Новые технические решения для передачи речи с помощью технологии Wi-Fi

Идея предоставлять по соединению Wi-Fi услуги передачи речи пришла связистам уже несколько лет назад и была успешно реализована. Такую услугу обычно называют VoWi-Fi или VoFi. Но на пути широкого распространения услуг VoWi-Fi встали серьёзные преграды.

Первая преграда – это отсутствие, по крайней мере, до последнего времени, стандартизованного технического решения для приоритезации трафика по конвергированным (предназначенным для передачи голоса и данных) беспроводным сетям (WLAN). Почему это является проблемой? Дело в том, что доступная полоса частот, предусмотренная стандартом IEEE 802.11, значительно меньше полосы частот, используемой при передаче по проводам (чаще всего с помощью технологии Ethernet). И в результате «борьбы» пакетов данных с голосовыми пакетами за полосу пропускания «страдает» качество передачи речи.

Другой преградой является то, что пока не удалось достичь плавного роуминга при передвижении абонента с Wi-Fi-адаптером между зонами обслуживания различных точек доступа, что вызывает перерывы связи при передаче голоса.

Однако появились новые технологии, позволяющие успешно преодолеть описанные проблемы и, таким образом, сделать VoWi-Fi отличным выбором для многих предприятий. Так, компания Extricom недавно представила свою новую технологическую концепцию и предложила соответствующий продукт. Название этого продукта – EXSW-2400 Wireless Switch – устройство, обеспечивающее централизованное управление до 24-мя точками доступа, носящими название “UltraThin”. Предлагаемая технологическая концепция имеет торговую марку TrueReuse.

Чтобы оценить новинку, нам придётся отклониться и усвоить некоторые знания по тематике Wi-Fi.

Первым делом отметим, что технические решения на основе специальных коммутаторов (свитчей) и централизованного управления сетью утвердились в мире Wi-Fi за прошедшие несколько лет, поскольку они позволяют реализовать множество усовершенствований в базовой технологии 802.11. Эта тенденция к централизации интеллекта сети в свитче сопровождалась "утончением" (упрощением) точек доступа. При крайней степени такого упрощения точка доступа превращается в простое устройство, способное только лишь преобразовывать кадры Ethernet в радиосигналы и наоборот.

Во-вторых, нам необходимо знание некоторых основ стандарта IEEE 802.11, касающихся характеристик радиосигналов Wi-Fi: радиоспектр, используемый Wi-Fi, занимает определенную полосу частот, которая подразделяется на ограниченное число каналов. При стандартном развертывании Wi-Fi соседние точки доступа, использующие одни и те же частотные каналы, будут мешать друг другу, уменьшая пропускную способность. Что касается двух наиболее распространенных разновидностей Wi-Fi – 802.11b и 802.11g – имеется только три не перекрывающихся канала, и стандартным методом ''повторного'' использования одних и тех же частотных каналов в сети для минимизации влияния между ними является обеспечение чередования каналов, т.е. расположение используемых каналов в своего рода сотовидной конфигурации. В результате соседние точки доступа будут работать на разных частотах и, таким образом, не будут влиять друг на друга. Исключить влияние между одинаковыми частотными каналами таким путем невозможно, а возможно именно минимизировать.

Вернемся к Extricom и EXSW-2400. В то время как другие централизованные свитч-архитектуры способны управлять мощностью радиопередачи для всех точек доступа некоторой сети, таким образом несколько уменьшая интерференцию, новый свитч компании Extricom фактически фиксирует маршрут каждого пакета и расположение точки доступа, к которой этот пакет направляется, и за счет этого позволяет полностью устранить интерференцию.

В двух словах, это по-пакетное микроуправление множеством потоков данных означает, что соседние точки доступа никогда не осуществляют передачу в одно и то же время, следовательно, интерференция отсутствует. В то же время, это расширяет зону охвата каждого канала на всю сеть точек доступа, создавая так называемое ''канальное покрытие''. В результате каждый канал задействован в каждой точке доступа, а значит, каждый канал доступен во всей зоне покрытия данной сети точек доступа.

Более того, точки доступа компании Extricom имеют в своем составе два приемопередатчика и поддерживают три разновидности Wi-Fi − 802.11a, b, и g. Среди других достоинств – они позволяют IT-персоналу полностью изолировать друг от друга различные виды трафика (например, голос и данные), передавая их разными приемопередатчиками, благодаря чему исключается всякая «конкуренция» между разными видами трафика и отпадает необходимость в приоритезации трафика.

К тому же, свитч достаточно интеллектуальный, чтобы знать, какие из точек доступа настолько удалены друг от друга, что их одновременная работа в данном частотном канале просто не может вызывать интерференцию. Этот принцип является основой концепции торговой марки TrueReuse, так как это позволяет одновременно работать по тому же каналу далеко расположенным точкам доступа, увеличивая эффективную полосу пропускания сети в два или три раза.

Известной проблемой для технологии Wi-Fi являются трудности в реализации роуминга (роуминг означает возможность перемещения в пределах сети из зоны покрытия одной точки доступа в зону покрытия другой точки доступа при поддержании телефонного разговора без прерываний). Роуминг должен происходить для пользователя незаметно.

Компания Extricom решают эту проблему таким способом: мобильное устройство в сети точек доступа Extricom вместо того, чтобы последовательно при передвижении соединяться с точками доступа, соединяется с центральным коммутатором, который посылает пакеты к соответствующей точке доступа. При таком подходе нет необходимости в повторной аутентификации и в повторном установлении соединения с очередной точкой доступа – все решается через «центр».

Планируется демонстрация работы оборудования Extricom, которая будет заключаться в следующем: три отдельных потока данных будут одновременно передаваться к трем отдельным точкам доступа по трем одинаковым частотным радиоканалам в одной комнате. Таким образом, такой эксперимент свидетельствовал бы об утроении пропускной способности этого канала, что справедливо и для всех других частотных каналов Wi-Fi.

Заключение

Эксперты небезосновательно полагают, что в сетях связи будущего исчезнут различия между мобильными и фиксированными пользователями. В разных сетях доступа любой терминал сможет фактически функционировать и как фиксированный, и как мобильный. Так, в Европе уже стала популярной услуга роуминга между сетями GSM и Wi-Fi. Там пришли к выводу, что 30% мобильных вызовов приходится на места, где уже имеется покрытие сетями Wi-Fi. Пользователю, который имеет терминал, работающий в двух режимах, экономически выгодно звонить из зоны Wi-Fi, поскольку такой вызов тарифицируется как фиксированный вызов, ведь Wi-Fi – это технология радиодоступа для фиксированной сети связи. Если же пользователь в процессе разговора покинет зону покрытия сети Wi-Fi, то этот разговор плавно и незаметно для пользователя перейдет в мобильную сеть.
         Технические решения, предложенные компанией Extricom, демонстрируют движение техники связи в направлении интеграции сетей GSM и Wi-Fi.