifikationen wurden am 2. September 2004 veröffentlicht. Die Unternehmen trugen die Spezifikationen anschließend zum 3rd Generation Partnership Project (3GPP) im Rahmen des 3GPP-Arbeitspunkts „Generischer Zugriff auf A/Gb-Schnittstellen“ bei. Am 8. April 2005 genehmigte 3GPP die Spezifikationen für den generischen Zugriff auf A/Gb-Schnittstellen für 3GPP Release 6 und benannte das System in GAN um. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Der Begriff GAN ist jedoch außerhalb der 3GPP-Community kaum bekannt, während der Begriff UMA im Marketing gebräuchlicher ist.

Für Spediteure:

• Anstatt teure Basisstationen zur Abdeckung von Funklöchern zu errichten , ermöglicht GAN den Mobilfunkanbietern, die Netzabdeckung mithilfe kostengünstiger 802.11-Zugangspunkte zu erweitern. Abonnenten zu Hause profitieren von einer sehr guten Netzabdeckung. ^{[ 16 ]}
• In addition, GAN relieves congestion (meaning that networks can, through GAN, essentially piggyback on other infrastructure) on the GSM or UMTS spectrum by removing common types of calls and routing them to the operator via the relatively low-cost Internet.^[16]
• GAN makes sense for network operators that also offer Internet services. Operators can leverage sales of one to promote the other, and can bill both to each customer.^[17]
• Some other operators also run networks of 802.11 hotspots, such as T-Mobile. They can leverage these hotspots to create more capacity and provide better coverage in populous areas.
• The carrier does not pay for much of the service, the party who provides the Internet and Wi-Fi connection pays for a connection to the Internet, effectively paying the expensive part of routing calls from the subscriber. However, carriers typically do not pass on these savings in the form of lower bills to customers who use Wi-Fi for calls.

For subscribers:

• Subscribers do not rely on their operator's ability to roll out towers and coverage, allowing them to fix some types of coverage dead zones (such as in the home or workplace) themselves.^[16]
• GAN often provides lower rates when roaming internationally.^[16]
• GAN is currently the only commercial technology available^[18] that combines GSM and 802.11 into a service that uses a single number, a single handset, a single set of services and a single phone directory for all calls.
• GAN can migrate between IP and cellular coverage and is thus seamless; in contrast, calls via third-party VOIP plus a data phone are dropped when leaving high-volume data coverage.^[16]

• Subscribers must upgrade to Wi-Fi/UMA enabled handsets to take advantage of the service.
• Calls may be more prone to disconnect when the handset transitions from Wi-Fi to the standard wireless service and vice versa (because the handset moved out or within the Wi-Fi's range). How much this is a problem may vary based on which handset is used.
• The UMA may use different frequency that is more prone to some types of interference
• Um die Vorteile nutzen zu können, sind unter Umständen einige Einrichtungsschritte erforderlich, um die Verbindungseinstellungen (z. B. Authentifizierungsdaten) festzulegen. Dies kann für Abonnenten Zeit in Anspruch nehmen und zusätzlichen Support erfordern. Die Supportkosten können über den Mobilfunkanbieter hinausgehen: Netzwerkadministratoren müssen möglicherweise gebeten werden, einem Benutzer bei der Eingabe der entsprechenden Einstellungen auf einem Telefon zu helfen (womit sich der Netzwerkadministrator unter Umständen nur wenig auskennt).
• Telefone, die mehrere Signale unterstützen (sowohl UMA/WLAN als auch das vom Mobilfunkanbieter verwendete Signal), können aufgrund des zusätzlichen Schaltungs- und Komponentenaufwands teurer sein, insbesondere in der Herstellung.
• Dies nutzt die Ressourcen des Netzwerks, das das WLAN-Signal bereitstellt (und gegebenenfalls indirekte Netzwerke, die bei der Nutzung dieses Netzwerks mit einbezogen werden). Bandbreite wird verbraucht. Bestimmte Arten von Netzwerkverkehr (wie DNS und IPsec-verschlüsselter Datenverkehr) müssen vom Netzwerk zugelassen werden. Daher kann die Entscheidung, dies zu unterstützen, Anforderungen an die Sicherheitsrichtlinien (Firewall) des Netzwerks stellen.
• Die Nutzung von GAN/UMA auf einem Mobilgerät erfordert die Aktivierung des WLAN-Moduls. Dies führt zu einem schnelleren Akkuverbrauch und reduziert sowohl die Gesprächs- als auch die Standby-Zeit im Vergleich zur Deaktivierung von GAN/UMA (und damit auch von WLAN).
• UMA funktioniert nicht mit mobilfunkbasierten Notrufsystemen , die GPS / Assisted GPS nutzen . Normalerweise wird dieses Problem dadurch gelöst, dass der Teilnehmer über die Mobilfunkeinstellungen, eine vom Anbieter bereitgestellte App oder Website eine feste Hauptadresse beim Anbieter registriert.
• Keine QoS- Garantie. Das Internet (und damit die meisten Heimnetzwerke) arbeitet nach dem Best-Effort- Prinzip, daher kann Netzwerküberlastung die Gesprächsqualität beeinträchtigen. Dies ist üblicherweise ein Problem für das Heimnetzwerk des Nutzers, da Spiele, HD-Videos oder P2P-Dateiaustausch um die verfügbare Bandbreite konkurrieren. Einige Netzwerkgeräte können dem entgegenwirken, indem sie QoS für VoIP-Protokolle aktivieren. Die Komplexität ergibt sich jedoch daraus, dass die meisten UMA-Protokolle über IPsec via UDP laufen, wodurch die zugrundeliegenden Protokolle (IMS/SIP) aus Netzwerkperspektive nicht transparent sind. Endgeräte können dies abmildern, indem sie den IPsec-Verkehr intern einer anderen WMM- Klasse (z. B. AC_VO) priorisieren. Dies setzt außerdem voraus, dass das übrige Netzwerk des Nutzers (sofern es nicht vollständig integriert ist wie bei den meisten WLAN-Routern/Access-Points) weiß, wie dieser Datenverkehr zu verarbeiten und gegenüber anderem, latenzempfindlichem Datenverkehr zu priorisieren ist.

Der erste Dienst wurde im Herbst 2005 von BT mit BT Fusion eingeführt. Dieser Dienst basierte auf der GAN-Technologie vor dem 3GPP-Standard. Anfangs nutzte BT Fusion UMA über Bluetooth mit Mobiltelefonen von Motorola . Ab Januar 2007 verwendete der Dienst UMA über 802.11 mit Mobiltelefonen von Nokia, Motorola und Samsung ^{[ 19 ]} und wurde als „Wi-Fi-Mobilfunkdienst“ vermarktet. BT hat den Dienst inzwischen eingestellt.

Am 28. August 2006 brachte TeliaSonera als erstes Unternehmen einen auf 802.11 basierenden UMA-Dienst namens „Home Free“ auf den Markt. ^{[ 20 ]} Der Dienst wurde in Dänemark eingeführt, wird aber nicht mehr angeboten.

Am 25. September 2006 kündigte Orange seinen „Unik-Service“ an, der in Großbritannien auch als Signal Boost bekannt ist. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Dieser Service steht Neukunden in Großbritannien jedoch nicht mehr zur Verfügung. ^{[ 23 ]} Die Ankündigung, die bisher größte, betrifft mehr als 60 Millionen Mobilfunkkunden von Orange in Großbritannien, Frankreich, Polen, Spanien und den Niederlanden.

Cincinnati Bell kündigte die erste UMA-Implementierung in den Vereinigten Staaten an. ^{[ 24 ]} Der Dienst, ursprünglich CB Home Run genannt, ermöglicht Nutzern den nahtlosen Wechsel vom Mobilfunknetz von Cincinnati Bell zu ihrem Heimnetzwerk oder zu den WLAN-Hotspots von Cincinnati Bell. Er wurde inzwischen in Fusion WiFi umbenannt.

Kurz darauf , am 27. Juni 2007, folgte T-Mobile US. ^{[ 25 ]} Der Dienst von T-Mobile, ursprünglich „Hotspot Calling“ genannt und 2009 in „Wi-Fi Calling“ umbenannt, ermöglicht es Nutzern, nahtlos vom T-Mobile-Mobilfunknetz zu einem 802.11x-WLAN oder einem T-Mobile-Hotspot in den Vereinigten Staaten zu wechseln.

In Kanada brachten sowohl Fido als auch Rogers Wireless am 6. Mai 2008 UMA-Tarife unter den Namen UNO bzw. Rogers Home Calling Zone (später umbenannt in Talkspot und anschließend erneut in Wi-Fi Calling) auf den Markt. ^{[ 26 ]}

In Australien wurde GAN von Vodafone, Optus und Telstra implementiert. ^{[ 27 ]}

Seit dem 10. April 2015 steht Wi-Fi Calling Kunden von EE in Großbritannien zunächst auf den Mobiltelefonen Nokia Lumia 640 und Samsung Galaxy S6 und Samsung Galaxy S6 Edge zur Verfügung . ^{[ 28 ]}

Im März 2016 führte Vodafone Niederlande zusammen mit VoLTE auch die Unterstützung für WLAN-Anrufe ein . ^{[ 29 ]}

Seit Herbst 2016 bietet Telenor Dänemark seinen Kunden WLAN-Anrufe (Voice over Wifi) inklusive der Möglichkeit zum Wechsel zwischen dem 4G-Netz (VoLTE) und dem Mobilfunknetz an. Diese Funktion ist für verschiedene Mobiltelefone von Samsung und Apple verfügbar.

AT&T ^{[ 30 ]} und Verizon ^{[ 31 ]} haben Wi-Fi Calling im Jahr 2015 eingeführt.

Die Branchenorganisation UMA Today verfolgt alle Aktivitäten der Mobilfunkbetreiber und die Entwicklung von Mobiltelefonen.

Im September 2015 führte das südafrikanische Mobilfunknetz Cell C WiFi Calling in seinem südafrikanischen Netz ein. ^{[ 32 ]}

Im November 2024 führte das belgische Mobilfunknetz Voo WiFi Calling in seinem belgischen Netz ein. ^{[ 33 ]}

GAN/UMA ist nicht das erste System, das die Nutzung unlizenzierter Frequenzen zur Verbindung von Mobiltelefonen mit einem GSM-Netz ermöglicht. Der GIP/IWP- Standard für DECT bietet eine ähnliche Funktionalität, erfordert jedoch eine direktere Verbindung der Basisstation zum GSM-Netz. Zwar gibt es bereits Dual-Mode-Telefone (DECT/GSM), diese sind aber im Allgemeinen eher schnurlose Telefone mit integriertem GSM-Mobilteil (oder umgekehrt, je nach Sichtweise) als Telefone, die DECT/GIP implementieren. Grund dafür ist das Fehlen einer geeigneten Infrastruktur, um DECT-Basisstationen mit GIP ad hoc an GSM-Netze anzuschließen. ^{[ 34 ]}

Die Fähigkeit von GAN/UMA, das Internet für die Anbindung des GSM-Netzes auf der „letzten Meile“ zu nutzen, löst das Hauptproblem von DECT/GIP. Hätte sich GIP als praktischer Standard etabliert, wäre der geringe Stromverbrauch der DECT-Technologie im Leerlauf gegenüber GAN ein Vorteil gewesen.

Nichts hindert einen Mobilfunkbetreiber daran, Mikro- und Picozellen einzusetzen, die über Mobilfunkmasten mit dem Heimnetzwerk über das Internet verbunden sind. Mehrere Unternehmen haben Femtozellensysteme entwickelt, die genau dies tun: Sie senden ein „echtes“ GSM- oder UMTS-Signal und umgehen so die Notwendigkeit spezieller Mobiltelefone, die die 802.11-Technologie benötigen. Theoretisch sind solche Systeme universeller einsetzbar und benötigen weniger Strom als 802.11. Ihre Legalität ist jedoch je nach Rechtslage unterschiedlich und erfordert die Kooperation des Mobilfunkbetreibers. Zudem können höhere Mobilfunktarife anfallen, obwohl die Nutzer für das DSL oder ein anderes Netzwerk bezahlen, über das letztendlich ihr Datenverkehr läuft. Im Gegensatz dazu bieten GAN/UMA-Anbieter reduzierte Tarife für Anrufe außerhalb ihres Mobilfunknetzes an.

• Apple – iPhone 5C , iPhone 5S und neuere Geräte mit iOS 8 oder höher. ^{[ 35 ]} Einige Mobilfunkanbieter unterstützen möglicherweise nicht alle Modelle oder alle iOS-Versionen.
• BlackBerry – Curve 8320 , 8520 , 8820, Curve 8900 , Pearl 8120 und 8220 , Bold 9700 , Bold 9780 , Torch 9800 , Blackberry 9105, 9300, Blackberry Bold 9900 mit OS 7.1 ^{[ 36 ]}
• Google Nexus 5X , Nexus 6P , alle Google Pixel- Smartphones
• HTC – Touch 3G , ^{[ 37 ]} T-Mobile Shadow 2009 , T-Mobile myTouch 4G (manchmal auch myTouch HD genannt), ^{[ 38 ]} T-Mobile G2 (ab Build 1.22.531.8 OTA-Update), Desire S , ^{[ 39 ]} Wildfire S , Sensation 4G , Amaze 4G , HTC One , HTC One S
• Huawei – U8651T ^{[ 40 ]}
• LG – KE 520, KF 757 (3G), GT505, Optimus One, ^{[ 41 ]} LG Optimus Me
• Motorola – DEFY , ^{[ 38 ]} Z6w
• Nokia – 6300i , 6301 , 6301b, 6086, 6136, 7510, E73 Mode, E5, C7 Astound, Lumia 521 , ^{[ 42 ]} Lumia 925 , ^{[ 43 ]} Nokia 1 und andere kostengünstige Mobiltelefone, sobald WLAN-Anrufe aktiviert sind, gegebenenfalls über eine kostenlose Drittanbieter-App
• Sagem – my419X
• Samsung – SGH-T339 , SGH-T409, SGH-T709 , SGH - T739 ( Katalyst ), T336, P250, P260, P270 (3G), T-Mobile Galaxy S SGH-T959, Galaxy SII bis S5 (nur VoLTE), Galaxy S6 und höher (VoLTE + WLAN-Anrufe (ausgewählte Märkte))
• Sony Ericsson – G705u (3G)

• Linksys WRT54G-Serie § WRT54G-TM, WRTU54G-TM und WRTU54GV2-TM
• Westell – UltraVoice UMA Terminaladapter mit Router

• Android – Ab Android Oreo hat Google eine „Carrier Services“-Anwendung integriert, um IMS- Funktionalität in das Basisbetriebssystem einzubinden. Andere Hersteller können ihre eigene IMS-Anwendung implementieren.

• IP-Multimedia-Subsystem
• IEEE 802.21
• IEEE 802.11r
• IEEE 802.11u
• MoIP (Begriffsklärung)
• Voice over LTE
• Lokales Netzwerk
• Mobiles VoIP

• 3GPP GAN-Spezifikation 43.318 , 3GPP GAN-Spezifikation 44.318