无线局域网技术在VOIP系统中的应用与分析

赵晓红，王丽燕

1.内蒙古牙克石市联通分公司，内蒙牙克石市 022150

2.内蒙古扎兰屯市联通分公司，内蒙扎兰屯市 162650

无线局域网技术在VOIP系统中的应用与分析

赵晓红，王丽燕

1.内蒙古牙克石市联通分公司，内蒙牙克石市 022150

2.内蒙古扎兰屯市联通分公司，内蒙扎兰屯市 162650

随着无线局域网技术和VOIP技术的蓬勃发展，将无线局域网技术和VOIP技术结合起来构成无线VOIP系统越来越受到重视，本文就无线VOIP系统的实现和无线VOIP系统端到端的时延问题进行了一些探讨，并阐述了看法。

无线局域网；VOIP；无线VOIP系统；时延

无线局域网是利用无线电射频(RF)或红外线(IR)等无线传输媒体与技术构成的网络通讯系统，和传统的有线网络相比，利用无线传输技术使得用户真正达到了信息随身化，极大的方便了用户的使用，而伴随着VOIP技术的蓬勃发展，如何将VOIP系统有效的建立在无线局域网之上一直是一个持久不衰的话题。

无线局域网和VOIP各具有其优越性，将二者结合起来构成一个无线VOIP系统将具有许多无可比拟的优越性，它使得建网更加快捷和方便，通话费用更加实惠和低廉。无线VOIP系统使用无线传输介质代替了传统的有线传输媒介，使得用户可以随时随地的进行通话，极大的方便了用户使用VOIP电话。

基于无线局域网的VOIP系统使用sip协议或H.323协议作为其主要的信令协议，语音信号经过压缩、编码、打包后通过无线信道传输到目的端，目的端设备将封装的语音包还原成语音信号，从而实现了语音信号的传输。无线VOIP系统的通讯过程分为两个阶段，先是建立连接，通讯双方通过一系列机制来完成身份确认、确定网关路由以及语音编码方法的协商等，而后双方再进行通话过程。

无线VOIP系统如何与传统的PSTN连接呢？无线VOIP系统通过AP(Access POint) 与有线网络相连，有线网络通过VOIP语音网关和传统的PSTN相连，实现了无线VOIP系统与传统的PSTN之间的通话。VOIP语音网关的作用是连接IP网和传统的PSTN，它具有RJ45和RJ11两类接口，充当了网络服务器的功能，可以对IP网的语音数据和PSTN语音进行转换。

当然基于无线局域网的VOIP系统也有很多问题，其中之一就是QOS问题。无线VOIP系统使用无线信道传输语音包，而无线网络在MAC层和物理层的协议机制与有线网有很大的不同，因而能否让无线VOIP系统满足用户的QOS要求，一直是学者不懈探讨的课题。无线VOIP系统的QOS问题包括数据包抖动、延迟、丢包和带宽等，其中端到端的延迟是影响VOIP系统通话的一个重要因素。无线VOIP端到端的时延指的是语音包从发送系统到接收系统所经历的时间，在不同的网络环境下，端到端的时延是不同的，如果端到端的时延越短，用户感觉到的语音质量就越好。

VOIP系统具有实时性，要求尽可能快的把语音包发送到接收端，而无线局域网对上层实时性的支持不如有线网，很难满足语音等实时业务的QOS要求，因此迫切需要提高无线局域网对VOIP系统的QOS支持。目前，无线局域网使用的协议体系是IEEE802.11系列协议体系，它和其它IEEE802系列局域网标准一样，只定义了媒体访问控制层(MAC)和物理层(PHY)，物理层对时延的支持只能通过改变物理传输信道来解决，我们主要分析MAC层对VOIP系统端到端时延的支持。

IEEE802.11标准采用CSMA/CA媒体访问控制机制，即带有冲突避免的载波监听多路访问机制，以其作为其MAC协议的基础，主要用来支持异步业务，称为分布式访问控制功能(DCF)，同时为了支持一些具有最大时延要求的一些同步或时限业务，标准中还定义了用户可选择的点控制方式(PCF)。DCF具有两种访问模式，一种是基本访问模式；另一种受可选的RTS/CTS访问模式。在基本访问模式中，每个移动站点在发送数据帧之前要先检测信道是否空闲，如果信道空闲，站点等待一个DCF帧间间隔得时间才开始发送数据帧，如果信道忙碌，则要进入退避等待过程。在可选的RTS/CTS访问模式中，站点通过预约无线信道来进行数据帧的发送。PCF模式是通过一个点协调器(PC)来轮询各移动站点，各移动站点只有在被点协调器轮询时才能发送数据帧，这样就避免了无线信道的竞争，这个过程称之为无竞争周期。某站希望提供PCF服务，须向中心站AP发出请求，许可后方可列入轮训序列，参加无竞争的服务。

IEEE802.11机制在支持VOIP等实时业务方面不够理想，原因是没有区分具有最大时延要求的语音业务和普通的数据业务，使得语音包的端到端的时延过大，严重的影响了通话质量，甚至可以使通话中断。为了改变这种状况，我们必须对语音包和普通数据包加以区分，赋予语音包以更高的优先级，使之优先于数据包传输，为此IEEE8.2.11委员会提出了IEEE802.11e标准，IEEE802.11e增强了原有协议的MAC层功能，该机制也有两种访问功能，分别是增强型分布式控制模式(EDCF)和混合型控制模式(HCF)。EDCF应用于竞争期(PC)，而HCF可以应用于竞争期和非竞争期两个阶段。

有人对IEEE802.11e中EDCF机制的性能进行了评估，并和传统IEEE802.11中的DCF进行了对比，发现了EDCF在网络负载高的情况下可以提供比较好的区分服务，但是随着应用和配置的不同，比如改变竞争窗口(CW)和仲裁间隔时间(AIFS)，EDCF的性能还是有很大的不稳定性。

随着无线局域网技术和VOIP技术的不断进步，无线VOIP系统应用前景将越来越广泛，我们也将持续不断的关注它的发展。

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1674-6708（2010）18-0119-01