淺談WLAN無線網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)分析

2008年北京奧運會將要舉行,為了應(yīng)對屆時互聯(lián)網(wǎng)高負(fù)荷的應(yīng)用,所以在這一年將是我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最快的一年。隨著WiFi標(biāo)準(zhǔn)的改善、802.11芯片體積不斷減小而功能不斷擴充,無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)語音(VoWLAN)電話系統(tǒng)的可行性也逐漸提升。雙頻移動電話可使用WLAN連線提供可靠的屋內(nèi)話音服務(wù),而寬帶電話服務(wù)則通過WLAN連結(jié)筆記本電腦。另一方面,架構(gòu)于WLAN的網(wǎng)絡(luò)電話手機,由于只需一臺WLAN基地站便能輕易支持多個手機,與具備低成本優(yōu)勢的傳統(tǒng)無線電話機相比毫不遜色。

802.11標(biāo)準(zhǔn)建立了提供可靠、高性能的WiFi網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)所需之基本機制。其中最明顯的就是安全性(802.11i/WPA)與QoS(802.11e/Wi-Fi多媒體)。此外,諸如Atheros開放程序碼的JumpStart for Wireless這類單鍵安全設(shè)定法,可讓所有使用者即使在手機無法顯示英文字母與數(shù)字的狀況下,仍能快速設(shè)定WLAN網(wǎng)絡(luò)電話手機的組態(tài)。

WLAN網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)中其中一項尚未標(biāo)準(zhǔn)化的項目為輪詢方法(polling method)。因此本文就現(xiàn)有的兩種輪詢方法,分別討論其不同的優(yōu)點和缺點,并且特別著墨于移動裝置中最關(guān)鍵的要素──耗電量。

所有降低耗電量的方法,均必須盡可能讓用戶裝置使用低功耗的睡眠模式,而802.11芯片必需以睡眠模式中最低的耗電量以支持此作法802.11芯片必須以睡眠模式的最低可能耗電量支持此種作法。例如,Atheros 的AR6000移動型射頻單芯片(radio-on-a-chip mobile;ROCm)裝置,實現(xiàn)了極低耗能量的睡眠模式,以及自動省電模式(Automatic Power-Save Delivery;APSD)技術(shù)。ROCm同時提供絕佳的性能,能啟用高速傳輸以縮短發(fā)送/接收的時間,而芯片上的嵌入式處理器之自給式驅(qū)動程序,可分?jǐn)偺幚碇鳈C處理器上的經(jīng)常性的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)操作。通過以上的做法與其他省電策略,ROCm芯片能改善WLAN操作的耗電效率,效果可比傳統(tǒng)WLAN芯片的高達(dá)六倍,因此能改善電池壽命,F(xiàn)時可實現(xiàn)各種VoIP應(yīng)用的新一代802.11裝置,就包含這類的芯片。

將語音導(dǎo)入WLAN

802.11 WLAN可利用高性能的元件以提供可靠的整體性能,然而,此媒體的特性在處理語音流量時,仍面對相當(dāng)嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。由于WLAN使用免執(zhí)照頻譜,因此必須容忍來自不同外部裝置與其他WLAN的大量干擾。此外,如同其他IP網(wǎng)絡(luò),WLAN并不支持同步操作(synchronous operation)。因此,通常無法在微秒級下做預(yù)測。由于VoIP是以固定時間間隔產(chǎn)生VoIP封包(即訊框)的固定數(shù)碼速率(CBR)應(yīng)用,因此WLAN的CSMA競爭法明顯缺乏中央同步時序(centralized synchronous timing)。

此現(xiàn)象與移動電話系統(tǒng)所實作的標(biāo)準(zhǔn)電話機制形成更大的對比。移動電話系統(tǒng)使用授權(quán)頻譜與小心規(guī)劃的基地站部署,務(wù)求將無線電干擾減至最低。移動電話系統(tǒng)從電話到骨干線路都保持同步,于是能掌握微秒層級的時序而且永不偏離,也因此能預(yù)知容量的大小,且容量提供給單一類別服務(wù)設(shè)計應(yīng)用:語音。

這些移動電話系統(tǒng)的特性令它能輕易符合ITU-T建議的G.114標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)指定端點對端點延遲預(yù)算不得大于150微秒。由于移動電話系統(tǒng)整體的架構(gòu)采用可決定的方式應(yīng)用時脈語音封包,因此不需因為要確保低延遲,而對語音封包以特殊的服務(wù)品質(zhì)(QoS)機制排定優(yōu)先順序。移動電話系統(tǒng)利用現(xiàn)有時槽、多工與語音服務(wù)管理加入資料服務(wù)。

WLAN則剛好相反,語音服務(wù)必須借助于原本針對資料而設(shè)計的功能。WLAN僅能用到端點對端點延遲預(yù)算150微秒的一部份,如果兩端都使用WLAN進(jìn)行對話,那么延遲預(yù)算還要更進(jìn)一步縮限。此外,若語音封包必須跨越網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)或忙碌的企業(yè)網(wǎng)絡(luò),那么封包將無法避免延遲抵達(dá),有時甚至無法抵達(dá)。遲到的封包可能成群抵達(dá)。


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