優(yōu)化Wi-Fi視頻傳輸的WLAN設計

從IPTV流到FaceTime視頻，企業(yè)視頻應用快速增長(cháng)。通常這些視頻通過(guò)連接企業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的移動(dòng)設備發(fā)送和接收?，F在網(wǎng)絡(luò )管理員必須實(shí)施一種新的WLAN設計來(lái)優(yōu)化無(wú)線(xiàn)視頻傳輸，避免其性能下降。

視頻WLAN設計所面臨的挑戰遠遠超出了帶寬限制

在建立一個(gè)支持視頻應用的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)時(shí)，容量顯然是要考慮的一個(gè)因素，但容量并不僅僅只是簡(jiǎn)單的帶寬問(wèn)題。視頻應用的帶寬需求是受分辨率，幀速率和編解碼器影響的。例如，一個(gè)720p或1080p的監控攝像頭要記錄每秒6-10幀(FPS)并采用H.264編碼，就需要1到2 Mbps帶寬。然而，要觀(guān)看一個(gè)72英寸120-240 FPS的高清視頻可能需要高達30 Mbps的帶寬才能達到令人滿(mǎn)意的觀(guān)看體驗。

編碼解碼器可以以質(zhì)量為代價(jià)來(lái)減少吞吐量，但它支持多網(wǎng)絡(luò )電視(IPTV)頻道。而且鏡像數據也會(huì )用盡可用的AP或RF容量。視頻在高密度環(huán)境(如教室和宿舍)的流行，加劇了在線(xiàn)時(shí)間的爭奪。更糟糕的是，很多視頻流采用組播的方式來(lái)減少有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的負載，但通過(guò)Wi-Fi，組播降低了對最弱(最老的最遙遠的距離)的客戶(hù)端的數據比率。在一個(gè)充滿(mǎn)了各種消費電子設備的大廳中，質(zhì)量差的問(wèn)題肯定還是存在的，除非采取進(jìn)一步的措施來(lái)優(yōu)化和優(yōu)先視頻傳輸。

定義無(wú)線(xiàn)視頻應用的容量需求

確保無(wú)線(xiàn)視頻性能的第一個(gè)步是建立WLAN中視頻和多媒體應用上所需的網(wǎng)絡(luò )容量和性能要求。Aruba網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )供應商建議將視頻分為下面的幾類(lèi)：

• 通過(guò)Wi-Fi廣播IPTV。這需要在許多高帶寬(1到4 Mbps的SD或6到10 Mbps HD)通道上，為每個(gè)通道的用戶(hù)單行向下傳輸對延遲不敏感的流量。

• 通過(guò)Wi-Fi的現場(chǎng)活動(dòng)視頻流媒體(網(wǎng)絡(luò )廣播)。這需要單向下行交付延遲不敏感的流量，特別是所有用戶(hù)觀(guān)看的超過(guò)單一高帶寬(1-4 Mbps)的信道。

• 通過(guò)Wi-Fi 的IP監控錄像。這需要上行鏈路或下行鏈路傳輸延遲不敏感流量，為一小部分觀(guān)眾用許多通道交付不同質(zhì)量(500 Kbps到2 Mbps)的視頻。

• 交互式視頻會(huì )議。這是雙向交付受流量延遲和抖動(dòng)(最多為150至200毫秒)影響的流量，但雙方需要低對稱(chēng)的帶寬(1 Mbps)。

• 視頻點(diǎn)播(培訓，預錄節目)。這需要單向下行鏈路交付延遲不敏感的流量，每個(gè)信道同時(shí)有多個(gè)用戶(hù)消耗高帶寬信道(1至4個(gè)Mbps的SD或6至10 Mbps的HD)。

這些例子說(shuō)明了所有的視頻和多媒體的WLAN部署的變換：方向性，吞吐量，時(shí)延和抖動(dòng)容限，以及渠道和用戶(hù)的數量。另一個(gè)關(guān)鍵指標是容錯率，低封包錯誤率通常是有的，但也能給UDP組播帶來(lái)問(wèn)題。

設計注意事項：交付無(wú)線(xiàn)視頻的802.11n無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

幸運的是，企業(yè)WLAN產(chǎn)品已足夠成熟來(lái)為視頻和其他多媒體應用提供堅實(shí)的基礎。視頻WLAN應該使用802.11n來(lái)增加容量，密度和可靠性。802.11n的功能和設計方面需要重點(diǎn)考慮的要素包括：

通過(guò)多輸入多輸出(MIMO)天線(xiàn)進(jìn)行通道綁定和空間復用，增加每個(gè)無(wú)線(xiàn)電的能力到450 Mbps(3X3)或600 Mbps(4×4)速率，使每個(gè)AP支持更多的視頻用戶(hù)。

• 每個(gè)用戶(hù)的可用吞吐量將會(huì )受到Wi-Fi客戶(hù)端能力的限制，尤其是智能手機和帶有1x1 MIMO(最高65 Mbps速率，隨距離而降低)技術(shù)的平板電腦。這對單一視頻流來(lái)說(shuō)可能已經(jīng)足夠，但要緊記，速度較慢的客戶(hù)端可能會(huì )把每個(gè)用戶(hù)的視頻性能拉下，設計WLAN時(shí)要考慮到這些較低數據速率。

• 利用802.11n標準選項，如A- MPDU(MAC協(xié)議數據單元)和塊確認，來(lái)進(jìn)一步增加延遲不敏感單向視頻流的數據吞吐量。

• 802.11n設備可以支持2.4 GHz和/或5 GHz。當需要更高的吞吐量時(shí)，要充分利用5 GHz的信道。例如，使用預測WLAN規劃師設計的覆蓋范圍，替換AP滿(mǎn)足吞吐量，用戶(hù)密度、用戶(hù)速率的上行和下行帶寬需要。但不要覺(jué)得一個(gè)強烈的信號就會(huì )有高質(zhì)量的視頻，要經(jīng)常驗證性能。

• 使用Wi-Fi多媒體(WMM)優(yōu)先級讓視頻比數據有更多的在線(xiàn)時(shí)間，但不會(huì )消耗所有可用的帶寬。給對延遲和抖動(dòng)(如VoIP，視頻會(huì )議等)的應用的優(yōu)先級要比單向數據流更高。WMM準入控制可能有助于避免一個(gè)AP負載過(guò)多。