利用Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)部署無線IP語音傳輸

對無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡來說，語音就是“殺手級應用”。而高性能的Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)系統(tǒng)是殺手級IP無線網(wǎng)絡。不過，不是所有的網(wǎng)狀網(wǎng)都是一模一樣的。隨著無線網(wǎng)狀網(wǎng)越來越流行―幾乎每天都會有人宣布新部署的公共和專用網(wǎng)絡，添加語音應用的商業(yè)需求就需要網(wǎng)絡能提高總體性能，以便處理實時應用。

　　一旦網(wǎng)狀網(wǎng)中出現(xiàn)多個中繼段(hop)，就很容易出現(xiàn)一些問題，譬如帶寬衰退、網(wǎng)絡時延和應用爭奪優(yōu)先級。如果網(wǎng)絡覆蓋廣大地區(qū)，這些問題會更加嚴重。缺乏網(wǎng)絡性能會嚴重影響Wi-Fi服務提供商最希望提供的一些實時服務，譬如VoIP。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)針對實時應用在性能方面，有四個重要需求;而將無線IP語音傳輸(wVoIP)部署到Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)上，則可采用三種網(wǎng)狀網(wǎng)架構;多無線裝置、多射頻架構對部署所需的資本費用，是否有積極的影響，運維這些網(wǎng)絡，將需要哪些費用?

　　Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)具有Wi-Fi的諸多優(yōu)點，而且大大節(jié)省了規(guī)劃、部署及運行這類網(wǎng)絡所需的費用，尤其是在難以聯(lián)網(wǎng)、不可能聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境，以及/ 或者在幾十平方英里內連接上百個節(jié)點行不通的城域網(wǎng)環(huán)境。支持數(shù)據(jù)和語音的融合型Wi-Fi網(wǎng)絡甚至可以得益于網(wǎng)狀網(wǎng)架構，因為部署的多個無線裝置擴大了覆蓋距離、提高了帶寬密度。高容量網(wǎng)狀網(wǎng)節(jié)點通?？梢詾闊o線基礎設施設備及安裝提供最低的帶寬成本，另外還便于降低網(wǎng)絡運行成本。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)的四個需求

　　網(wǎng)狀網(wǎng)基礎設施性能必須能夠提供高吞吐量、低時延和端到端服務質量，不僅僅是在無線手機和接入點之間，還要跨網(wǎng)狀網(wǎng)鏈路延伸到有線終結點(通常是IP交換機)。正因為如此，網(wǎng)狀網(wǎng)骨干網(wǎng)必須提供：

　　跨多個中繼段的高吞吐量。不管中繼段有幾個(通常是3到10個)，網(wǎng)狀網(wǎng)骨干網(wǎng)必須能夠支持流量負載。提供高吞吐量的能力直接關系到所支持的語音和數(shù)據(jù)用戶的多少。如果跨多個中繼段的帶寬不足，就會導致用戶密度無法讓人滿意;還需要在網(wǎng)絡上使用額外設備及更多的有線終結點。

　　跨多個中繼段的低時延。光有高吞吐量并不夠。為了避免信號抖動，每個中繼段必須盡量降低數(shù)據(jù)包時延。在網(wǎng)狀網(wǎng)中，必須盡量縮短數(shù)據(jù)包在任何節(jié)點里面的等待時間(最好縮短至每個中繼段僅為可忽略不計的5毫秒)。正因為如此，應當在接收到前一個節(jié)點發(fā)來的某個數(shù)據(jù)流里面的所有數(shù)據(jù)包之前，先把某個數(shù)據(jù)包發(fā)送出去。在網(wǎng)狀網(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)必須是異步，而不是同步。在同步情況下，需要某種高度同步的節(jié)點間數(shù)據(jù)包路由協(xié)議。

　　端到端服務質量―優(yōu)先處理語音數(shù)據(jù)包。如果網(wǎng)絡負載很大，單單高吞吐量和低時延還不夠。為了處理爭用現(xiàn)象和負載需求的自發(fā)性，必須優(yōu)先處理整個網(wǎng)狀網(wǎng)骨干網(wǎng)上的語音流，并且采用端到端流量優(yōu)先級劃分機制加以終結。僅僅為無線手機和為該設備提供服務的AP無線裝置(就像有線AP那樣)之間提供服務級別已遠遠不夠。網(wǎng)狀網(wǎng)需要整個骨干網(wǎng)都要有服務質量，避免可能會在網(wǎng)狀網(wǎng)中的每個中繼段出現(xiàn)的爭用現(xiàn)象。這種服務級別需要自動化(取決于基礎設施)，最好通過專門面向語音的不同的虛擬局域網(wǎng)/服務集標識符(VLAN/SSID)加以處理。802.11e離實際部署還有很遠的距離，別指望它會在不遠的將來普遍出現(xiàn)在無線基礎設施和所有客戶機設備上。

　　第二層交換網(wǎng)絡。第二層網(wǎng)絡最大程度地緩解了第三層網(wǎng)絡中出現(xiàn)的漫游問題。第三層網(wǎng)絡還需要針對不同類型的較高級協(xié)議進行認真規(guī)劃。這兩個因素導致了性能問題和協(xié)議配置問題。第二層無線網(wǎng)絡則可以充當一條高級“線路”。

　　上述四個因素都直接影響到可擴展性(指用戶數(shù)量和網(wǎng)絡覆蓋范圍方面)和語音質量。如果特定的多中繼段拓撲結構沒有顧及到這些需求，免不了功能有限，而且缺少語音質量功能。

　　三種部署之道

　　無線網(wǎng)狀網(wǎng)方案各不相同，但大多數(shù)的技術源自無線分布系統(tǒng)(WDS)這一最初概念。WDS是一種無線AP模式，采用無線橋接和無線中繼。前者是指AP只在彼此間進行通信，不允許無線客戶機訪問自己。后者是指，AP不僅可以彼此通信，還可以同無線客戶機進行通信。用戶流量在離開網(wǎng)絡前必須通過幾個節(jié)點(譬如通過有線局域網(wǎng))，這是各類網(wǎng)狀網(wǎng)的固有特點。用戶流量到達目的地所要通過的中繼段的數(shù)量將取決于網(wǎng)絡設計、鏈路長度、所用技術及其他不確定因素。

　　單無線裝置方案―同一信道傳輸各種信號單無線裝置方式是功能最弱的無線網(wǎng)狀網(wǎng)方案。接入點只使用一個無線電信道，并由無線客戶機和骨干網(wǎng)流量共享(流量在兩個AP之間轉發(fā))。如果往網(wǎng)絡上添加更多的AP，更多比例的無線帶寬會專門用來轉發(fā)骨干網(wǎng)流量，從而使得無線客戶機沒有多少容量可以使用，因為無線網(wǎng)絡是共享介質。另外，AP也無法同時進行收發(fā);有效距離內的另一個AP在傳輸信號時，它也無法發(fā)送。這樣一來，僅僅通過3個中繼段后，就會導致時延讓人無法接受。

　　只要簡單算一下，就可以證明：在這種單無線裝置方案中，每個無線客戶機只有很有限的吞吐量可以使用。譬如，假如你有5個AP，每個AP與20個無線客戶機相連，因為所有AP和客戶機共享同一個802.11b信道(5Mbps)，所以相當于每個用戶只有50K至100Kbps―吞吐量與撥號連接一樣。又因為所有無線客戶機和AP必須在同一個信道上工作，網(wǎng)絡爭用和射頻干擾就會導致時延無法預測。