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浅谈VoWiFi面临的挑战与发展前景

发布时间:2020-02-10 11:24:35 阅读: 来源:链缝机厂家

近来,各类宽带服务提供商开始越来越多地向自己的用户提供VoIPVoIP服务,其中包括普通消费者和企业用户。如果说以前提供这样的服务是在尝试和试点的过程,那么现在已经开始了真正的加速前进。另一方面网络与传统语音服务提供商之间的整合和收购逐渐完成,这种加速的趋势将被保持,甚至还会越来越快,许多宽带服务现在正越来越多地围绕VoIP建设进行。随着宽带通信和接入点的日益增多,以及VoIP的日益普及,网络融合的下一步就是无线网络技术与VoIP的融合,即VoIP-over-Wi-Fi Infonetics的调查报告显示,2004年出售的VoWiFi电话大约为11.3万台,这种较高的应用比率将一直持续。到2009年,全球VoWiFi电话的销售额将达到37亿美元。VoWiFi电话技术应用最广的领域就是那些拥有较多移动办公员工的企业,比如在医院和工厂工作的人员,各类销售人员等。 VoWiFi的优势 VoWiFi的最大优势在于话费低廉,尤其是与传统的蜂窝电话技术相比。在很多地区,Wi-Fi网络已经很普及了,而那些目前没有Wi-Fi网络的企业也可以以低廉的成本很快地部署一套Wi-Fi网络。人们可以在Wi-Fi网络覆盖到的任何地点使用IP电话,而且VoIP电话的通话质量正在快速提升,在很多地方,VoWiFi电话的质量已经达到或超过了普通手机的通话质量。 VoWiFi/GSM双模手机 很多技术分析人士都认为,VoWiFi的下一波功能将主要集中在双模手机上,即手机拥有Wi-Fi IP电话功能和普通蜂窝电话功能。当用户位于家中、办公室或公共Wi-Fi热点区域,可以使用Wi-Fi IP电话功能进行通话,而在没有Wi-Fi网络的地区,则可以使用传统的蜂窝网络进行通话。不论采用哪种网络,用户的手机号码是唯一的。由于通过Wi-Fi网络拨打IP电话的费用要低于现有的固定电话,因此未来这种电话很可能会取代大部分用户目前使用的固定电话。下图为GUPP公司最新推出的VoWiFi/GSM双模Linux智能手机PHREEDOM GUPP公司PHREEDOM手机基于VoWifi/GSM双模的手机可以让用户自由选择网络。除了正常的GSM网络之外,在有WiFi覆盖的地方,用户便可以使用WiFi网络进行通话,从而节约话费。在WiFi环境中,它还也可以进行网页浏览、邮件收发、数据下载等操作。 VoWiFi面临的挑战 VoWiFi的概念相当不错:将价格低廉的VoIP技术与灵活的无线技术相结合。从低成本需求以及移动性需求的技术趋势看,VoWiFi技术的出现完全符合逻辑。但是在实际应用中,VoWiFi技术还存在4个主要障碍。 WiFi的带宽问题 当拿每个VoIP通道所需的典型带宽与大多数Wi-Fi接入点的可用带宽比较时,我们发现似乎没有必要讨论VoIP应用的带宽可用性。毕竟,即使是旧的802.11b标准也有11Mbit/s的传输速率。因为G.711(VoIP编解码器)运行在相对来说微不足道的64kbit/s速率,Wi-Fi带宽似乎远远超过VoIP编解码器的最低要求。 然而,请想一想争取Wi-Fi频段的应用的巨大数量:家庭媒体服务器的流式MP3音频、多玩家游戏、网上冲浪和其他设备到设备的数据传输,再想一想会迅速把连接速率从11 Mbits/s下降为5.5、2甚至1 Mbits/s的各种环境因素;这样,你就不会再认为单次VoIP通话所需的带宽与实际剩余带宽之间的差异很巨大了。 WiFi可靠性问题 大部分对于电脑和数据网络偶尔出现的死机或者延迟等情况,都有一定的容忍能力。人们不需要即时收到电子邮件,就算网络延迟让邮件迟到了几分钟甚至几小时,对于大部分人来说,这也不是什么严重问题。 而在语音通信领域,公众交换电话网络(PSTN)已经把人们宠坏了。人们希望电话可以随时使用。人们希望高质量的语音通信。而且人们希望电话线路能够时时保持畅通,只有在通话双方挂断电话时,线路才会断开。 可靠性问题是很多企业没有马上采用VoIP电话的一个重要因素。由于语音通信是一个实时的应用,与普通的数据应用相比,VoIP对于网络中出现的数据包丢失或者其他网络问题是非常敏感的。 而将VoIP应用到无线网络,无疑会增加网络的不稳定因素,使得VoIP的可靠性进一步受到影响。各种电波干扰,频段限制、信号衰落以及其他各种因素,都会导致VoWiFi电话在通话过程中突然中断或受到干扰。VoWiFi连接的通话质量和性能与网络带宽、 QoS设置或设备(如手机或网络服务器)都有关系。 WiFi安全问题 对无线网络安全性的担心是很多企业拒绝使用802.11网络的主要原因,而这种安全问题对于VoIP来说,风险性并不比其它通过无线网络传输数据的应用程序低。由于无线VoIP是通过无线电波传送的,因此很容易在传输过程中被入侵者或黑客截获。如果对VoWiFi系统中不增强对安全的鉴权和对数据的保密,将会对系统造成很大的威胁,VoWiFi潜在的威胁和存在的攻击的方式主要有:窃听(Eavesdropping)和嗅探(Sniffing)VoIP呼叫,中间人(Man in the Middle)攻击,拒绝服务(Denial of Service)攻击,呼叫中断(Call Interruption)和建立错误呼叫等。 WiFi的电池寿命问题 阻碍VoWiFi手机迅速普及的一个重要因素可能是电池寿命。许多第一代设备的待机时间比大多数便携式电话的通话时间还要短。显然,要使VoWiFi手机为消费者所广泛采用,这些设备的电池寿命必须能够比得上目前的便携式、无绳或DECT电话的电池寿命。更复杂的问题是,用户已习惯便携式电话的小体积,这就在设备可使用的电池大小方面对OEM或ODM设置了限制。 设备中的WiFi组件是VoWiFi手机中消耗最多电池电量的组件之一。虽然新一代WiFi芯片的耗电量将大大减少,但VoWiFi手机中许多其他器件要共享有限的电量。例如,传统的DSP设计需要多个处理器或系统级芯片器件来执行所有的VoIP功能。 在这些设计中,一般的人机界面(MMI)以及VoIP通话控制功能使用传统的应用处理器(ARM、MIPS等),而DSP则用于语音到数据包到语音的转换。此方法在便携设备的设计中暴露出很多缺点。 最后,使用分立的应用处理器和DSP(不管是作为独立组件还是作为系统级芯片的核心)会导致更大的物理封装,从而减少了产品中较大电池的可用内部面积。此外,整个系统中组件的增多会增加设备的整体电量消耗。 VoWi-Fi的前景 对于VoWiFi面临4种的挑战,业界已经想出了一系列的解决方法。 1.为了更有效地利用网络带宽进行语音传输,业界已开发出多种备选语音编解码器。这些编解码器如G.729、G.723.1和iLBC使用多种复杂的处理技术来压缩捕获到的语音流,这意味着可大大减少传输相同电话声道所需的网络带宽。 2.802.11规范对服务质量没有直接的规定,该协议设计为对访问介质的所有设备具有公平、相等的接入权。然而,由于Wi-Fi已取得发展,应用范围已扩大,因此提高固有服务质量水平的需要已变得很明显。为满足此需求,业界已开发出802.11e规范,其主要目标是为Wi-Fi网络定义服务质量。802.11e规范设计的其中一个主要特点是,它对各种不同类型的通信流采用不同的“优先级别”。 通过为特定类型的通信流指定较高的优先级,网络设备可以恰当地排列和管理流量,以在网络拥挤的情况下传送更高优先级的通信流。802.11e标准定义了四种接入类别,语音相关的通信流被指定为最高优先级,而为视频数据、尽力传送型数据和后台数据按递减顺序指定剩余的级别。像所有优先级方案一样,流量分类的工作交由应用程序执行,所有应用程序都必须“公平”地对待优先级排序方案,以在网络层上发挥作用。 3.安全性通过Wi-Fi安全措施(WEP或WPA)组合,并利用电话与服务提供商的Softswitch或网关间的IecV连接来处理—从而为提供者(认证和呼叫控制数据)和用户(语音包安全性)提供了安全。 4.有一种技术可改善VoWi-Fi设备电量消耗,即充分利用DSP设计方法,在这种设计中,语音处理是在应用处理器中进行的。随着用于便携式用途的通用应用处理器的发展,它们已有足够的处理能力执行需进行大量计算的工作(如语音处理)以及其他的一般应用功能。在应用处理器上执行语音处理功能以及去掉DSP,可直接实现节能和减少物理封装体积。 无DSP的VoWi-Fi架构 虽然部署VoWiFi电话面临许多挑战,但适当地合并考虑以下因素可轻易克服这些挑战:选择VoIP编解码器以获得适当的带宽并实现质量最优化、使用支持802.11e的Wi-Fi网络以确保语音话务的优先级以及使用无DSP架构以延长VoWi-Fi手机的电池寿命。 如果部署和使用得当,VoWiFi电话将成为传统蜂窝电话以及有线VoIP电话的强有力竞争对手。世界上主要的VoIP运营商都已经开始向无线VoIP电话市场前进。比如Skype就已经开发出了可以用于Windows Mobile移动设备上的电话软件。相信VoWiFi电话将会很快的在我们生活中普及起来,我们不妨拭目以待。

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