利用Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)部署無(wú)線(xiàn)IP語(yǔ)音傳輸

對無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音就是“殺手級應用”。而高性能的Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)系統是殺手級IP無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。不過(guò)，不是所有的網(wǎng)狀網(wǎng)都是一模一樣的。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)越來(lái)越流行―幾乎每天都會(huì )有人宣布新部署的公共和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，添加語(yǔ)音應用的商業(yè)需求就需要網(wǎng)絡(luò )能提高總體性能，以便處理實(shí)時(shí)應用。

　　一旦網(wǎng)狀網(wǎng)中出現多個(gè)中繼段(hop)，就很容易出現一些問(wèn)題，譬如帶寬衰退、網(wǎng)絡(luò )時(shí)延和應用爭奪優(yōu)先級。如果網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣大地區，這些問(wèn)題會(huì )更加嚴重。缺乏網(wǎng)絡(luò )性能會(huì )嚴重影響Wi-Fi服務(wù)提供商最希望提供的一些實(shí)時(shí)服務(wù)，譬如VoIP。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)針對實(shí)時(shí)應用在性能方面，有四個(gè)重要需求;而將無(wú)線(xiàn)IP語(yǔ)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(wú)線(xiàn)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(luò )，將需要哪些費用?

　　Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)具有Wi-Fi的諸多優(yōu)點(diǎn)，而且大大節省了規劃、部署及運行這類(lèi)網(wǎng)絡(luò )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(gè)節點(diǎn)行不通的城域網(wǎng)環(huán)境。支持數據和語(yǔ)音的融合型Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )甚至可以得益于網(wǎng)狀網(wǎng)架構，因為部署的多個(gè)無(wú)線(xiàn)裝置擴大了覆蓋距離、提高了帶寬密度。高容量網(wǎng)狀網(wǎng)節點(diǎn)通?？梢詾闊o(wú)線(xiàn)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(luò )運行成本。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)的四個(gè)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(shí)延和端到端服務(wù)質(zhì)量，不僅僅是在無(wú)線(xiàn)手機和接入點(diǎn)之間，還要跨網(wǎng)狀網(wǎng)鏈路延伸到有線(xiàn)終結點(diǎn)(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(gè)中繼段的高吞吐量。不管中繼段有幾個(gè)(通常是3到10個(gè))，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(guān)系到所支持的語(yǔ)音和數據用戶(hù)的多少。如果跨多個(gè)中繼段的帶寬不足，就會(huì )導致用戶(hù)密度無(wú)法讓人滿(mǎn)意;還需要在網(wǎng)絡(luò )上使用額外設備及更多的有線(xiàn)終結點(diǎn)。

　　跨多個(gè)中繼段的低時(shí)延。光有高吞吐量并不夠。為了避免信號抖動(dòng)，每個(gè)中繼段必須盡量降低數據包時(shí)延。在網(wǎng)狀網(wǎng)中，必須盡量縮短數據包在任何節點(diǎn)里面的等待時(shí)間(最好縮短至每個(gè)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(gè)節點(diǎn)發(fā)來(lái)的某個(gè)數據流里面的所有數據包之前，先把某個(gè)數據包發(fā)送出去。在網(wǎng)狀網(wǎng)上傳送數據必須是異步，而不是同步。在同步情況下，需要某種高度同步的節點(diǎn)間數據包路由協(xié)議。

　　端到端服務(wù)質(zhì)量―優(yōu)先處理語(yǔ)音數據包。如果網(wǎng)絡(luò )負載很大，單單高吞吐量和低時(shí)延還不夠。為了處理爭用現象和負載需求的自發(fā)性，必須優(yōu)先處理整個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)骨干網(wǎng)上的語(yǔ)音流，并且采用端到端流量?jì)?yōu)先級劃分機制加以終結。僅僅為無(wú)線(xiàn)手機和為該設備提供服務(wù)的AP無(wú)線(xiàn)裝置(就像有線(xiàn)AP那樣)之間提供服務(wù)級別已遠遠不夠。網(wǎng)狀網(wǎng)需要整個(gè)骨干網(wǎng)都要有服務(wù)質(zhì)量，避免可能會(huì )在網(wǎng)狀網(wǎng)中的每個(gè)中繼段出現的爭用現象。這種服務(wù)級別需要自動(dòng)化(取決于基礎設施)，最好通過(guò)專(zhuān)門(mén)面向語(yǔ)音的不同的虛擬局域網(wǎng)/服務(wù)集標識符(VLAN/SSID)加以處理。802.11e離實(shí)際部署還有很遠的距離，別指望它會(huì )在不遠的將來(lái)普遍出現在無(wú)線(xiàn)基礎設施和所有客戶(hù)機設備上。

　　第二層交換網(wǎng)絡(luò )。第二層網(wǎng)絡(luò )最大程度地緩解了第三層網(wǎng)絡(luò )中出現的漫游問(wèn)題。第三層網(wǎng)絡(luò )還需要針對不同類(lèi)型的較高級協(xié)議進(jìn)行認真規劃。這兩個(gè)因素導致了性能問(wèn)題和協(xié)議配置問(wèn)題。第二層無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )則可以充當一條高級“線(xiàn)路”。

　　上述四個(gè)因素都直接影響到可擴展性(指用戶(hù)數量和網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍方面)和語(yǔ)音質(zhì)量。如果特定的多中繼段拓撲結構沒(méi)有顧及到這些需求，免不了功能有限，而且缺少語(yǔ)音質(zhì)量功能。

　　三種部署之道

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)方案各不相同，但大多數的技術(shù)源自無(wú)線(xiàn)分布系統(WDS)這一最初概念。WDS是一種無(wú)線(xiàn)AP模式，采用無(wú)線(xiàn)橋接和無(wú)線(xiàn)中繼。前者是指AP只在彼此間進(jìn)行通信，不允許無(wú)線(xiàn)客戶(hù)機訪(fǎng)問(wèn)自己。后者是指，AP不僅可以彼此通信，還可以同無(wú)線(xiàn)客戶(hù)機進(jìn)行通信。用戶(hù)流量在離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )前必須通過(guò)幾個(gè)節點(diǎn)(譬如通過(guò)有線(xiàn)局域網(wǎng))，這是各類(lèi)網(wǎng)狀網(wǎng)的固有特點(diǎn)。用戶(hù)流量到達目的地所要通過(guò)的中繼段的數量將取決于網(wǎng)絡(luò )設計、鏈路長(cháng)度、所用技術(shù)及其他不確定因素。

　　單無(wú)線(xiàn)裝置方案―同一信道傳輸各種信號單無(wú)線(xiàn)裝置方式是功能最弱的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)方案。接入點(diǎn)只使用一個(gè)無(wú)線(xiàn)電信道，并由無(wú)線(xiàn)客戶(hù)機和骨干網(wǎng)流量共享(流量在兩個(gè)AP之間轉發(fā))。如果往網(wǎng)絡(luò )上添加更多的AP，更多比例的無(wú)線(xiàn)帶寬會(huì )專(zhuān)門(mén)用來(lái)轉發(fā)骨干網(wǎng)流量，從而使得無(wú)線(xiàn)客戶(hù)機沒(méi)有多少容量可以使用，因為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是共享介質(zhì)。另外，AP也無(wú)法同時(shí)進(jìn)行收發(fā);有效距離內的另一個(gè)AP在傳輸信號時(shí)，它也無(wú)法發(fā)送。這樣一來(lái)，僅僅通過(guò)3個(gè)中繼段后，就會(huì )導致時(shí)延讓人無(wú)法接受。

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