MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi Wi-Fi Multimedia (WMM)

Seminarium poświęcone sieci bezprzewodowej
w Politechnice Krakowskiej - projekt Eduroam
USŁUGI DODATKOWE
W SIECIACH BEZPRZEWODOWYCH
VoIP oraz multimedia w sieciach WiFi – problemy






Wprowadzenie
Problematyka VoIP w sieciach Wi-Fi
Rozszerzenia standardu 802.11 w zakresie VoWLAN
Zagadnienie transmisji multimedialnych w sieciach WiFi
Standard Wi-Fi Multimedia (WMM 802.11e)
Podsumowanie
WPROWADZENIE
Obszar tematyczny prezentacji
Przedstawiona tematyka
stanowi przegląd zagadnień
związanych z realizacją
usług multimedialnych
w lokalnych sieciach
bezprzewodowych Wi-Fi
Źródło: NetWorld
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Rozwój technologii VoIP w obszarze WLAN

Aktualnie telefonia VoIP skutecznie konkuruje
z sieciami PSTN i została wprowadzona do lokalnych
sieci bezprzewodowych, gdzie zastosowanie
znajdowały dotychczas systemy DECT i GSM

Technologia VoIP zyskała nowe medium, obszar
i klientów, powodując dodatkowe zainteresowanie
użytkowników sieciami radiowymi WLAN
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Rozwój technologii WLAN w obszarze VoIP



W zamierzeniach sieci Wi-Fi były planowane jako
rozszerzenie infrastruktury kablowej oraz w celu
zapewnienia mobilności w sieci LAN.
Obecnie podejmuje się skuteczne próby poszerzenia
obszaru zastosowań o transmisję głosu a docelowo
treści multimedialnych i telewizji IP.
Chociaż do dnia dzisiejszego pojawiła się duża grupa
produktów telefonii 802.11, to nadal prowadzone są
prace nad zagwarantowaniem odpowiedniej jakości.
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Cechy transmisji VoIP w sieci WLAN







Nie wymaga dużych przepustowości
Wrażliwość na opóźnienia i fluktuacje opóźnień
Problem ze zmianą punktu dostępowego (roaming)
Ograniczenia liczby jednoczesnych połączeń VoIP
Równoważenie obciążenia
Problemy ze skutecznym pokryciem obszaru
Zapewnienie bezpieczeństwa transmisji
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Cechy transmisji VoIP w sieci WLAN
Konwergencja VoIP i sieci WLAN
Problematyka strukturalna sieci WLAN
Źródło: NetWorld
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Standardy serii 802.11 mające wpływ na VoWLAN
Standard
Funkcja
802.11i
Zapewnia bezpieczeństwo (WPA2) przed rozszyfrowaniem i
przerwaniem wykorzystując m.in. do szyfrowania 128-bitowy
AES i klucze dynamiczne.
802.11r
Umożliwia szybki roaming pomiędzy punktami dostępowymi.
Przemieszczający się klient jest automatycznie przełączany,
wraz z przekazaniem danych o jego autoryzacji, szablonie
bezpieczeństwa itp.
802.11e
Zapewnia QoS w eterze. Umożliwia dostosowanie się do
specyficznych wymagań transmisji. Zapewnia obsługę aplikacji
wrażliwych na opóźnienia i wymagających odpowiedniej
przepustowości.
w przygotowaniu
PROBLEMATYKA VoIP W SIECIACH Wi-Fi
Telefony VoWLAN
Cisco 7920
Siemens Gigaset S35
Motorola CN620
(Wi-Fi/GSM)
Współczesne aparaty VoWLAN obsługują protokół SIP, IP-SMS oraz mechanizmy QoS.
Bezpieczeństwo rozmów zapewniają protokoły WEP, WPA, AES (opcjonalnie 802.11i).
MULTIMEDIA W SIECIACH WiFi
Obsługa aplikacji audio - video w WLAN



W miarę jak w sieciach bezprzewodowych pojawia się
coraz większa liczba aplikacji audio, wideo oraz głosowych
wzrasta potrzeba efektywnych mechanizmów QoS.
Aplikacje z niewielką tolerancją na opóźnienia muszą być
traktowane z większym priorytetem niż zwykłe dane.
W sieciach WLAN ma to tym większe znaczenie, gdyż
oferują one mniejszą przepustowość i tolerancję na kolizje
niż sieci przewodowe.
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Wi-Fi Multimedia (WMM)


Technologia WMM (wsparcie dla 802.11e)
obsługuje wszystkie trzy standardy WLAN
(802.11 a,b,g).
WMM pozwala przypisywać pakietom różne
priorytety. Istnieją cztery klasy priorytetów:




Głos,
Wideo,
Najlepszy możliwy (best effort),
Dane drugoplanowe.
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Wi-Fi Multimedia (WMM)
Źródło: NetWorld
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Wi-Fi Multimedia (WMM)

Przypisywanie priorytetów jest oparte na oryginalnym
protokole CSMA/CA, wchodzącym w skład standardu
802.11. Mechanizm noszący nazwę DFC (Distributed
Coordination Function) wykorzystuje prosty algorytm
„słuchaj zanim nadasz" (osłuchiwanie łącza przed
transmisją).

WMM w obecnym kształcie nie wspiera mechanizmów
planowania i kontroli dostępu do sieci, które mogłyby
usprawnić jakość usług świadczonych przez sieci WLAN.
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Wi-Fi Multimedia (WMM)
Specyfikacja WMM udostępnia aplikacjom usługi QoS, definiując różne
kategorie priorytetów.
Priorytety bazują na różnych czasach zwłoki składających się z części stałej
(Arbitrary Inter-Frame Sace Number) i losowej (Contention Window).


Dla 802.11b jeden slot to 20 mikrosekund
Dla 802.11a i 802.11g - 9 mikrosekund
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Rozwiązania systemowe dla sieci WLAN
Źródło: NetWorld
MULTIMEDIA W SIECIACH Wi-Fi
Rozwiązania systemowe dla sieci WLAN
Cechy systemów dla sieci WLAN:











Struktura oparta na przełącznikach WLAN
„lekkie” punkty dostępowe „plug & play”
Centralne zarządzanie
Skalowalność
QoS dla transmisji głosu i danych
System zarządzania pasmem radiowym
Bezproblemowy roaming w ramach sieci
Detekcja położenia użytkowników
Kontrola dostępu oparta na regułach
Wykrywanie kradzieży pasma (rogue detection)
Ochrona przed intruzami
USŁUGI DODATKOWE
W SIECIACH BEZPRZEWODOWYCH
Inne standardy serii 802.11 z tego zakresu
Standard
Funkcja
802.11d
współdziałanie klientów WLAN w różnych krajach
802.11f
zalecany sposób komunikacji pomiędzy AP i szybkiego przekazywania
informacji powiązanych z danym połączeniem - roaming, protokół IAPP
802.11h
dynamiczny wybór częstotliwości i kontrola mocy nadawania
802.11k
zarządzanie zasobami radiowymi. Definiuje zbiór parametrów
radiowych, wymienianych podczas roamingu i dane o kanale radiowym
i urządzeniu klienckim
802.11n
rozszerzenie standardu 802.11 do przepływności 100 Mbit/s (MIMO)
802.11s
bezprzewodowa sieć kratowa
USŁUGI DODATKOWE
W SIECIACH BEZPRZEWODOWYCH
Podsumowanie

Do dnia dzisiejszego sieci WLAN przeszły sporą ewolucję.
Uporano się z 3 podstawowymi problemami:





podniesieniem bezpieczeństwa,
wprowadzeniem mechanizmów QoS niezbędnych do oferowania
usług multimedialnych,
uproszczeniem procesu planowania, zarządzania i wdrażania
dużych sieci Wi-Fi.
Usługa VoWLAN może stać się rywalem dla tradycyjnej
telefonii i z biegiem czasu także dla takich rozwiązań jak
DECT – szczególnie w modelu hybrydowym z telefonią
komórkową GSM/UMTS.
Współczesna sieć bezprzewodowa powinna zapewnić,
oprócz szybkiego dostęp do sieci LAN i Internetu, ale
również obsługi aplikacji multimedialnych wrażliwych na
opóźnienia, a w przyszłości HDTV.