802.11n的重要性及视频传输解决方案分析

随着网络的发展,传统标准的ethernet技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前,对于要求10mbps以上数据流量的lan应用,只有光纤分布式数据接口(fddi)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100mpbs光缆的lan。1993年10月,grand junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器fastch10/100和网络接口卡fastnic100,快速以太网技术正式得以应用。随后intel、synoptics、3com、baynetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。
根据in-stat的介绍,802.11n解决了一些wi-fi在处理视频设备应用上的技术问题。预计11n会引起电子视频设备的消费出现爆炸性增长,包括机顶盒、游戏机和媒体服务器,到2014年会超过20000万台。商业应用也会在wi-fi视频产品成熟后展开。
视频直接受益于11n更高的吞吐量和更大的覆盖范围。对于那些计划在无线lan上部署视频的公司,他们要考虑的11n的关键特性包括3x3或4x4 mimo、信道绑定与sgi(增加吞吐量)、a-mpdu和阻挡ack(以减小流媒体过载)。除了这些标准的特性,推荐的视频实践方法还包括以下几个方面:
天线和空间流:理解您的设备有多少天线,以及它们是如何使用的。例如,一个3x3 ap与一个1x1客户端的通信会受到客户端mcs值的限制——即,65mbps或150mbps。幸好,这些“额外的”ap天线仍然可用于stbc或txbf,以提高它们所支持的数据速率。
传输速率:视频格式和编码方式决定了吞吐量需求,以及因此决定了最小可接受数据传输速率。要确定视频流量需求,并验证您的wlan始终符合它们的要求。
wpa2-aes:为了在新的wlan上实现更高的安全性,11n在使用wep和tkip保证相关安全性时禁止了ht数据速率(>54mbps)。要验证所有视频客户端均支持aes,并且没有任何视频ssid配置了wpa2-mixed-mode(如,wpa2与tkip或aes)。
频道:hd视频受益于5ghz频段的绑定频道。然而,即使经过缓冲,视频仍然很容易发生延迟,所以要将视频部署在非dfs频道上。如果这变成了一个问题,那就要在两个20mhz频道上实现负载均衡,而不是将它们都集中到一个绑定频道中。
优先级:类似于语音,wmm访问级别也可用于视频qos。然而,视频的争夺规律与语音是非常不同的,要给视频分配最佳效果的吞吐量,但是不要让视频“堵住”这个频道。视频访问级别应该映射到802.1p ap或ap的dscp标记上。
带宽占用时长公平性:wmm能够给视频流量更多的带宽占用时长,但是并不会帮助视频客户端与其他客户端共享频道。为了解决这个问题,我们要启用专用的带宽占用时长公平性(airtime fairness)特性,并且最好是基于实时rf方法的。虽然产品不同,但是带宽占用时长公平性在使11n视频会话(或者任何其他高吞吐量应用程序)达到它们最大值方面是非常重要的。
组播:有一些视频是使用ip组播流传输的,但是许多wlan并不能够很好地在802.11处理组播,事实上,组播所消耗的带宽占用时长会大于发送n个单播帧所需要的时长。为了解决这个问题,我们要寻找一些无线组播优化技术——例如,能够将有线端组播帧转换为许多分散寻址的单播帧的wlan产品。
同样,wlan性能应该再一次根据视频设计目标进行验证。单个的标准,如吞吐量、媒体丢失率(mlr)和延迟因数(df)都会影响总体视频质量,它们一般是作为media delivery index (mdi)测量的。
整合各种802.11n部署
在本系列文章中,我们介绍了802.11n的优点和重要特性,各种对于技术共存很重要的机制,以及优化802.11n wlan语音和视频传输性能的实践方法。
要记住最佳实践方法一般都适用于典型的wlan。由于每一个建筑和人员都是不一样的,所以每一个wlan都是不相同的。例如,一个专门设计来支持移动voip手持设备的wlan可能会与为使用电子邮件、wi-fi连接的软件电话语音和视频会议的笔记本及智能手机设计的无线网络差别很大。
自从1997年ieee802.11标准实施以来,wlan依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。就像当今voip应用中一个全新的领域vowlan那样,虽被业内人士看作是wlan最有希望的杀手级应用,却因为这四个“不”,很难进一步发展。要使用能够测量mos和mdi并且有助于整个覆盖区域的无线测试的工具。最后,要建立一个基线,这样您才能够具体地评估提议的升级及将来未规划的变化的影响。

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