無線局域網(wǎng)——展望未來
標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)
符合802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)為市場(chǎng)上無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展搭建了穩(wěn)定的平臺(tái)。Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)可保證不同廠商產(chǎn)品的互操作性,從而確保最終消費(fèi)者投資的安全。隨著與802.11b同在2.4 GHz帶寬上運(yùn)行的更新802.11g網(wǎng)絡(luò)的推出,無線網(wǎng)絡(luò)得到進(jìn)一步發(fā)展。它既能支持更高速率(最大54Mb/s),又具有向下兼容的特性。此外,消費(fèi)者也可以選擇在5 GHz頻段上以相同的速率運(yùn)行802.11a系統(tǒng)。然而,在歐洲,這種選擇受到一些管制規(guī)則的限制(見802.11h部分)。目前,支持兩種頻率的系統(tǒng)正在競(jìng)相投放市場(chǎng),它們被稱作“多�！薄ⅰ癱ombo”或“802.11a/b/g”等。Wi-Fi聯(lián)盟正在對(duì)這些速度更快的網(wǎng)絡(luò)類型的互操作性進(jìn)行測(cè)試。但迄今為止,還沒有任何WLAN可以保證能達(dá)到傳輸話音和視頻流的帶寬和服務(wù)質(zhì)量要求。為了解決這個(gè)問題, 802.11e標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被提出來了,雖然還沒有得到最后通過,但當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的提出使基于802.11/Wi-Fi的業(yè)務(wù)、服務(wù)質(zhì)量得到了飛躍。不過還是有一些額外的需求被提出來,比如說在移動(dòng)的設(shè)備上進(jìn)行基于音頻和視頻的娛樂活動(dòng)。所以盡管近些年基于802.11業(yè)務(wù)的能力和性能得到迅猛發(fā)展,但是目前的情況只是在更新更強(qiáng)業(yè)務(wù)提供出來前的一瞬間,這種更新更強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)就是802.11n, 這種標(biāo)準(zhǔn)基于增強(qiáng)的射頻技術(shù), 能夠提供更高的帶寬,增強(qiáng)的糾錯(cuò)性能和流量管理特性。
服務(wù)質(zhì)量—802.11e
WLAN網(wǎng)絡(luò)符合CSMA機(jī)制,與人們熟悉的以太網(wǎng)類似,它也根據(jù)突發(fā)式訪問機(jī)制(在本文中通常稱為“盡力而為”)傳輸數(shù)據(jù)。由于特定的傳輸頻率在某個(gè)地點(diǎn)和時(shí)間只能由一個(gè)站點(diǎn)連續(xù)使用,因而我們使用CSMA機(jī)制盡可能公平地為網(wǎng)絡(luò)上的所有服務(wù)器服務(wù)。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),每個(gè)站點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)量總體而言是相同的,但隨著時(shí)間推移,我們并不能保證數(shù)據(jù)容量,也不能保證它們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)可以得到平等分配。在原來的802.11標(biāo)準(zhǔn)中,它被稱為分布式協(xié)調(diào)功能(DCF),也稱為點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF),后者鮮為人知,因?yàn)樗鼜膩頉]有實(shí)施過。在PCF中,WLAN的接入點(diǎn)(AP)可以設(shè)定固定的時(shí)間階段,此階段DCF功能被關(guān)閉,即所謂的無競(jìng)爭(zhēng)階段(CFP)。在這段時(shí)間內(nèi),屬于DCF區(qū)域的站點(diǎn)被要求保持靜默或者不激活狀態(tài),而AP則輪詢屬于PCF區(qū)域的站點(diǎn),從而提供一種“準(zhǔn)服務(wù)質(zhì)量”。然而,PCF雖然具有固有的QoS能力,但還是存在一些不足,所以從未得到正式應(yīng)用。
802.11e的QoS標(biāo)準(zhǔn)目前仍在制訂過程中,它在QoS的管理上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,使得推廣類似Voice over 802.11的業(yè)務(wù)成為現(xiàn)實(shí)。但是在802.11e的規(guī)范中仍然需要包括或增強(qiáng)相應(yīng)特性,從而保證“無線娛樂”這樣多媒體流業(yè)務(wù)能夠得到象有線傳輸一樣的質(zhì)量。802.11e為網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)創(chuàng)建分配帶寬的機(jī)制,并為物理介質(zhì)(如果媒介無法再傳輸數(shù)據(jù),例如嚴(yán)重干擾,將不能保證數(shù)據(jù)速率。因而這些保證只針對(duì)“已在運(yùn)行的媒介”)中可能發(fā)生的意外情況提供時(shí)間保證。該標(biāo)準(zhǔn)提供了兩種機(jī)制,既可單獨(dú)使用,也可結(jié)合使用。這種功能稱為無線多媒體擴(kuò)展(WME),而在標(biāo)準(zhǔn)中又被稱為擴(kuò)展數(shù)據(jù)信道訪問(EDCA),它可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先權(quán)分配。為此,每個(gè)站點(diǎn)和AP可以實(shí)現(xiàn)最多4種類別(背景、盡力而為、視頻、音頻),根據(jù)802.1d區(qū)分優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包將被映射到訪問類別。QoS的實(shí)現(xiàn)如圖1所示。
為執(zhí)行該功能,每個(gè)站點(diǎn)的傳輸終端具有相應(yīng)的4個(gè)等候隊(duì)列,發(fā)送到傳輸終端的數(shù)據(jù)包可以進(jìn)行分類。此外,每個(gè)站點(diǎn)的規(guī)則是：清空優(yōu)先級(jí)較高的隊(duì)列,然后處理優(yōu)先級(jí)較低的隊(duì)列。作為標(biāo)準(zhǔn)類別,“盡力而為”業(yè)務(wù)可與DCF進(jìn)行協(xié)調(diào)。背景數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)最低,只有在網(wǎng)絡(luò)允許時(shí)才被傳輸。顧名思義,視頻和音頻就是傳輸圖像和話音,此時(shí)應(yīng)該考慮到它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的特定需求。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的需要,這時(shí)站點(diǎn)不能象以往那樣,只為一個(gè)數(shù)據(jù)包占用無線網(wǎng)絡(luò),而是為一個(gè)系列的數(shù)據(jù)包 (在此定義TXOP為傳輸機(jī)會(huì)),這對(duì)視頻系列尤為有利。但必須注意的是,EDCA過程也稱作參數(shù)化的服務(wù)質(zhì)量控制,是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)上的優(yōu)先權(quán)分配方法。從長(zhǎng)期來看,具有更高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流仍然會(huì)被分配給更多的帶寬。就短時(shí)間間隔來說,低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流的速率也可能比中優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流的速率快。EDCA無法為嚴(yán)格的同步數(shù)據(jù)流或?qū)崟r(shí)應(yīng)用提供足夠的安全性。
