В прошлой статье мини-цикла мы говорили о 802.11ac, в этой — поговорим о сертификации Voice Enterprise: что это такое, и зачем она нужна. 
Голос в беспроводных сетях прошел примерно через тот же тернистый путь, что и в сетях проводных: изначально никто и не собиралсяпередавать по этому что-то вроде голоса и видео; потом была поставлена задача, пришлось изобретать новые протоколы и прикручивать дополнительные расширения к существующим; в итоге всё заработало.
Технологии более-менее качественной передачи голоса по Wi-Fi существуют достаточно давно, но построение качественной сети для VoWLAN до сих пор является весьма тяжелой задачей. И даже не из-за тонкостей радиопланирования и тюнинга QoS – банально, проблемой является подбор железа!
- Поддерживает ли инфраструктура все нужные технологии? Используются ли при этом стандартные или проприетарные механизмы?
- Тестировались ли стандартные механизмы на совместимость? Какие известны косяки?
- Будем ли мы использовать стандартные или проприетарные клиентские устройства?
- Поддерживают ли клиенты все нужные технологии? Где взять эту информацию? (Если для инфраструктуры Enterprise-класса, документация найдется всегда, то для всяких Android-трубок найти ее очень сложно.)
- Поддерживают ли голосовые приложения все нужные технологии?
- И что это за «все нужные технологии» вообще?
История проблемы.
Давайте начнем с последнего пункта. С точки зрения голосовой услуги в сети передачи данных нас волнуют два параметра:
- Качество: качество голоса должно быть хорошим на протяжении всего звонка в условиях любой нагрузки на сеть. С точки зрения услуги, качество голоса обычно определяется критериями R-Value или MOS. С точки зрения сети, для обеспечения данного требования поток данных для каждого клиента должен характеризоваться низкими значениями задержки, джиттера и потери пакетов.
- Сосуществование с остальным трафиком: в большинстве корпоративных сетей Wi-Fi не будет использоваться только для голоса – будут и другие применения. Так что, необходимы механизмы мирного сосуществования с трафиком других приложений, которого, весьма вероятно, может быть в разы больше.
В принципе, этого достаточно: нам нужна качественная услуга, которая уживется с уже существующими приложениями в сети. Как это транслируется в технические требования к беспроводным клиентам и инфраструктуре?
- Приоритезация. Прежде всего, необходимо назначать и учитывать приоритеты разных пакетов. В Ethernet для этого есть 802.1p. В Wi-Fi – 802.11e, также известный как сертификация WMM (Wireless MultiMedia). В отличии от 802.1p, где определено 8 классов трафика, в WMM их всего четыре: Voice, Video, Background и Best Effort. Голосовой трафик (AC_VO) имеет наивысший приоритет. WMM является сертификацией Wi-Fi Alliance, и на их сайте в базе данных можно посмотреть, какие устройства официально были протестированы на корректную поддержку WMM. Однако, одной приоритезации для полноценного QoS недостаточно.
- Управление полосой пропускания. Во-первых, как и в проводном QoS могут быть необходимыми такие функции как резервирование и/или ограничение полосы пропускания на разных уровнях (точка, WLAN, клиент, и т.д.). Во-вторых, беспроводные сети мобильны и клиенты в них перемещаются. В данной ситуации при роуминге клиенту очень важно попасть на точку, обладающую достаточным количеством свободного ресурса для «продолжения разговора». Иначе звонок может оборваться банально потому, что мы попали на перегруженную точку. Данная технология требует корректной поддержки со стороны и инфраструктуры и клиента. Клиент должен уметь опрашивать соседние точки перед роумингом (задумайтесь, при этом соседние точки могут быть на других каналах!) и выбирать свободную (для этого точки должны рапортовать свою загруженность). Однако, такая схема довольно сложна, и традиционно в Wi-Fi никто не верит в корректно работающие драйвера на клиентах. Поэтому пошли другим путем: инфраструктура должна уметь понимать, что требуется клиенту для полноценной работы (клиент сообщает, что ему нужно в сообщении TSPEC – Traffic Specification) и делать выводы – разрешать клиенту подключаться, или игнорировать его. Так как данные механизмы разбросаны по ряду стандартов 802.11, была создана дополнительная сертификация WMM-AC (Admission Control), которая проверяет корректную их реализацию (а также, реализацию некоторых других вещей, обеспечивающих балансировку нагрузки во WLAN).
- Роуминг. Говоря о перемещающихся клиентах, важно помнить, что сам роуминг занимает некоторое время. В зависимости от настроек сети на инфраструктуре и клиенте это время может достигать нескольких секунд. Естественно, ни о каком качестве голоса тут речи идти не может, так как звонок просто разорвется. Для решения этой проблемы производители понапридумывали кучу классных, но проприетарных, механизмов, у которых были серьезные проблемы с совместимостью. Решить уже эти проблемы призван стандарт 802.11r (FT, Fast Transition), в котором детально описан механизм быстрого роуминга (<20ms). Однако, долгое время не существовало сертификации, подтверждающей корректную реализацию данного стандарта производителем. Это один из недочетов, которые Voice Enterprise призван исправить.
- Безопасность. Любая услуга должна быть безопасной. Единственной действующей сертификацией по безопасности Wi-Fi в настоящей момент является WPA2. Таким образом наше решение должно успешно работать в рамках данного механизма и ничего не ломать.
- Автономность. Все мы прекрасно знаем, насколько велика разница между «временем ожидания» мобильного телефона и «временем разговора», и на какие ухищрения идут производители мобилок (и сотовой инфраструктуры) для увеличения этого времени. То же самое происходит и в Wi-Fi. Здесь есть отдельная сертификация WMM-PS (Power Saving), оптимизирующая порядок обмена данными клиента с точками доступа для большей энергоэффективности.
Подведем итог. Даже просто для того, чтобы просто выбрать подходящие точки доступа и клиентские устройства для VoWLAN, необходимо проверить их на наличие пяти сертификаций (Wi-Fi, WMM, WMM-AC, WMM-PS, WPA2), а также на соответствие отдельным частям стандарта 802.11r, сертификации для которого просто нет. Кроме того, действительно быстрая работа 802.11r требует реализации некоторых функций из спецификаций 802.11k (RRM – Radio Resource Management) и 802.11v (WNM – Wireless Network Management), которые тоже нужно как-то проверить. Потом провести тесты на совместимость и надеяться на лучшее, так как ни одна из этих сертификаций и спецификаций не накладывает особых требований к самому алгоритму роуминга клиента («да, я поддерживаю 802.11r и могу роумиться быстро, но я буду роумиться только тогда, когда процент потерянных пакетов достигнет 80%»).
К сожалению, исторически, логика роуминга беспроводных клиентов целиком и полностью определяется их производителем. И хорошо, если без глюков!
Таким образом, построение VoWLAN было делом рисковым, доверия к ним было мало, как следствие — низкая распространенность и востребованость. Описав масштаб бедствия, думаю, можно переходить к решению.
Решение
Решением призвана быть одна сертификация “Wi-Fi CERTIFIED Voice Enterprise” (именно в таком регистре), которая накладывает требования и на радиочасть, и на поддержку протоколов, и на совместимость, и на производительность и эффективность работы клиента в целом. Рассмотрим, что именно проверяется в сертификации:
- Корректность реализации протоколов. Обеспечивает совместимость.
- RRM: части спецификации 802.11k. Обязательно для инфраструктуры и клиентов.
- FT: части спецификации 802.11r. Обязательно для инфраструктуры и клиентов.
- WNM: часть “BSS Transition Management” спецификации 802.11v. Опционально для инфраструктуры и клиентов. При наличии поддержки точка будет информировать клиента о своих соседях, позволяя тому заранее планировать, на какую точку роумиться дальше.
- Соответствие требованиям производительности. Обеспечивает качество. Тестируется по определенному набору сценариев, симулирующему различные ситуации в практически полностью загруженной сети. Обязательно для инфраструктуры и клиентов.
- Задержка (включая части роуминга): <50ms в одну сторону
- Джиттер: <50mы
- Потеря пакетов: <1%
- Последовательно потерянных пакетов: не более трех.
- Наличие других сертификаций. Для упрощения жизни.
- Базовая сертификация: одна или несколько из сертификаций Wi-Fi (a/b/g/n). Обязательно для инфраструктуры и клиентов.
- Безопасность: Voice Enterprise требует WPA2-Enterprise, что означает поддержку RADIUS и определенных типов EAP. Есть еще Voice Personal, там требования попроще.
- QoS и управление полосой пропускания: WMM и WMM-AC соответственно. Обязательно для инфраструктуры и клиентов.
- Энергоэффективность: WMM-PS. Обязательно для инфраструктуры, опционально для клиентов (к примеру, если клиент –
микрокомпьютер с Wi-Fi закрепленный на автопогрузчике
).
Таким образом, с появлением данной сертификации значительно облегчается работа по проектированию сетей, выбору, тестированию и настройке устройств (клиентов и инфраструктуры), т.к. появляется некий набор общеприменимых критериев и принципов.
Дальнейшие подробности сертификации можно узнать из официального документа WFA, который использовался в качестве первоисточника для этой статьи.
Почему-же «Ближайшее будущее»?
Итак, появилось решение довольно серьезной проблемы, позволяющее вывести VoWLAN из полуэкспериментальной фазы в мейнстрим, и доставить всем много профита хорошего. Решение важное и нужное. Почему же «Ближайшее будущее»?
Как и у двух других ключевых спецификаций Wi-Fi — 802.11i и 802.11n — выход Voice Enterprise регулярно переносился. Изначально планировалось запуститься в Ноябре 2007. Однако, в результате разнообразных пертурбаций официальный пресс-релиз о запуске сертификации и «скором начале тестирования и выдаче сертификатов» вышел только в Мае 2012. И даже сейчас, год спустя, на сайте WFA весьма сложно найти сертифицированные продукты. На самом деле, большинство вендоров Enterprise WLAN первого и второго эшелона уже давно поддерживают все необходимые технологии, но, похоже, не спешат с «официальной» сертификацией (возможно, ресурсы переброшены на борьбу за лидерство в 802.11ac, пока горячо). Так что, пока что Voice Enterprise для нас — «ближайшее будущее».
Но, думаю, в следующем году (или даже в конце этого) «официальная» поддерка Voice Enterprise будет заявлена для большинства точек доступа, и, что самое главное, для клиентских устройств, и это позволит голосу прописаться в беспроводных сетях настолько же прочно, как и в проводных.
Ваше мнение?
Автор: apcsb
