無線局域網技術在VOIP系統中的應用與分析

趙曉紅，王麗燕

1.內蒙古牙克石市聯通分公司，內蒙牙克石市 022150

2.內蒙古扎蘭屯市聯通分公司，內蒙扎蘭屯市 162650

無線局域網技術在VOIP系統中的應用與分析

趙曉紅，王麗燕

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隨著無線局域網技術和VOIP技術的蓬勃發展，將無線局域網技術和VOIP技術結合起來構成無線VOIP系統越來越受到重視，本文就無線VOIP系統的實現和無線VOIP系統端到端的時延問題進行了一些探討，并闡述了看法。

無線局域網；VOIP；無線VOIP系統；時延

無線局域網是利用無線電射頻(RF)或紅外線(IR)等無線傳輸媒體與技術構成的網絡通訊系統，和傳統的有線網絡相比，利用無線傳輸技術使得用戶真正達到了信息隨身化，極大的方便了用戶的使用，而伴隨著VOIP技術的蓬勃發展，如何將VOIP系統有效的建立在無線局域網之上一直是一個持久不衰的話題。

無線局域網和VOIP各具有其優越性，將二者結合起來構成一個無線VOIP系統將具有許多無可比擬的優越性，它使得建網更加快捷和方便，通話費用更加實惠和低廉。無線VOIP系統使用無線傳輸介質代替了傳統的有線傳輸媒介，使得用戶可以隨時隨地的進行通話，極大的方便了用戶使用VOIP電話。

基于無線局域網的VOIP系統使用sip協議或H.323協議作為其主要的信令協議，語音信號經過壓縮、編碼、打包后通過無線信道傳輸到目的端，目的端設備將封裝的語音包還原成語音信號，從而實現了語音信號的傳輸。無線VOIP系統的通訊過程分為兩個階段，先是建立連接，通訊雙方通過一系列機制來完成身份確認、確定網關路由以及語音編碼方法的協商等，而后雙方再進行通話過程。

無線VOIP系統如何與傳統的PSTN連接呢？無線VOIP系統通過AP(Access POint) 與有線網絡相連，有線網絡通過VOIP語音網關和傳統的PSTN相連，實現了無線VOIP系統與傳統的PSTN之間的通話。VOIP語音網關的作用是連接IP網和傳統的PSTN，它具有RJ45和RJ11兩類接口，充當了網絡服務器的功能，可以對IP網的語音數據和PSTN語音進行轉換。

當然基于無線局域網的VOIP系統也有很多問題，其中之一就是QOS問題。無線VOIP系統使用無線信道傳輸語音包，而無線網絡在MAC層和物理層的協議機制與有線網有很大的不同，因而能否讓無線VOIP系統滿足用戶的QOS要求，一直是學者不懈探討的課題。無線VOIP系統的QOS問題包括數據包抖動、延遲、丟包和帶寬等，其中端到端的延遲是影響VOIP系統通話的一個重要因素。無線VOIP端到端的時延指的是語音包從發送系統到接收系統所經歷的時間，在不同的網絡環境下，端到端的時延是不同的，如果端到端的時延越短，用戶感覺到的語音質量就越好。

VOIP系統具有實時性，要求盡可能快的把語音包發送到接收端，而無線局域網對上層實時性的支持不如有線網，很難滿足語音等實時業務的QOS要求，因此迫切需要提高無線局域網對VOIP系統的QOS支持。目前，無線局域網使用的協議體系是IEEE802.11系列協議體系，它和其它IEEE802系列局域網標準一樣，只定義了媒體訪問控制層(MAC)和物理層(PHY)，物理層對時延的支持只能通過改變物理傳輸信道來解決，我們主要分析MAC層對VOIP系統端到端時延的支持。

IEEE802.11標準采用CSMA/CA媒體訪問控制機制，即帶有沖突避免的載波監聽多路訪問機制，以其作為其MAC協議的基礎，主要用來支持異步業務，稱為分布式訪問控制功能(DCF)，同時為了支持一些具有最大時延要求的一些同步或時限業務，標準中還定義了用戶可選擇的點控制方式(PCF)。DCF具有兩種訪問模式，一種是基本訪問模式；另一種受可選的RTS/CTS訪問模式。在基本訪問模式中，每個移動站點在發送數據幀之前要先檢測信道是否空閑，如果信道空閑，站點等待一個DCF幀間間隔得時間才開始發送數據幀，如果信道忙碌，則要進入退避等待過程。在可選的RTS/CTS訪問模式中，站點通過預約無線信道來進行數據幀的發送。PCF模式是通過一個點協調器(PC)來輪詢各移動站點，各移動站點只有在被點協調器輪詢時才能發送數據幀，這樣就避免了無線信道的競爭，這個過程稱之為無競爭周期。某站希望提供PCF服務，須向中心站AP發出請求，許可后方可列入輪訓序列，參加無競爭的服務。

IEEE802.11機制在支持VOIP等實時業務方面不夠理想，原因是沒有區分具有最大時延要求的語音業務和普通的數據業務，使得語音包的端到端的時延過大，嚴重的影響了通話質量，甚至可以使通話中斷。為了改變這種狀況，我們必須對語音包和普通數據包加以區分，賦予語音包以更高的優先級，使之優先于數據包傳輸，為此IEEE8.2.11委員會提出了IEEE802.11e標準，IEEE802.11e增強了原有協議的MAC層功能，該機制也有兩種訪問功能，分別是增強型分布式控制模式(EDCF)和混合型控制模式(HCF)。EDCF應用于競爭期(PC)，而HCF可以應用于競爭期和非競爭期兩個階段。

有人對IEEE802.11e中EDCF機制的性能進行了評估，并和傳統IEEE802.11中的DCF進行了對比，發現了EDCF在網絡負載高的情況下可以提供比較好的區分服務，但是隨著應用和配置的不同，比如改變競爭窗口(CW)和仲裁間隔時間(AIFS)，EDCF的性能還是有很大的不穩定性。

隨著無線局域網技術和VOIP技術的不斷進步，無線VOIP系統應用前景將越來越廣泛，我們也將持續不斷的關注它的發展。

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TP393.1

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1674-6708（2010）18-0119-01