無線世界有聲有色

2019-11-05 02:17:50

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　各種融合應用，尤其是語音應用在無線網絡上的迅猛發展，讓我們看到了無線網絡的巨大潛力。對于企業WLAN來說，融合應用更是提升生產力的最有效手段之一。
　　
　　用戶在拿WLAN干什么?來自In-Stat最新的調查表明，人們對組合蜂窩和WLAN技術的Voip手機的愛好正在“以狂熱的速度”增加。860位調查回答者中有84.6%的人至少對使用VoWLAN/蜂窩手機的前景有點感愛好，50%的人對這種電話非?；驑O其感愛好。隨著WLAN為越來越多的人所接受，Wi-Fi上的融合應用也將為人們廣為接受，不過，必須首先解決VoIP存在的潛在問題。
　　
　　目前無線融合應用引起了企業的強烈關注，可以想像，在相關QoS和漫游標準進一步完善之后，企業會進入實質應用階段。
　　
　　無線融合 “強烈”關注
　　
　　隨著有遠見的企業淘汰傳統PBX向VoIP基礎設施遷移，一些更勇敢的用戶開始尋求更加自由的語音實現方式——即WLAN語音(VoWLAN)。
　　
　　紐約州法院系統就是使用VoWLAN的用戶之一。在紐約一些區法院中，部署了幾十部WLAN IP電話供法院官員和其他人員使用。這些人員利用WLAN IP電話作為標準短波無線電話的補充語音通信設備。該法院系統的無線電話曾在其信號頻帶與警察和應急部門使用的其他無線電頻率發生沖突時碰到過傳輸問題。而這些部門很多都設在法院四周。此外，許多法院建筑結構的歷史都在一個世紀以上，大量采用阻隔無線電波的花崗巖、大理石和鋼鐵固定裝置。由于FCC(聯邦通信委員會)的治理規定，法院不能安裝增強無線電信息的無線電中繼器。這時WLAN電話就成為一種很好的補充基礎設施。
　　
　　假如法院人員發現自己在一個無線電接收效果不好的區域，他們可以切換到WLAN電話上進行通信。由于WLAN是無需許可的，因此法院系統的IT人員能夠在市中心安裝數百個WLAN接入點，用WLAN覆蓋加強短波弱信號點。
　　
　　隨著基于園區的VoWLAN部署的演進，用戶、廠商和服務提供商開始尋求將VoWLAN與蜂窩語音技術融合起來，創建一種用戶可以自由在WLAN與公共GSM無線網絡之間漫游的語音服務。
　　
　　這種服務尤其引起了企業用戶的關注。過去一年里，Avaya、Motorola和WLAN設備制造商PRoxim一直在為提供這項技術而展開合作。亞特蘭大的一家廣告公司使用了Avaya/Proxim/Motorola產品組合，使用戶可以利用一臺設備滿足辦公室移動語音需要?？蛻艚浝頁碛幸徊縈otorola手機，這部手機通過部署在該公司亞特蘭大辦公室中的WLAN基礎設施連接在Avaya IP PBX上。當用戶移動超出WLAN范圍時，手機觸發辦公室的基礎設施進行切換。呼叫然后切換到BellSouth的GSM服務上并連接到用戶的手機上。這項服務非常適合于以客戶為中心的企業。
　　
　　在美國之外，VoWLAN/蜂窩試驗正在意大利公共治理信息技術國家中心中進行。該中心還計劃在澳大利亞測試VoWLAN。在澳大利亞，預計VoWLAN/GSM漫游服務試驗將于今年啟動。
　　
　　無線融合標準
　　
　　由于Wi-Fi上的VoIP把WLAN與IP電話問題糾纏在一起，因此十分復雜。目前，用于克服通過無線網傳送語音和視頻應用限制的多種無線標準正在開發中。下面著重探討其中的一些實現服務質量、安全性、無線資源治理和快速漫游的要害標準目前的情況。
　　
　　802.11e
　　
　　802.11e任務組正在向802.11無線標準中添加QoS。該小組已經提出了兩種不同類型的QoS。其中優先化QoS利用優先級標記將不同類型的傳輸流放到不同的隊列中。某些應用，如語音，會得到優先處理，而不是得到預留或保證的帶寬。這項無線多媒體擴展(WME)規范是VoWLAN行業期待的標準。
　　
　　參數化QoS則有效地為某個流預留一定數量的帶寬，作法與基于TDM的交換技術中使用虛擬電路非常像。內容提供商在HDTV這類應用中需要這項無線預定多媒體(WSM)標準。
　　
　　802.11e草案標準已經通過了一般審查，現在正在由挑選出的專家進行審查。為了滿足VoWLAN的需要，對這項標準的WME部分的臨時批準工作正在單獨進行，WME的最后定稿時間預計將在9月份。
　　
　　802.11i
　　
　　802.11i任務組正在利用更強、更適于語音的安全性加強無線技術。數據安全機制盡管強健，但經常帶來超出語音容忍程度的延時:尤其是假如它們需要重新認證登錄到每臺新接入點時。
　　
　　802.11i任務組開發了兩種新算法——TKIP和CCMP——來提供保密性、數據完整性和數據源認證。任務組還提出了一種用于相互認證和密鑰治理的協議。TKIP的安全強度不如CCMP，但可以在目前已有的硬件上通過固件升級來實現。更強的CCMP算法基于美國政府的高級加密標準(AES)，實現它需要新的硬件。
　　
　　802.11k
　　
　　802.11k任務組正在開發更有效地利用WLAN資源的無線資源治理標準。來自客戶機的反饋將使交換機和接入點能夠做出更好的漫游決定，因此提供更快的并且不間斷的無線服務。
　　
　　網絡設備將能夠決定誰在使用RF(射頻)以及每條RF連接的質量如何等等因素。
　　
　　目前802.11k剛剛開始進入“信件投票”階段，在這個階段中，它將接受一般審查。目前，還不知道這項標準何時完成。
　　
　　802.11r
　　
　　最近成立的802.11r任務組將解決接入點間的快速漫游問題。同時，一些專家認為來自802.11i和802.11k工作的技術將保證50ms范圍內的切換。他們說，這種速度(人類感覺過程為150ms左右)快得足以使802.11r變得多余。
　　
　　來自802.11k的協議主要可被移動站用于發現在失去連接前應當向哪里移動。來自802.11i的PMK緩存技術使快速(20ms～30ms)建立安全連接成為可能。這些協議一道實現VoWLAN連接在接入點之間的快速、安全、無縫的切換。
　　
　　該小組目前仍在定義自己的框架范圍，還沒有拿出草案標準。
　　
　　無線QoS
　　
　　對于無線融合應用來說，其對無線網絡的要求，最大的不同就是更為嚴格的QoS要求。所以我們著重談一下無線QoS的實現。
　　
　　目前，一個即將推出的升級軟件將改進無線網絡呼叫質量的監測，當用戶感覺到語音質量有問題時，可以觸發對無線網絡的自動調整，或通知治理人員處理在某個位置發現的問題。
　　
　　Forrester Research分析師表示，隨著無線融合應用的日益流行，以及要求電話呼叫更加可靠和清楚，目前無線網絡QoS的發展受到了幾乎所有無線主流廠商的關注。包括3Com、Broadcom、NETGEAR、Cisco/Linksys、Conexant、D-Link、HP、IBM、Intel、NEC在內的眾多廠商已經認證自己設備是否符合無線多媒體(WMM)規范。
　　
　　WMM是802.11e的RFC子集，開發WMM是為了促進使用可在多廠商設備之間互操作的QoS。這意味著企業現在可以相當“體面”地部署無線語音。當標準推出時，假如他們希望符合標準，再進行升級即可。
　　
　　QoS最大的挑戰在于WLAN是一種共享的媒介，非常像是交換技術未出現之前的以太網共享技術。WMM解決客戶設備和接入點如何交流，它們分別需要什么以及可以提供什么的信息，但沒有解決設備如何決定是否接受一條可用連接。一旦電話傳輸被接入點所接受，算法決定每臺連接在一部接入點上的設備何時開始發送，并且具有最高優先級的傳輸流更加頻繁地傳送。這些算法是為處理WLAN網絡上的沖突和重新傳輸而開發的，但經過調整可以為語音提供高于其他應用的優先級。
　　
　　WMM還需要電話為語音包添加標簽，使接入點和無線交換機可以處理具有優先級的輸入數據包，將它們分配給與接入點連接的有線網絡中合適的VLAN。很多用戶為了保證QoS和提高安全性，往往建立獨立的VLAN用于語音應用。
　　
　　無線交換機會將輸出的語音包加上最高優先級標記，以確保它們不留在接入點中等待先發送數據包。一旦VoWLAN用戶打電話，他們可能會四處移動，從而迫使無線網絡在接入點之間切換呼叫。所以漫游功能也是至關重要的。實現具有QoS的切換可能要求每臺接入點保留一些帶寬來處理未來呼叫的切換。這種帶寬緩沖區是可調節的，并由網絡經理根據他們用戶漫游的程度來設置。
　　　

　　漫游問題
　　
　　正如前面所談到的，要讓無線融合真正可用，除了QoS、安全等問題之外，與移動性密切相關的漫游功能也是一個重要話題，而移動性是無線融合最重要的賣點之一。
　　
　　用戶需要考慮:如何部署VoIP來避免接入點之間的呼叫掉線和建筑物內阻擋呼叫的障礙等問題的具體細節。用戶往往希望WLAN中的呼叫質量與有線電話的呼叫質量相同。
　　
　　要確保漫游能力，首先要保障接入點能夠覆蓋建筑物內最終用戶可能去的每一個位置。然后，必須確保部署足夠的重疊的接入點來支持可能出現的并行用戶造成的負載，保證為所有人提供完善的服務。
　　
　　穿透率也是一個重要的問題，如在醫療行業，改變墻壁構造是家常便飯，此外由于其中的一些墻壁采取了屏蔽措施，以阻擋X光，因此也會妨礙Wi-Fi的傳輸。由此需要確定無線網絡的盲點，隨后，接入點被重新配置來繞過這些盲點。
　　
　　接入點之間的負載平衡是高效率分配呼叫的要害，接入點需要在用戶同時處在多臺接入點的覆蓋區域內的環境中平均分配用戶。缺少這種特性，用戶設備將競爭接入信號最強的接入點。
　　
　　假如有了足夠的接入點來保證覆蓋，網絡經理還必須確保當打電話的人進出不同站點范圍時，設備之間的快速切換。切換必須小于50毫秒，否則打電話的人會無法忍受，這意味著謹慎的網絡設計是必不可少的。
　　
　　室外漫游是一個更有潛力的市場。盡管建筑物內的漫游可以滿足很多用戶的需要，但企業銷售人員同樣也可以從無線VoIP中受益。使用VoIP無線電話或者運行在無線PC上的VoIP軟電話軟件，用戶在公共WLAN熱點區，可以省一大筆電話費用。
　　
　　目前存在的一個要害制約因素是可供使用的公共熱點數量，盡管它們的數量正在迅速增加。即使有足夠的熱點，企業也無法控制公共熱點網絡的設計和治理，因此質量可能受到損失。此外，假如用戶希望全天候保持聯系，就必須攜帶兩部電話:一部用于Wi-Fi，另一部用于蜂窩網。
　　
　　VoWLAN部署建議
　　
　　企業如何確保在WLAN上成功部署融合應用呢。VoIP對時延和抖動的基本敏感性處理起來難度很大，因此它適合于電纜連接的分組交換環境。在使用可猜測性更低的射頻媒介(WLAN)時，這種情況變得更具挑戰性。同時，接入點間的切換造成的時延使問題變得更加復雜。
　　
　　在這種情況下進行現場調查是非常重要和必要的。這樣做的一個原因是由于語音用戶會在數據用戶不使用網絡的位置上使用網絡，如走廊或樓梯中。同樣，語音場地調查將幫助用戶取得比一般在純數據WLAN中所需要的更高的覆蓋能力，這樣語音覆蓋才會變得天衣無縫。同時，這種覆蓋能力還保證AP之間可以更輕易實現負載平衡。
　　
　　在目前的環境中，VoIP電話主要局限在802.11b技術上。在54Mbps WLAN(802.11a和802.11g)中是否將出現很多的融合應用還很難講，因為傳輸速率越高，所需要的信噪比(SNR)就越大。802.11b網絡中的最小SNR應當為25分貝。
　　
　　除了周密的現場調查，在部署WLAN融合應用時，還需要關注以下幾點:
　　
　　將AP和IP電話設置為以同樣的功率水平發射信號，以防止“單向音頻”。假如AP被配置為以不同功率水平發射信號，則將電話設置為使用最大的AP發射功率。
　　
　　在理想的射頻環境中，非重疊802.11b覆蓋蜂窩建議最小間隔5條信道(即在美國，相鄰覆蓋蜂窩要運行在1、6和11信道上，在歐洲要運行在2、7和12信道上)。
　　
　　建議每條覆蓋信道上不多于一個AP，以避免噪音的增加。
　　