Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Konwergencja VoIP i sieci WLAN ma charakter symbiozy - VoIP zyskuje nowe medium, obszar i klientów, zwiększając jednocześnie zainteresowanie użytkowników sieciami radiowymi WLAN. Telefonia VoIP wykorzystująca sieci 802.11 określana jest różnymi nazwami, m.in. VoWLAN, VoWi-Fi.

Konwergencja VoIP i sieci WLAN ma charakter symbiozy - VoIP zyskuje nowe medium, obszar i klientów, zwiększając jednocześnie zainteresowanie użytkowników sieciami radiowymi WLAN. Telefonia VoIP wykorzystująca sieci 802.11 określana jest różnymi nazwami, m.in. VoWLAN, VoWi-Fi.

Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Telefon VoIP Cisco 7920 działający w sieciach 802.11b

Obecnie, gdy rynek nabrał zaufania do telefonii VoIP, która skutecznie konkuruje z sieciami PSTN, przyszedł czas na rozszerzenie jej zastosowań. Jednym ze sposobów jest wprowadzenie jej do lokalnych sieci bezprzewodowych, gdzie zastosowanie znajdowały dotychczas systemy DECT i GSM.

Według optymistycznych prognoz Infonetics Research, stosowanie transmisji głosu w sieciach WLAN wzrośnie z 6% obecnie do 27% pod koniec 2006 r. Czynnikiem ograniczającym wzrost popularności VoWLAN jest niedostateczne bezpieczeństwo.

W 2004 r. sprzedano na świecie ponad 143 tys. telefonów Wi-Fi (nieobsługujących sieci komórkowych), za kwotę ok. 55 mln USD.

Zdaniem analityków, aby telefonia IP w sieciach radiowych odniosła sukces, powinna umożliwiać roaming pomiędzy sieciami Wi-Fi a komórkowymi (GSM, UMTS). W przeciwnym wypadku, chcąc korzystać z obydwu sieci, należałoby nosić ze sobą dwa telefony. Istotnym zagadnieniem jest szybkie i niezauważalne przełączenie użytkownika pomiędzy siecią Wi-Fi a komórkową. O ile z obszaru objętego siecią Wi-Fi można wyjść, to w zasięgu sieci komórkowej przebywa się zwykle cały czas. Telefon musi podejmować decyzję, kiedy korzystać z danej sieci - mówi inżynier Intela Michael Stanford.

Operatorzy mogą być zainteresowani urządzeniami dwusystemowymi, ponieważ zastosowanie sieci WLAN w punktach publicznych (lotniskach, halach targowych) jest tańsze od budowy infrastruktury komórkowej. Połączenia z aparatów obsługujących Wi-Fi mogą być przekazywane do tradycyjnych sieci przewodowych. Dodatkowo przejęcie części ruchu telefonicznego przez sieci WLAN zmniejszy wymagania na przepustowość w sieciach komórkowych.

Propozycja rozwiązań VoWLAN jest niewątpliwie atrakcyjna dla firm, których pracownicy muszą się przemieszczać w obrębie biura, hali produkcyjnej oraz w nowo powstałych siedzibach, bez istniejącego okablowania sieciowego.

Transmisja VoWi-Fi pomimo problemów z bezpieczeństwem zaczyna być wdrażana w szpitalach, ośrodkach edukacyjnych i innych obiektach.

Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Sieć konwergentna WLAN

Rozważając przydatność tego rozwiązania, należy oddzielić szum medialny, jaki zaczyna towarzyszyć zastosowaniom VoWLAN, od rzeczywistych możliwości i korzyści. Dzisiejsze sieci Wi-Fi nie były planowane do zastosowań transmisji głosu. Roaming, QoS oraz ograniczenia zarządzania mocą wymagają dopracowania. Chociaż w tym roku pojawiły się już pierwsze telefony 802.11, to nadal sieci te nie gwarantują odpowiedniej jakości.

Gartner szacuje, że koszt wdrożenia sieci radiowej, zapewniającej należyty poziom połączeń głosowych, jest około dwa razy większy od sieci obsługującej wyłącznie transmisję danych.

Wydaje się, że wdrożenie VoIP w sieciach bezprzewodowych LAN powinno przebiegać bezproblemowo, wszak VoIP nie wymaga dużej przepustowości. Doświadczenie pokazuje jednak, że nawet niewielka ilość danych przesyłanych w tej samej sieci może powodować znaczący spadek jakości audio oraz zrywanie połączeń, także w sieciach z funkcją QoS. Odpowiednia jakość połączeń jest zapewniona dla sieci czysto głosowej z obsługą QoS. Nie spełnia to jednak wymagań konwergencji sieci głosu i danych. W praktyce, przesyłanie głosu i danych w jednej sieci powoduje wydłużenie roamingu pomiędzy punktami dostępowymi od 0,5 do nawet 10 s. Półsekundowa przerwa jest już zauważalna dla ludzkiego ucha. Wielu producentów dopiero zaczęło dostosowywać swoje rozwiązania WLAN do transmisji konwergentnych, w których liczy się nie tyle przepustowość, ile opóźnienia i jitter (fluktuacje opóźnień). Gdy opóźnienia lub jitter wzrosną do 50-70 ms, jakość dźwięku zaczyna się zauważalnie pogarszać. Opracowywaniu podlegają również nowe zalecenia standaryzacyjne sieci 802.11, mające podnieść jakość połączeń. Pojedynczy punkt dostępu nie jest w stanie zapewnić dobrej jakości przy większej liczbie realizowanych jednocześnie połączeń VoIP (średnio >7).

<hr size=1 noshade>

Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Mechanizmy poprawiające jakość działania sieci WLAN

Interferencja międzykanałowa może być redukowana poprzez przełączanie kanałów i zmianę kształtu komórki. Przenoszenie użytkowników do mniej obciażonych komórek zapewnia równoważenie obciążenia. Usługi lokalizacji użytkownika pomagają zwiększyć bezpieczeństwo. Miejsca nieobjęte zasięgiem sieci mogą być w dużej mierze eliminowane poprzez ich wykrycie przez system i zwiększenie zasięgu sygnału. Zewnętrzne anteny oraz ataki zakłócające mogą zostać wykryte, a w połączeniu z usługą lokalizacji system jest w stanie dokładnie określić ich położenie. Jest to szczególnie przydatne na obszarach o dużej gęstości różnych sieci radiowych.

<hr size=1 noshade>

Wdrożenie systemu billingowego dla połączeń z sieciami zewnętrznymi oraz roamingu pomiędzy punktami dostępowymi jest złożone, a dostawcy nie przynosi to korzyści finansowych. Właściciele hot spotów mogą nie być zainteresowani w udostępnianiu usług VoWLAN. Użytkownicy zaś nie zechcą płacić za usługi telefonii Wi-Fi - do płatnych rozmów wystarczą posiadane telefony GSM.

Urządzenia dwusystemowe GSM/Wi-Fi nie są budowane tylko z myślą o wykorzystywaniu ich do połączeń głosowych w obydwu sieciach. Mogą one być wykorzystywane do transmisji danych w sieciach Wi-Fi oraz do rozmów w sieciach GSM.

Zwiększyć liczbę punktów dostępowych?

Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Bezprzewodowy telefon IP Zultys WIP 2

Czy większa liczba punktów dostępowych (AP - access point) rozwiąże problem? Tak, testy potwierdzają zwiększenie jakości głosu przy zwiększeniu ilości AP, czyli zmniejszenia obciążenia danego punktu. Zwiększa się również średnie opóźnienie, co jest skutkiem dodatkowych elementów sieci. Rozwiązanie to podwyższa koszty. Częstotliwości sieci bezprzewodowych są ograniczone i zbyt duża liczba anten powoduje interferencje sygnałów. Ponadto nie można przewidzieć, ilu mobilnych pracowników będzie znajdowało się w zasięgu danego AP - każdy punkt ma swój poziom nasycenia.

Roaming

Telefonia IP w sieciach Wi-fi

Mechanizm przełączania opartego na Mobile IP

Mobilność użytkowników jest jedną z możliwości sieci bezprzewodowych. Przemieszczający się użytkownicy powinni być przełączani pomiędzy AP podobnie jak w sieciach GSM. Analogiczna sytuacja ma miejsce w przypadku wyłączenia/awarii danego AP. Część producentów wykorzystuje w tym celu Mobile IP, czyli rozwiązanie warstwy sieci. Umożliwia on automatyczne przełączanie bez konieczności dodatkowych interakcji ze strony użytkownika.

Terminal po wykryciu sieci o lepszych parametrach (transmisyjnych, cenowych itp.) wysyła aktualizację adresu tymczasowego CoA (Care-of-Address) do węzła domowego. Agent domowy (Home Agent) przesyła dane do zaktualizowanego adresu CoA, bez przerywania transmisji. Agent domowy terminala znajduje się w określonym miejscu sieci, a zdalni agenci (Foreign Agent) są ulokowani w każdej z sieci dostępowych (WLAN, GSM, UMTS). Użytkownik może określić kolejność wyboru sieci.

W ramach sieci WLAN dostępny jest również roaming warstwy łącza 802.11, szybszy od Mobile IP.


TOP 200