无线网络

思科新版本Wi-Fi软件提升802.11n无线网络对视频流的支持

让视频流更可靠,高效的在无线网络上传输

作者:约翰-考克斯 ,网络世界 2010年1月19日

思科周二宣布其Wi-Fi产品的新版本软件可以对802.11n无线网络对视频应用进行性能提升,并在可靠性和可扩展性方面具有极大改善。这一新的特性,被称为视频流就绪(VideoStream),它弥补了Wi-Fi协议本身的弱点,即由于视频流和客户数量的增长会降低视频质量。

视频流就绪特性通过三个方面改善了无线网络处理视频流量的方式。首先,它实现了视频组播到客户端的新方法,使得视频流更可靠并更有效地利用带宽。其次,它可以针对不同的视频流分配不同的优先次序,例如公司总裁的讲话视频比体育比赛的视频具有更高的优先级。 最后,一旦新建视频流会影响整个网络的视频质量,思科无线网络会发现并阻止新的视频请求。新的软件已经成为思科公司在其无线接入点和无线控制器的系统代码的一部分。

今天,视频在有线网络上往往通过组播传送,但是一旦到达Wi-Fi无线网络,它变成了一个速率相对缓慢的无线广播,使得无线接入点覆盖范围内的任何客户端都能接收到,大卫斯蒂夫(思科无线网络业务部经理)说。从网络的角度来看,广播方式就像一个人的愿望:“我希望你能听到。”除此以外,客户端无需确认是否收到或正确收到,所以没有错误检查机制。“你可能丢失数据包,” 斯蒂夫说。“这对于视频流应用是一个可怕的的环境。”

就像网络世界的无线博客撰写人Craig Mathias对VeriWave的无线视频测试工具的文章中说的那样,可用于测试Wi-Fi视频性能的工具是很粗略的。

一个办法可以改善无线网络对组播的处理。组播对于无线是一个巨大挑战,这是因为客户端分布在离接入点不同的距离之内并因此调整相关的数据速率。为确保距离无线接入点最远的客户端可以接收到适当顺序和正确的数据包,无线网络将调整数据率来适应所有的客户。思科和其竞争对手Aruba Networks都将原始的视频组播转化为多个分离的单播视频来提高带宽效率。Ruckus Wireless也在去年12月宣布了一个组播转换的专利。

视频流就绪特性将这一转换下放到无线接入点来完成而不是通过无线控制器。思科无线局域网控制器管理传入的视频流,并传递组播流到局域网交换机,最后到达思科无线接入点。无线接入点将组播传输转换成多个独立的单播传送。无线接入点还处理状态控制,客户端监控及数据复制,以及只发送视频流到发出请求的Wi-Fi客户端而不是所有客户端。

据思科说,这种新办法意味着Wi-Fi网络现在可以处理大规模的视频组播,而且无线控制器和无线客户端双方之间的有线和无线带宽能够更有效的利用。

此外,思科利用了802.11e/WMM无线多媒体服务质量标准,创造了更加精细粒度的视频流优先次序。目前,相对数据传输WMM允许给予视频流整体的优先权。现在,视频流就绪特性可以针对不同的视频流给予不同的优先级,这可以动态的调整网络来适应需求的变化。例如一个关于公司项目管理的视频组播可以相对于其他“尽力而为”的视频流在网络上给予高优先权。

根据斯蒂夫的描述,对于一个给定的无线接入点,无线控制器对视频流给予适当的服务质量标记,然后无线接入点给这些视频流分配硬件队列或网络路径。

最后,视频流就绪特性对待请求组播视频的无线客户端可以达到无线语音应用的水平。随着请求和连接数量的增加,在某一个无线接入点上的无线信道迅速被填满。接下来的“呼叫”在这种情况下将面临质量差的问题,并开始侵蚀其他的通话的质量。视频流就绪特性通过资源预留控制功能阻止过多的组播视频请求,并发送一个“视频不可用”的信息,以保护网络上整体的视频质量。

网络管理员可以通过一套图形化管理界面设置和管理视频流就绪特性。

作为思科视频流就绪特性的认证,思科委托Miercom为其进行验证测试来评估视频流就绪特性的性能,并比较它与竞争对手的Wi-Fi产品,包括Aruba的结果。Miercom的完整报告可在其网站上查询到。Miercom是一个网络测试咨询公司,经常被用来验证厂商产品的性能,有时也进行竞争性比较测试。

总体而言,根据Miercom的报告,视频流就绪特性可以显着减少视频数据包的丢失:例如,没有打开视频流就绪特性,5个标准清晰度视频流的数据包丢失率为每分钟8854个包,而5个高清晰度视频流的数据包丢失率为每分钟89570。当视频流就绪特性被打开,两个测试里数据包丢失都下降到零。

另一项测试测量了视频延迟的因素,以毫秒为单位,对于5个标准清晰度视频流,打开视频流就绪特性后延迟系数从77.80毫秒下降至1.15毫秒, 对于5个高清晰度视频流,打开视频流就绪特性后延迟系数从76.49毫秒下降至2.46毫秒。“视频流就绪特性还优化了有线网络的性能,以少于需求30倍的带宽来传送视频,”思科的斯蒂夫说。

在2010年晚些时候,思科还会将该特性集成到思科兼容性扩展认证(CCX)中对无线客户端进行认证。在CCX认证范畴里,通过公司许可的方式,客户端设备制造商将采用思科公司的代码,以确保他们的Wi-Fi产品,包括无线网络适配器,笔记本电脑,无线VoIP电话,有源RFID标签可以和思科的无线网络以最优化的方式工作。但是斯蒂夫拒绝透露这些功能何时可以使用。

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