優(yōu)化Wi-Fi視頻傳輸?shù)腤LAN設(shè)計(jì)

從IPTV流到FaceTime視頻，企業(yè)視頻應(yīng)用快速增長(zhǎng)。通常這些視頻通過(guò)連接企業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備發(fā)送和接收。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)管理員必須實(shí)施一種新的WLAN設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化無(wú)線視頻傳輸，避免其性能下降。

視頻WLAN設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了帶寬限制

在建立一個(gè)支持視頻應(yīng)用的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)時(shí)，容量顯然是要考慮的一個(gè)因素，但容量并不僅僅只是簡(jiǎn)單的帶寬問(wèn)題。視頻應(yīng)用的帶寬需求是受分辨率，幀速率和編解碼器影響的。例如，一個(gè)720p或1080p的監(jiān)控?cái)z像頭要記錄每秒6-10幀(FPS)并采用H.264編碼，就需要1到2 Mbps帶寬。然而，要觀看一個(gè)72英寸120-240 FPS的高清視頻可能需要高達(dá)30 Mbps的帶寬才能達(dá)到令人滿意的觀看體驗(yàn)。

編碼解碼器可以以質(zhì)量為代價(jià)來(lái)減少吞吐量，但它支持多網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)頻道。而且鏡像數(shù)據(jù)也會(huì)用盡可用的AP或RF容量。視頻在高密度環(huán)境(如教室和宿舍)的流行，加劇了在線時(shí)間的爭(zhēng)奪。更糟糕的是，很多視頻流采用組播的方式來(lái)減少有線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，但通過(guò)Wi-Fi，組播降低了對(duì)最弱(最老的最遙遠(yuǎn)的距離)的客戶端的數(shù)據(jù)比率。在一個(gè)充滿了各種消費(fèi)電子設(shè)備的大廳中，質(zhì)量差的問(wèn)題肯定還是存在的，除非采取進(jìn)一步的措施來(lái)優(yōu)化和優(yōu)先視頻傳輸。

定義無(wú)線視頻應(yīng)用的容量需求

確保無(wú)線視頻性能的第一個(gè)步是建立WLAN中視頻和多媒體應(yīng)用上所需的網(wǎng)絡(luò)容量和性能要求。Aruba網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商建議將視頻分為下面的幾類：

• 通過(guò)Wi-Fi廣播IPTV。這需要在許多高帶寬(1到4 Mbps的SD或6到10 Mbps HD)通道上，為每個(gè)通道的用戶單行向下傳輸對(duì)延遲不敏感的流量。

• 通過(guò)Wi-Fi的現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)視頻流媒體(網(wǎng)絡(luò)廣播)。這需要單向下行交付延遲不敏感的流量，特別是所有用戶觀看的超過(guò)單一高帶寬(1-4 Mbps)的信道。

• 通過(guò)Wi-Fi 的IP監(jiān)控錄像。這需要上行鏈路或下行鏈路傳輸延遲不敏感流量，為一小部分觀眾用許多通道交付不同質(zhì)量(500 Kbps到2 Mbps)的視頻。

• 交互式視頻會(huì)議。這是雙向交付受流量延遲和抖動(dòng)(最多為150至200毫秒)影響的流量，但雙方需要低對(duì)稱的帶寬(1 Mbps)。

• 視頻點(diǎn)播(培訓(xùn)，預(yù)錄節(jié)目)。這需要單向下行鏈路交付延遲不敏感的流量，每個(gè)信道同時(shí)有多個(gè)用戶消耗高帶寬信道(1至4個(gè)Mbps的SD或6至10 Mbps的HD)。

這些例子說(shuō)明了所有的視頻和多媒體的WLAN部署的變換：方向性，吞吐量，時(shí)延和抖動(dòng)容限，以及渠道和用戶的數(shù)量。另一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是容錯(cuò)率，低封包錯(cuò)誤率通常是有的，但也能給UDP組播帶來(lái)問(wèn)題。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：交付無(wú)線視頻的802.11n無(wú)線局域網(wǎng)

幸運(yùn)的是，企業(yè)WLAN產(chǎn)品已足夠成熟來(lái)為視頻和其他多媒體應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。視頻WLAN應(yīng)該使用802.11n來(lái)增加容量，密度和可靠性。802.11n的功能和設(shè)計(jì)方面需要重點(diǎn)考慮的要素包括：

通過(guò)多輸入多輸出(MIMO)天線進(jìn)行通道綁定和空間復(fù)用，增加每個(gè)無(wú)線電的能力到450 Mbps(3X3)或600 Mbps(4×4)速率，使每個(gè)AP支持更多的視頻用戶。

• 每個(gè)用戶的可用吞吐量將會(huì)受到Wi-Fi客戶端能力的限制，尤其是智能手機(jī)和帶有1x1 MIMO(最高65 Mbps速率，隨距離而降低)技術(shù)的平板電腦。這對(duì)單一視頻流來(lái)說(shuō)可能已經(jīng)足夠，但要緊記，速度較慢的客戶端可能會(huì)把每個(gè)用戶的視頻性能拉下，設(shè)計(jì)WLAN時(shí)要考慮到這些較低數(shù)據(jù)速率。

• 利用802.11n標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)，如A- MPDU(MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元)和塊確認(rèn)，來(lái)進(jìn)一步增加延遲不敏感單向視頻流的數(shù)據(jù)吞吐量。

• 802.11n設(shè)備可以支持2.4 GHz和/或5 GHz。當(dāng)需要更高的吞吐量時(shí)，要充分利用5 GHz的信道。例如，使用預(yù)測(cè)WLAN規(guī)劃師設(shè)計(jì)的覆蓋范圍，替換AP滿足吞吐量，用戶密度、用戶速率的上行和下行帶寬需要。但不要覺(jué)得一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)就會(huì)有高質(zhì)量的視頻，要經(jīng)常驗(yàn)證性能。

• 使用Wi-Fi多媒體(WMM)優(yōu)先級(jí)讓視頻比數(shù)據(jù)有更多的在線時(shí)間，但不會(huì)消耗所有可用的帶寬。給對(duì)延遲和抖動(dòng)(如VoIP，視頻會(huì)議等)的應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)要比單向數(shù)據(jù)流更高。WMM準(zhǔn)入控制可能有助于避免一個(gè)AP負(fù)載過(guò)多。