VoWLAN的挑战与发展

技术分类: 测试与测量  通信  消费电子设计  | 2007-11-23
来源:中国新通信 | 祝丽丽

  1、引言

  随着基于802.11的无线数据网络在全球日益普及,终端用户正寻找更多的途径来扩展其应用模式,VoWLAN(Voice over WLAN)就是新兴应用之一。

  2、VoIP与VoWLAN

  VoIP是Voice over Internet Protocol的缩写,指的是将模拟的声音信号经过压缩与封包之后,以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音信号的传输。VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互联的环境,提供比传统业务更多、更好的服务。

  VoWLAN(Voice over WLAN)是对有线的VoIP系统的扩展,是传统的模拟和数字语音通信的又一替代解决方案。它的优点是无线语音与数据应用以无线的形式汇聚,并且终端具有可移动性。VoWLAN系统有两种工作方式。一种是把通过访问点的语音信号传输到VoIP网关,该网关可以就是原来的有线VoIP网关,这样语音数据在 IP网络和PBX之间传输。这种方式使得传统的有线办公和住宅电话的功能都能在VoWLAN中实现。另一种VoWLAN方式是基于软件的电话,就是 Softphone。这种方式直接在In

ternet上传输语音数据,用户可通过PDA、移动电话和笔记本电脑在提供WLAN接入的区域免费使用这种软件电话。

  3、VoWLAN的实现面临的挑战

  VoWLAN系统中,由于无线链路引入的串扰和多径传播将导致衰落和色散,从而引起系统的附加时延和抖动。而语音业务对于时延和抖动非常敏感,因此VoWLAN系统面临着巨大的挑战。

  1.覆盖与漫游

  AP漫游是802.11协议的一个功能,这能使VoWLAN电话能够自动在不同AP之间进行切换和移动。这种切换的时间必须非常迅速,以便能够实现平滑切换不掉线。AP通常可以很快的处理,但是与AP相连的有线传输系统往往会产生延迟,而这种延迟是超过VoWLAN系统限度的。当用户从一个AP 漫游到另一个AP时,传统的WLAN鉴权协议会产生数据流的中断。中断一般会持续0.25~0.5s,这要依赖网络的拓扑结构和鉴权服务器的位置。 VoWLAN用户会经常移动,会在AP间频繁切换,采用传统的鉴权,终端移动时通话双方都可能听到瞬间的中断。因此,绝大多数VoWALN终端的解决方案都要求具有专有的预占优先漫游算法来改善语音质量并且当用户移动时在AP覆盖范围内切换时带宽最大化。

  2.移动性

  移动性是很大的挑战。当VoIP结点的移动跨越不同的子网时,即移动到不同的IP网段,这时候光靠链路层切换是不能解决问题的,目前对VoIP 电话移动性支持包括网络层的Mobile IP协议和应用层信令协议SIP。SIP信令能够在VoIP结点的位置发生变化时,通话对方可以透明地拨打该VoIP电话,例如VoIP结点在甲地和乙地可以用同一个电话号码进行通话。

  由于IEEE 802.11网络的覆盖范围有限,当VoIP结点移出WLAN时,通话就会中断。对于这个问题,目前的双模手机是一种很好的方法,如图1所示。当用户在 WLAN范围内时采用基于IEEE 802.11的VoIP电话,若移出则采用GPRS等技术构成的VoIP电话。当然,若要使通话不间断,实现平滑切换,可以考虑使用Mobile IP技术。另外,可以在手机上装上GPS,这样可以更好地定位切换。

双模手机应用模型

图1 双模手机应用模型

  3.安全性

  从安全角度来看,VoWLAN存在着很大的危机,所有没有加密的数据都可能被篡改。VoWLAN用于安全系统的最大问题是它对拒绝服务攻击,即 DoS(Denial of Service)。最基本的DoS攻击就是利用合理的服务请求来占用过多的服务资源,从而使合法用户无法得到服务的响应)的防御不够。很容易人为地干扰 VoWLAN的信号,使语音通信中断。目前的WPA和即将出台的IEEE 802.11i标准(TKIP)都可以增强WLAN网络的安全性。WPA包括基于IEEE 802.1X的认证和TKIP。TKIP采用RC4加密算法与各种机制,如Michael信息完整性代码、每包密钥构建机制(per-packet key)和扩展初始化矢量(IV)等,来消除WEP协议中潜在的安全性漏洞。IEEE 802.11i还将包含一个基于AES的加密/数据认证协议CCMP(CBC-MAC Protocol)。随着802.11i标准的制订和获得批准,VoWLAN安全性将提供最高级别的保护,从而可以放心地使用VoWLAN。

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