VoWiFi迅速發展
近來,各類寬帶服務提供商開始越來越多地向自己的用戶提供VoIP服務,其中包括普通消費者和企業用戶。如果說以前提供這樣的服務是在嘗試和試點的過程,那么現在已經開始了真正的加速前進。另一方面網絡與傳統語音服務提供商之間的整合和收購逐漸完成,這種加速的趨勢將被保持,甚至還會越來越快,許多寬帶服務現在正越來越多地圍繞VoIP建設進行。隨著寬帶通信和Wi-Fi接入點的日益增多,以及VoIP的日益普及,網絡融合的下一步就是無線網絡技術與VoIP的融合,即VoIP-over-Wi-Fi(簡稱VoWiFi)。
Infonetics的調查報告顯示,2004年出售的VoWiFi電話大約為11.3萬臺,這種較高的應用比率將一直持續。到2009年,全球VoWiFi電話的銷售額將達到37億美元。VoWiFi電話技術應用最廣的領域就是那些擁有較多移動辦公員工的企業,比如在醫院和工廠工作的人員,各類銷售人員等。
VoWiFi的優勢
VoWiFi的最大優勢在于話費低廉,尤其是與傳統的蜂窩電話技術相比。在很多地區,Wi-Fi網絡已經很普及了,而那些目前沒有Wi-Fi網絡的企業也可以以低廉的成本很快地部署一套Wi-Fi網絡。人們可以在Wi-Fi網絡覆蓋到的任何地點使用IP電話,而且VoIP電話的通話質量正在快速提升,在很多地方,VoWiFi電話的質量已經達到或超過了普通手機的通話質量。
VoWiFi/GSM雙模手機
很多技術分析人士都認為,VoWiFi的下一波功能將主要集中在雙模手機上,即手機擁有Wi-Fi IP電話功能和普通蜂窩電話功能。當用戶位于家中、辦公室或公共Wi-Fi熱點區域,可以使用Wi-Fi IP電話功能進行通話,而在沒有Wi-Fi網絡的地區,則可以使用傳統的蜂窩網絡進行通話。不論采用哪種網絡,用戶的手機號碼是唯一的。由于通過Wi-Fi網絡撥打IP電話的費用要低于現有的固定電話,因此未來這種電話很可能會取代大部分用戶目前使用的固定電話。
GUPP公司PHREEDOM手機基于VoWifi/GSM雙模的手機可以讓用戶自由選擇網絡。除了正常的GSM網絡之外,在有WiFi覆蓋的地方,用戶便可以使用WiFi網絡進行通話,從而節約話費。在WiFi環境中,它還也可以進行網頁瀏覽、郵件收發、數據下載等操作。
VoWiFi面臨的挑戰
VoWiFi的概念相當不錯:將價格低廉的VoIP技術與靈活的無線技術相結合。從低成本需求以及移動性需求的技術趨勢看,VoWiFi技術的出現完全符合邏輯。但是在實際應用中,VoWiFi技術還存在4個主要障礙。
1.VoWiFi的帶寬問題
當拿每個VoIP通道所需的典型帶寬與大多數Wi-Fi接入點的可用帶寬比較時,我們發現似乎沒有必要討論VoIP應用的帶寬可用性。畢竟,即使是舊的802.11b標準也有11Mbit/s的傳輸速率。因為G.711(VoIP編解碼器)運行在相對來說微不足道的64kbit/s速率,Wi-Fi帶寬似乎遠遠超過VoIP編解碼器的最低要求。
然而,請想一想爭取Wi-Fi頻段的應用的巨大數量:家庭媒體服務器的流式MP3音頻、多玩家游戲、網上沖浪和其他設備到設備的數據傳輸,再想一想會迅速把連接速率從11 Mbits/s下降為5.5、2甚至1 Mbits/s的各種環境因素;這樣,你就不會再認為單次VoIP通話所需的帶寬與實際剩余帶寬之間的差異很巨大了。
2.VoWiFi可靠性問題
大部分對于電腦和數據網絡偶爾出現的死機或者延遲等情況,都有一定的容忍能力。人們不需要即時收到電子郵件,就算網絡延遲讓郵件遲到了幾分鐘甚至幾小時,對于大部分人來說,這也不是什么嚴重問題。
而在語音通信領域,公眾交換電話網絡(PSTN)已經把人們寵壞了。人們希望電話可以隨時使用。人們希望高質量的語音通信。而且人們希望電話線路能夠時時保持暢通,只有在通話雙方掛斷電話時,線路才會斷開。
可靠性問題是很多企業沒有馬上采用VoIP電話的一個重要因素。由于語音通信是一個實時的應用,與普通的數據應用相比,VoIP對于網絡中出現的數據包丟失或者其他網絡問題是非常敏感的。
而將VoIP應用到無線網絡,無疑會增加網絡的不穩定因素,使得VoIP的可靠性進一步受到影響。各種電波干擾,頻段限制、信號衰落以及其他各種因素,都會導致VoWiFi電話在通話過程中突然中斷或受到干擾。VoWiFi連接的通話質量和性能與網絡帶寬、 QoS設置或設備(如手機或網絡服務器)都有關系。
3.VoWiFi安全問題
對無線網絡安全性的擔心是很多企業拒絕使用802.11網絡的主要原因,而這種安全問題對于VoIP來說,風險性并不比其它通過無線網絡傳輸數據的應用程序低。由于無線VoIP是通過無線電波傳送的,因此很容易在傳輸過程中被入侵者或黑客截獲。如果對VoWiFi系統中不增強對安全的鑒權和對數據的保密,將會對系統造成很大的威脅,VoWiFi潛在的威脅和存在的攻擊的方式主要有:竊聽(Eavesdropping)和嗅探(Sniffing)VoIP呼叫,中間人(Man in the Middle)攻擊,拒絕服務(Denial of Service)攻擊,呼叫中斷(Call Interruption)和建立錯誤呼叫等。
4.VoWiFi的電池壽命問題
阻礙VoWiFi手機迅速普及的一個重要因素可能是電池壽命。許多第一代設備的待機時間比大多數便攜式電話的通話時間還要短。顯然,要使VoWiFi手機為消費者所廣泛采用,這些設備的電池壽命必須能夠比得上目前的便攜式、無繩或DECT電話的電池壽命。更復雜的問題是,用戶已習慣便攜式電話的小體積,這就在設備可使用的電池大小方面對OEM或ODM設置了限制。
設備中的WiFi組件是VoWiFi手機中消耗最多電池電量的組件之一。雖然新一代WiFi芯片的耗電量將大大減少,但VoWiFi手機中許多其他器件要共享有限的電量。例如,傳統的DSP設計需要多個處理器或系統級芯片器件來執行所有的VoIP功能。
在這些設計中,一般的人機界面(MMI)以及VoIP通話控制功能使用傳統的應用處理器(ARM、MIPS等),而DSP則用于語音到數據包到語音的轉換。此方法在便攜設備的設計中暴露出很多缺點。
最后,使用分立的應用處理器和DSP(不管是作為獨立組件還是作為系統級芯片的核心)會導致更大的物理封裝,從而減少了產品中較大電池的可用內部面積。此外,整個系統中組件的增多會增加設備的整體電量消耗。[NextPage]
VoWi-Fi的前景
對于VoWiFi面臨4種的挑戰,業界已經想出了一系列的解決方法。
1.為了更有效地利用網絡帶寬進行語音傳輸,業界已開發出多種備選語音編解碼器。這些編解碼器如G.729、G.723.1和iLBC使用多種復雜的處理技術來壓縮捕獲到的語音流,這意味著可大大減少傳輸相同電話聲道所需的網絡帶寬。
2.802.11規范對服務質量沒有直接的規定,該協議設計為對訪問介質的所有設備具有公平、相等的接入權。然而,由于Wi-Fi已取得發展,應用范圍已擴大,因此提高固有服務質量水平的需要已變得很明顯。為滿足此需求,業界已開發出802.11e規范,其主要目標是為Wi-Fi網絡定義服務質量。802.11e規范設計的其中一個主要特點是,它對各種不同類型的通信流采用不同的“優先級別”。
通過為特定類型的通信流指定較高的優先級,網絡設備可以恰當地排列和管理流量,以在網絡擁擠的情況下傳送更高優先級的通信流。802.11e標準定義了四種接入類別,語音相關的通信流被指定為最高優先級,而為視頻數據、盡力傳送型數據和后臺數據按遞減順序指定剩余的級別。像所有優先級方案一樣,流量分類的工作交由應用程序執行,所有應用程序都必須“公平”地對待優先級排序方案,以在網絡層上發揮作用。
3.安全性通過Wi-Fi安全措施(WEP或WPA)組合,并利用電話與服務提供商的Softswitch或網關間的IecV連接來處理—從而為提供者(認證和呼叫控制數據)和用戶(語音包安全性)提供了安全。
4.有一種技術可改善VoWi-Fi設備電量消耗,即充分利用“無DSP”設計方法,在這種設計中,語音處理是在應用處理器中進行的。隨著用于便攜式用途的通用應用處理器的發展,它們已有足夠的處理能力執行需進行大量計算的工作(如語音處理)以及其他的一般應用功能。在應用處理器上執行語音處理功能以及去掉DSP,可直接實現節能和減少物理封裝體積。
雖然部署VoWiFi電話面臨許多挑戰,但適當地合并考慮以下因素可輕易克服這些挑戰:選擇VoIP編解碼器以獲得適當的帶寬并實現質量最優化、使用支持802.11e的Wi-Fi網絡以確保語音話務的優先級以及使用無DSP架構以延長VoWi-Fi手機的電池壽命。
如果部署和使用得當,VoWiFi電話將成為傳統蜂窩電話以及有線VoIP電話的強有力競爭對手。世界上主要的VoIP運營商都已經開始向無線VoIP電話市場前進。比如Skype就已經開發出了可以用于Windows Mobile移動設備上的電話軟件。相信VoWiFi電話將會很快的在我們生活中普及起來,我們不妨拭目以待。