无线局域网——展望未来
标准的发展趋势
符合802.11b标准的无线局域网为市场上无线网络的发展搭建了稳定的平台。Wi-Fi标准可保证不同厂商产品的互操作性,从而确保最终消费者投资的安全。随着与802.11b同在2.4 GHz带宽上运行的更新802.11g网络的推出,无线网络得到进一步发展。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,消费者也可以选择在5 GHz频段上以相同的速率运行802.11a系统。然而,在欧洲,这种选择受到一些管制规则的限制(见802.11h部分)。目前,支持两种频率的系统正在竞相投放市场,它们被称作“多模”、“combo”或“802.11a/b/g”等。Wi-Fi联盟正在对这些速度更快的网络类型的互操作性进行测试。但迄今为止,还没有任何WLAN可以保证能达到传输话音和视频流的带宽和服务质量要求。为了解决这个问题, 802.11e标准已经被提出来了,虽然还没有得到最后通过,但当时标准的提出使基于802.11/Wi-Fi的业务、服务质量得到了飞跃。不过还是有一些额外的需求被提出来,比如说在移动的设备上进行基于音频和视频的娱乐活动。所以尽管近些年基于802.11业务的能力和性能得到迅猛发展,但是目前的情况只是在更新更强业务提供出来前的一瞬间,这种更新更强的标准就是802.11n, 这种标准基于增强的射频技术, 能够提供更高的带宽,增强的纠错性能和流量管理特性。
服务质量—802.11e
WLAN网络符合CSMA机制,与人们熟悉的以太网类似,它也根据突发式访问机制(在本文中通常称为“尽力而为”)传输数据。由于特定的传输频率在某个地点和时间只能由一个站点连续使用,因而我们使用CSMA机制尽可能公平地为网络上的所有服务器服务。在很长一段时间内,每个站点通过网络接收到的数据量总体而言是相同的,但随着时间推移,我们并不能保证数据容量,也不能保证它们在短时间内可以得到平等分配。在原来的802.11标准中,它被称为分布式协调功能(DCF),也称为点协调功能(PCF),后者鲜为人知,因为它从来没有实施过。在PCF中,WLAN的接入点(AP)可以设定固定的时间阶段,此阶段DCF功能被关闭,即所谓的无竞争阶段(CFP)。在这段时间内,属于DCF区域的站点被要求保持静默或者不激活状态,而AP则轮询属于PCF区域的站点,从而提供一种“准服务质量”。然而,PCF虽然具有固有的QoS能力,但还是存在一些不足,所以从未得到正式应用。
802.11e的QoS标准目前仍在制订过程中,它在QoS的管理上有了长足的进步,使得推广类似Voice over 802.11的业务成为现实。但是在802.11e的规范中仍然需要包括或增强相应特性,从而保证“无线娱乐”这样多媒体流业务能够得到象有线传输一样的质量。802.11e为网络站点创建分配带宽的机制,并为物理介质(如果媒介无法再传输数据,例如严重干扰,将不能保证数据速率。因而这些保证只针对“已在运行的媒介”)中可能发生的意外情况提供时间保证。该标准提供了两种机制,既可单独使用,也可结合使用。这种功能称为无线多媒体扩展(WME),而在标准中又被称为扩展数据信道访问(EDCA),它可实现不同数据流的优先权分配。为此,每个站点和AP可以实现最多4种类别(背景、尽力而为、视频、音频),根据802.1d区分优先级的数据包将被映射到访问类别。QoS的实现如图1所示。
为执行该功能,每个站点的传输终端具有相应的4个等候队列,发送到传输终端的数据包可以进行分类。此外,每个站点的规则是：清空优先级较高的队列,然后处理优先级较低的队列。作为标准类别,“尽力而为”业务可与DCF进行协调。背景数据流的优先级最低,只有在网络允许时才被传输。顾名思义,视频和音频就是传输图像和话音,此时应该考虑到它们对网络的特定需求。因为网络的需要,这时站点不能象以往那样,只为一个数据包占用无线网络,而是为一个系列的数据包 (在此定义TXOP为传输机会),这对视频系列尤为有利。但必须注意的是,EDCA过程也称作参数化的服务质量控制,是一种统计学上的优先权分配方法。从长期来看,具有更高优先级的数据流仍然会被分配给更多的带宽。就短时间间隔来说,低优先级数据流的速率也可能比中优先级数据流的速率快。EDCA无法为严格的同步数据流或实时应用提供足够的安全性。
