1、什么是 WMM为全面满足 Wi-Fi 与 3G 在技术融合方面的需要,全球 Wi-Fi 联盟(Wi-Fi Alliance)已经推出 Wi-Fi 多媒体交互认证体系 -IEEE802.e,以此作为 802.11 网络 QoS 的进一步演进和延伸。 WMM(Wi-Fi 多媒体)全面定义了四种连接内容,其中包括语音、视频、best effort 以及 background,以次优化网络通信的质量,以保障这些应用与网络资源建立稳定连接。同时,WMM 优化了 Wi-Fi 原始终端用户的通信体验,在一个更为广泛、更为庞杂的网络环境和通信环境中,提供高质量的数据、语音、音乐、视频应用的网络连接性能。 WM
2、M 的 QoS 需求 Wi-Fi 网络中的多媒体应用要求服务质量(QoS)功能。QoS 能使 Wi-Fi 接入点区分业务优先级,并优化共享网络资源的方法。如果没有 QoS,在不同设备上运行的所有应用传送数据帧的机会相等,这对于网络浏览器、文件传送或 E-mail 这类应用的数据业务不成问题,但对于多媒体应用则不适宜。Internet 协议上话音(VoIP)、流视频和交互式游戏对时延增加和吞吐量下降高度敏感,因此要求 QoS。 换句话说,支持多媒体应用和先进的业务量管理要求服务质量(QoS)。Wi-Fi 多媒体对 Wi-Fi 网络增加区分优先等级的 QoS 能力;当多种应用发生,每一种应用具有不
3、同的时延和吞吐量要求时优化其性能。在采用 Wi-Fi 多媒体的情况下,最终用户在各种环境和条件下得到满意的服务。Wi-Fi 多媒体有可能使家庭网络和企业网管理者确定哪种数据流最重要,并以较高的通信优先级分配这些数据流。 Wi-Fi 联盟把 Wi-Fi 多媒体 (WMM)定义为即将实现的 IEEE 802.11e 标准的规范概要,并开始实施 WMM 合格检验计划,以满足业界对 Wi-Fi 网络 QoS 解决方案的需求(IEEE 802.11e 目前正在制定中,它将包括在 Wi-Fi 网络中支持QoS。802.11e 标准于 1999 年开始制定,预计到 2004 年底或 2005 年初得到批准。
4、) WMM 在 Wi-Fi 网络中,根据增强型分布式信道存取(EDCA)方法,提供区分优先级的媒体存取。它定义 4 种优先级,即话音、视频、尽力而为和低优先级数据,以管理不同应用的业务量。当前,Wi-Fi 联盟与业界和标准机构密切合作,保证在新的用户电子设备中广泛采用 WMM 和新的多媒体应用业务。 重要性 Wi-Fi 网络中的 QoS 功能被视为住宅、企业和公共接入系统中,支持多媒体应用和先进网络业务量管理的关键要求。 住宅接入 在住宅接入方面,对 Wi-Fi 多媒体应用的需求正迅速增长,并表现为以下 4 个新的重要趋势,从而对 QoS 的要求更加具有现实性: Wi-Fi 家庭网络在家庭宽带
5、应用中迅速推广。例如,据 IDC 预测,到 2008年,美国将有 3670 万个家庭将拥有以数据为中心或媒体为中心的家庭网络,Wi-Fi 视为家庭网络中最实用的无线技术。 住宅宽带渗透率开始提升。例如,据 2004 年 1 月 PointTopic 公司统计,韩国 79%的家庭已拥有宽带接入;另据 FCC 估计,美国家庭的宽带渗透率在2003 年为 26%,其后以 42%的比例迅速增长。 新的业务、数字内容和新的应用(如 VoIP、游戏、音乐)的应用更加广泛,而且用户的需求不断增长。 满足数字娱乐连接的各种产品正迅速进入市场,而且是 Wi-Fi 连接的重要潜在市场。这种产品的年度销售量在今后几
6、年将迅速增长,预计到 2008 年将达到 1.2 亿台。 企业接入 企业急需 QoS 才能支持无线 VoIP,从而凭借 Wi-Fi 基础设施,在整个企业范围内显著节省成本,并提供无线话音连接,同时避免蜂窝话音通信较高的成本。WMM 在企业中的另一种应用是优化业务量管理,可使网络管理人员对不同的用户分配不同的优先级。例如,网络管理人员可对共享网络的用户分配较低的优先级,或对执行关键任务的员工,或对流视频或电话会议一类的应用提供更多的网络资源。 公共接入 优化业务量管理同样是 Wi-Fi 公共接入的至关重要的能力。据业界人士预计,随着无线接入热点,即公共 WLAN 数量的增长,Wi-Fi“ 区域”
7、 服务正迅速增多。用户越来越习惯于应用 VoIP 和多媒体,如流视频和游戏等,他们还希望能够在 Wi-Fi“区域 ”利用这些服务,从而增大了对共享网络资源的压力。WMM 可用于保证特殊应用( 如话音或游戏)能够利用所需的网络资源,或保证特殊用户(如付费较多的用户) 能够优先接入。这将使服务提供商能够提供收费服务,并支持媒体应用。 必要性 传统的 Wi-Fi 网络对所有连接到网上的设备的接入“ 一视同仁”。当业务量需求超过可用带宽时,不管数据的类型如何,数据流的吞吐率一律减少。但是,用户的体验恰恰在很大程度上受数据类型和应用类型的影响,例如将一份有关工作的打印件从膝上机传送到打印机 1 秒的时延
8、,可能引起用户的关切,但影响并不大;然而,在 VoIP 呼叫中,哪怕是增加一点点时延或减少一点点吞吐率,都可能使呼叫中断,导致数据帧丢失,或使屏幕上视频流图像“冻结” 。因此,话音、流视频和流音乐,以及交互式游戏产生的数据必须有严格的时延和吞吐率要求。为保证满意的用户体验,必须采用 QoS,对不同应用产生的数据进行管理和划分优先等级。 在住宅应用方面,Wi-Fi 网络多媒体应用所产生的复杂性和功能的增加,对QoS 的需求更加强烈。目前,用户电子设备制造商除了推销适配传统设备的Wi-Fi 媒体适配器,还将推出多种具有 Wi-Fi 能力的设备,如 VoIP 电话、TV、VCR(盒式磁带录像)、PV
9、R (个人影像录制)、 MP3 播放器、游戏操控台,以及其他多媒体播放装置。网络管理人员正在研究超越 DSL 或电缆路由器连接 1 台或几台膝上机或 PDA 以及打印机,而利用其 Wi-Fi 网络的新方法(如图1 所示) 。可能实现的新功能包括: 家庭内无线话音连接:此类应用是通过 VoIP Wi-Fi 电话,利用 VoIP 业务或传统的电话线连接,在家庭内实现无线话音连接。 分发网络内容:这类应用是通过 Wi-Fi 网络,将来自媒体服务器、PC 或外部宽带连接的内容,分发给家庭内的任何设备(如 TV、MP3 播放器,或游戏操控台)。 家庭无线连接:即在家庭内的各种设备(如 DVD 播放器和不
10、同房间里的扬声器)之间建立无线连接。 支持对等网络:即支持适用于电话或游戏的对等网络。 在所有的应用领域,在同一个网络中具有 Wi-Fi 能力的设备越多,意味着竞相同时应用就越多,从而增大了业务量需求;同时,用户期望 Wi-Fi 与有线以太网的性能相匹配的期望值就更高。 图 1 Wi-Fi 多媒体家庭网络WMM 验证和产品市场 WMM 验证 从 2004 年 9 月开始,Wi-Fi 联盟开始实施 WMM 验证计划,以促进和保证Wi-Fi 设备和具有 QoS 能力的之间的互通。 正如 Wi-Fi 联盟提供的其他验证程序一样, WMM 的验证测试是在 Wi-Fi 联盟认可的独立实验室进行的。Wi-
11、Fi 验证合格的 WMM,其生产厂商接受 Wi-Fi互通性证书,以表明 WMM 归类于新的多媒体。 由于所有的 Wi-Fi 验证为合格的 WMM 产品,无论是否具有 WMM 能力,都能在包含 WMM 的 Wi-Fi 网络中工作。预计,许多现有的 Wi-Fi 验证合格产品都将通过简单的软件升级能够支持 WMM。对于新产品而言,Wi-Fi 验证为合格的 WMM 是 Wi-Fi 常规验证进程,包括 802.11a/b/g 和 WPA 验证的组成部分。未经 Wi-Fi 验证的产品不被认定为合格的 WMM,要求所有具有 QoS 能力的新产品都要通过 WMM 试验,成为 Wi-Fi 验证合格的产品。 目前
12、,WMM 验证仅限于基本能力,在未来可能增加验证附加能力。只有通过 WMM 试验的产品才有验证附加能力的资格。Wi-Fi 联盟正在制订附加能力的试验计划,其试验时间和附加能力的选择将根据市场需求而定。 产品市场 尽管 Wi-Fi 联盟还在制订附加能力的试验计划,但 WMM 规范和测试工作已经完成,Wi-Fi 验证为合格的 WMM 于 2004 年 9 月开始面市。制造商已开始在新的多媒体 Wi-Fi 设备中融合进支持 WMM 的功能。同时,Wi-Fi 联盟成员与802.11e 小组密切配合,提高 802.11 网络的 QoS。更重要的是,电信运营商为促进 WMM 在市场上推广应用,也密切配合
13、Wi-Fi 联盟,对 WMM 给予大力支持。 还需指出的是,鉴于 WMM 验证在于促进和保证 Wi-Fi 设备的互通性,而且 Wi-Fi 联盟把 WMM 验证视为在用户电子产品市场开始向主流应用跨出的巨大一步,一些生产厂商开始推出被 Wi-Fi 联盟验证为符合 WMM 要求的产品。例如,WLAN 芯片主流开发商 Atheros 通信公司最近宣布,其两种 WLAN 参考设计,即双频段接入点和通用 802.11a/b/g 无线网络适配器参考设计已被 Wi-Fi联盟验证为合格的 WMM。而且,该公司的 802.11a/b/g 客户机和接入点参考设计将用于 802.11b、802.11b/g,或 80
14、2.11a/b/g 产品,进行 WMM 验证合格试验。其高性能和低功率 WLAN 芯片组将支持视频和音频能力,并将这种能力扩展为支持 MPEG 等功能。 其实,开始推出符合 WMM 要求产品的不仅仅是 Atheros 通信公司,Broadcom 公司的无线卡和接入点参考设计,思科公司的 Aironet 1200 系列接入点,Conexant 系统公司的 WorldRadio 双芯片、双频段解决方案,Instant802 网络公司的 7001 系列接入点网关,Intel 公司的 Pro/2915 无线网络连接,以及菲利普公司的 WLAN 参考设计等,都将进入市场。 更可喜的是,据业界预计,随着
15、Wi-Fi 验证合格的 WMM 接入设备的问世,用户电子产品将会不期而至。 WMM 接入类型 WMM 定义 4 种接入类型,这 4 种接入类型由 802.11d 派生而来,相应的优先级如表所示。尽管 4 种接入类型是按照特定的业务类型(话音、视频、尽力而为、低优先级数据)和与之相关联的优先级设计的,但 WMM 可让网络运营商只有选择最适合的网络对策,并决定采用具有哪种优先级的网络。例如,网络运营商也许倾向于给予流视频比话音更高的优先级,反之亦然。为接入类型定制的对策可通过接口设置,并可通过接口修改默认优先级。WMM 规定接入点和客户机使用的协议,前者将对策传送给具有 QoS 能力的客户机,而后者传送发送请求。 WMM 接入类型表 接入类型 特点WMM 话音优先级 最高优先级 允许多个 VoIP 呼叫同时进行,时延低,长话质量WMM 视频优先级 给予视频业务高于其他数据业务的优先权1 个 802.11g 或 802.11a 信道能够支持 3-4 个 SDTV(标准电视)流或 1 个HDTV(高清电视)溜WMM 尽力优先级 由传统设备提供的业务,或由缺少 QoS 能力的应用或设备提供的业务对时延不太敏感,但易受时延长的业务,如 Internet 冲浪的影响WMM 低优先级 时延无严格限制和吞吐量要求的低优先级业务(文件下载,文件打印)