隨著各種無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,當(dāng)今市場已經(jīng)對于各種技術(shù)提出了苛刻的需求,必須滿足用戶需求的技術(shù)才能夠很好地生存下來。起源于軍事領(lǐng)域的移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)從上個世紀(jì)末開始便受到了各大研究組織的瘋狂關(guān)注,因為其易部署、自管理、不依賴于基礎(chǔ)設(shè)施等特性滿足災(zāi)害、野戰(zhàn)等場景的需求,但是由于其性能和成本的劣勢至今沒有得到民用設(shè)施的廣泛應(yīng)用。
為了改進(jìn)MANET使其適用于民用網(wǎng)絡(luò),無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network)最近幾年被提出,其核心思想是將傳統(tǒng)MANET中既充當(dāng)路由器又充當(dāng)主機(jī)的對等節(jié)點在物理上分離為無線網(wǎng)狀路由器(wireless mesh router)節(jié)點和無線網(wǎng)狀客戶端(wireless mesh client)節(jié)點,并且通過邊界網(wǎng)關(guān)將無線網(wǎng)狀路由器接入Internet。
無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)繼承了MANET自組織的優(yōu)點,并且還具有高帶寬、低成本、可靠、可擴(kuò)展等優(yōu)勢。因為無線網(wǎng)狀路由器屬于固定設(shè)備,部署后不輕易移動,所以其成本相對支持移動MANET的網(wǎng)卡低廉,眾所周知無線傳輸?shù)膸捄途嚯x成反比,因此增加低成本的無線網(wǎng)狀路由器可以有效增加傳輸帶寬。其次,由于無線網(wǎng)狀路由器之間是網(wǎng)狀的連接,因此一條鏈路的失效并不影響傳輸,這樣的網(wǎng)絡(luò)具有高度的可靠性。再次,由于無線網(wǎng)狀網(wǎng)繼承了移動自組織網(wǎng)絡(luò)的自管理特點,擴(kuò)充的無線路由器能夠進(jìn)行自配置,因此具有高度的可擴(kuò)展性。最后,無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)滿足了任何民用設(shè)施都不可缺少的Internet接入需求,比起MANET更為實用。
正是因為這樣的優(yōu)勢,無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前各大研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點,而其對于上層應(yīng)用支持的焦點則聚集在了移動話音業(yè)務(wù),而傳統(tǒng)MANET對于VOIP業(yè)務(wù)的性能評估結(jié)果總是差強(qiáng)人意。在此,人們非常關(guān)注無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能否滿足用戶對于實時話音業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求。
專業(yè)測試公司Iometrix日前基于IEEE 802.11工作組的在研草案進(jìn)行了首次無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的性能評估測試工作。這項測試比較了當(dāng)前最為流行的兩類無線網(wǎng)狀網(wǎng)解決方案:室內(nèi)單路無線回程(single-radio wireless backhaul)解決方案和室外多路無線網(wǎng)狀網(wǎng)(multi-radio outdoor mesh)解決方案。
這項測試通過單項時延、抖動和丟包率等指標(biāo)來評估平均意見分(即Mean Opinion Socore,簡稱MOS,是電信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用戶對于話音質(zhì)量主觀體驗的評估指標(biāo))。這項測試同時還評估了用戶漫游場景下的切換時延等性能。最終的測試數(shù)據(jù)被有效地分析和提取出來,以表征和無線網(wǎng)狀網(wǎng)VOIP應(yīng)用相關(guān)的系統(tǒng)特性。以下篇章我們基于測試結(jié)果詳細(xì)分析無線網(wǎng)狀網(wǎng)承載VOIP應(yīng)用的性能特點。話音質(zhì)量對于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)
隨著無線網(wǎng)狀網(wǎng)應(yīng)用的日趨廣泛,使其支持話音應(yīng)用的需求急劇增加。如何性能合乎要求,用戶非常樂意用廉價的基于無線網(wǎng)狀網(wǎng)的VOIP業(yè)務(wù)取代蜂窩電話,因為這樣的無線VOIP應(yīng)用資費基本等同于無線寬帶基礎(chǔ)設(shè)施接入的費用。而市場上新進(jìn)增加的各種結(jié)合802.11接入和蜂窩網(wǎng)絡(luò)接入的雙模手機(jī)更是加劇了這種趨勢。
然而,要想無線VOIP能夠滿足用戶對于話音質(zhì)量的需求,其底層無線接入網(wǎng)絡(luò)必須具有高吞吐量、低時延、話音分組包端到端優(yōu)先排隊等特性,目前并不是所有的無線網(wǎng)狀網(wǎng)都滿足這樣的需求。
特別值得注意的是,由于多跳(Multi-hop,即接入網(wǎng)中的無線傳輸需要經(jīng)過多個無線路由器才能到達(dá)AP。在傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)中,無線傳輸僅僅是從移動終端到AP的一跳接入,而引入移動自組織網(wǎng)絡(luò)后,允許無線傳輸經(jīng)由多個無線設(shè)備到達(dá)接入點,無線網(wǎng)狀網(wǎng)的路由器繼承了移動自組織網(wǎng)絡(luò)這樣的特性。)特性在無線網(wǎng)狀網(wǎng)中被保留,相應(yīng)會引起帶寬衰減、網(wǎng)絡(luò)延時等性能問題。這樣的性能問題在無線網(wǎng)狀網(wǎng)部署規(guī)模擴(kuò)大的時候可能會被放大得更為明顯。
為了支持VOIP應(yīng)用,無線網(wǎng)狀網(wǎng)的路由器節(jié)點還需要合理地管理無線網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端的其他業(yè)務(wù)流,使其不影響對于實時性要求較高的VOIP數(shù)據(jù)包的傳送優(yōu)先級。而目前的問題在于,標(biāo)準(zhǔn)化工作中已經(jīng)規(guī)定了的對于話音類業(yè)務(wù)分組包的優(yōu)先級,并沒有在實際部署中被無線網(wǎng)狀網(wǎng)路由器節(jié)點有效地采用,因為這些節(jié)點不能很好地識別客戶端發(fā)起的VOIP數(shù)據(jù)包。
為了改進(jìn)MANET使其適用于民用網(wǎng)絡(luò),無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network)最近幾年被提出,其核心思想是將傳統(tǒng)MANET中既充當(dāng)路由器又充當(dāng)主機(jī)的對等節(jié)點在物理上分離為無線網(wǎng)狀路由器(wireless mesh router)節(jié)點和無線網(wǎng)狀客戶端(wireless mesh client)節(jié)點,并且通過邊界網(wǎng)關(guān)將無線網(wǎng)狀路由器接入Internet。
無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)繼承了MANET自組織的優(yōu)點,并且還具有高帶寬、低成本、可靠、可擴(kuò)展等優(yōu)勢。因為無線網(wǎng)狀路由器屬于固定設(shè)備,部署后不輕易移動,所以其成本相對支持移動MANET的網(wǎng)卡低廉,眾所周知無線傳輸?shù)膸捄途嚯x成反比,因此增加低成本的無線網(wǎng)狀路由器可以有效增加傳輸帶寬。其次,由于無線網(wǎng)狀路由器之間是網(wǎng)狀的連接,因此一條鏈路的失效并不影響傳輸,這樣的網(wǎng)絡(luò)具有高度的可靠性。再次,由于無線網(wǎng)狀網(wǎng)繼承了移動自組織網(wǎng)絡(luò)的自管理特點,擴(kuò)充的無線路由器能夠進(jìn)行自配置,因此具有高度的可擴(kuò)展性。最后,無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)滿足了任何民用設(shè)施都不可缺少的Internet接入需求,比起MANET更為實用。
正是因為這樣的優(yōu)勢,無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前各大研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點,而其對于上層應(yīng)用支持的焦點則聚集在了移動話音業(yè)務(wù),而傳統(tǒng)MANET對于VOIP業(yè)務(wù)的性能評估結(jié)果總是差強(qiáng)人意。在此,人們非常關(guān)注無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能否滿足用戶對于實時話音業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求。
專業(yè)測試公司Iometrix日前基于IEEE 802.11工作組的在研草案進(jìn)行了首次無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的性能評估測試工作。這項測試比較了當(dāng)前最為流行的兩類無線網(wǎng)狀網(wǎng)解決方案:室內(nèi)單路無線回程(single-radio wireless backhaul)解決方案和室外多路無線網(wǎng)狀網(wǎng)(multi-radio outdoor mesh)解決方案。
這項測試通過單項時延、抖動和丟包率等指標(biāo)來評估平均意見分(即Mean Opinion Socore,簡稱MOS,是電信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用戶對于話音質(zhì)量主觀體驗的評估指標(biāo))。這項測試同時還評估了用戶漫游場景下的切換時延等性能。最終的測試數(shù)據(jù)被有效地分析和提取出來,以表征和無線網(wǎng)狀網(wǎng)VOIP應(yīng)用相關(guān)的系統(tǒng)特性。以下篇章我們基于測試結(jié)果詳細(xì)分析無線網(wǎng)狀網(wǎng)承載VOIP應(yīng)用的性能特點。話音質(zhì)量對于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)
隨著無線網(wǎng)狀網(wǎng)應(yīng)用的日趨廣泛,使其支持話音應(yīng)用的需求急劇增加。如何性能合乎要求,用戶非常樂意用廉價的基于無線網(wǎng)狀網(wǎng)的VOIP業(yè)務(wù)取代蜂窩電話,因為這樣的無線VOIP應(yīng)用資費基本等同于無線寬帶基礎(chǔ)設(shè)施接入的費用。而市場上新進(jìn)增加的各種結(jié)合802.11接入和蜂窩網(wǎng)絡(luò)接入的雙模手機(jī)更是加劇了這種趨勢。
然而,要想無線VOIP能夠滿足用戶對于話音質(zhì)量的需求,其底層無線接入網(wǎng)絡(luò)必須具有高吞吐量、低時延、話音分組包端到端優(yōu)先排隊等特性,目前并不是所有的無線網(wǎng)狀網(wǎng)都滿足這樣的需求。
特別值得注意的是,由于多跳(Multi-hop,即接入網(wǎng)中的無線傳輸需要經(jīng)過多個無線路由器才能到達(dá)AP。在傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)中,無線傳輸僅僅是從移動終端到AP的一跳接入,而引入移動自組織網(wǎng)絡(luò)后,允許無線傳輸經(jīng)由多個無線設(shè)備到達(dá)接入點,無線網(wǎng)狀網(wǎng)的路由器繼承了移動自組織網(wǎng)絡(luò)這樣的特性。)特性在無線網(wǎng)狀網(wǎng)中被保留,相應(yīng)會引起帶寬衰減、網(wǎng)絡(luò)延時等性能問題。這樣的性能問題在無線網(wǎng)狀網(wǎng)部署規(guī)模擴(kuò)大的時候可能會被放大得更為明顯。
為了支持VOIP應(yīng)用,無線網(wǎng)狀網(wǎng)的路由器節(jié)點還需要合理地管理無線網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端的其他業(yè)務(wù)流,使其不影響對于實時性要求較高的VOIP數(shù)據(jù)包的傳送優(yōu)先級。而目前的問題在于,標(biāo)準(zhǔn)化工作中已經(jīng)規(guī)定了的對于話音類業(yè)務(wù)分組包的優(yōu)先級,并沒有在實際部署中被無線網(wǎng)狀網(wǎng)路由器節(jié)點有效地采用,因為這些節(jié)點不能很好地識別客戶端發(fā)起的VOIP數(shù)據(jù)包。