پاورپوینت بررسی بهینه سازی انتقال صوت در سیستم وایمکس

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بررسي بهينه سازي انتقال صوت در سيستم وايمكس

اسلاید 2 :

چكيده
با رشد شبكههاي بيسيم شهري فرضيه يكپارچهسازي ارتباطات قوت بيشتري گرفته است.
از جمله مهمترين اين شبكهها وايمكس ميباشد.

با توجه به پهناي باند بالا، قابليت تحرك و وسعت شهري اين فنآوري بستر مناسبي براي سرويس VoIP خواهد بود.

در ارائه سرويس VoIP بر روي شبكه وايمكس تضمين كيفيت لازم و ارائه ظرفيت بيشتر، از مهمترين موضوعات تحقيقات انجام شده بوده است

موارد پر اهميتي همچون تأخير، تغييرات تأخير و اتلاف، نقش اصلي را در كيفيت سرويس VoIP دارند.

اسلاید 3 :

مقدمه
آنچه نسلهای گوناگون فناوری بیسیم را از هم متمایز میکند، سرعت و محدودهی دسترسی آنهاست.
در این مسیر، وایمکس (WIMAX) به عنوان پدیدهای بیبديل در عرصهی ارتباطات، از لحاظ سهولت دسترسی، پهنای باند وسیع، ظرفیت خدماتدهی و پوشش شبکهی رادیویی، عملکرد مناسبی را در کارنامهی خود به ثبت رسانده است.
وایمکس، در اصل اصطلاحی ابداعی و مخفف کلماتی است که به معنای «قابلیت تبادل و استفادهی اطلاعات در سطح جهانی برای دستیابی از طریق مایکروویو»
(Worldwide Interoperability for Microwave Access) است.

اسلاید 4 :

بهطور خلاصه، فناوری وایمکس خدمات ارتباطی بیسیم از طریق امواج رادیویی است که از خدماتدهنده به محل دریافتکننده منتقل میشود. شبکههای بنا شده با فناوری وایمکس، جزو شبکههای بیسیم شهری محسوب میشوند که به راحتی میتوانند در محدودهی وسیعی که ایستگاههای وایمکس تحتپوشش خود قرار میدهند، امکان استفاده از اینترنت پرسرعت را برای سازمانها، شرکتهای تجاری و منازل مسکونی فراهم آورند.

فناوری وایمکس در شرایط ایدهآل با بردی برابر 50 کیلومتر و سرعت دسترسی معادل 70 مگابیت بر ثانیه، در حال تکامل بخشیدن به فناوری باندپهن فعلی است. این فناوری میتواند امکان دسترسی به خدمات باندپهن را برای مشترکان معمولی و تجاری به شیوهی بیسیم فراهم کند.

اسلاید 5 :

یکی دیگر از ویژگیهای وایمکس این است که علاوه بر انتقال داده، انتقال صوت و تصویر را نیز به خوبی پشتیبانی میکند و خدماتی که در این زمینه ارایه میشود، محدودیت حجمی و زمانی نخواهند داشت.

تجهیزات وایمکس را میتوان با توجه به سطوح مختلف شبکه که شامل کاربران، شبکهی دستیابی رادیویی و شبکهی هسته میشود، اینگونه تقسیمبندی کرد:
تجهیزات کاربران
تجهیزات دسترسی شبکهی رادیویی

اسلاید 6 :

تجهیزات کاربران
این تجهیزات در حالت کلی شامل تجهیزات ارتباطی داخلی (Indoor)، تجهیزات ارتباطی بیرونی (Outdoor)، تجهیزات USB و یا آنطور که پیشبینی میشود و تا حدی نیز محقق شده است، تراشههای قابل نصب در کامپیوترها و لپتاپها میشود.
تجهیزات نهایی مشترک یا CPEها (که بین کاربران به مودم وایمکس هم مشهور هستند) در پیکربندیها و اشکال مختلف برای کاربردها و مشترکان متفاوت در دسترس هستند.

اسلاید 7 :

تجهیزات دسترسی شبکهی رادیویی
این دسته از تجهیزات، رابط کاربران با بخش هستهی شبکه به حساب میآیند و شامل مواردی چون نقاط دسترسی و فرستندهها یا ایستگاههای پایه (BS) میشوند که بهطور کلی مدیریت منابع رادیویی را بر عهده دارند.
یک ایستگاه پایهی وایمکس، از آنتنها، سختافزار کنترلی، دکل وایمکس و کابلهای تغذیه تشکیل میشود.

اسلاید 8 :

این بخش شامل سیستمهای مدیریتی شبکه، تجهیزات مربوط به نظارت بر کاربران، روترها و واسطهای خاص برای ارتباط با شبکههای مختلف است.
بخش هسته در شبکهی وایمکس، بخشی است میان ایستگاه پایهی وایمکس و زیرساخت صوت یا دادهی شبکه که در آن ترافیک مشترکان وایمکس از طریق روترها و سوییچها منتقل میشود.
طراحی مناسب شبکهی IP و مهندسی مناسب این تجهیزات، خدمات با کیفیت بسیار بالایی را برای کاربران نهایی تضمین میکند و به دنبال آن، سادگی عملیات را برای ارائهدهندگان وایمکس به همراه میآورد.

اسلاید 9 :

در WIMAXWMN ها ، گره ها شامل روترهای وايمكس و کلاینت های وايمكس می شوند . یعنی هر گره نه تنها مانند یک میزبان بلکه شبیه یک بهینه سازی VOIP عمل می کند ، بسته ها را به نیابت از سایر گره هایی که ممکن است در محدوده ارسال بیسیم مستقیم مقصدهایشان نباشند (multichip) ، فوروارد میکنند. یک WIMAXWMN بصورت پویائی خود سازمانده و خودپیکربند می باشد ، این ویژگی ها موجب امتیازهای بسیاری در WIMAXWMN ها از قبیل پشتیبانی آسان شبکه ، مقاوم بودن و پوشش سرویس قابل اطمینان می شود .
گره های مرسوم ( مانند کامپیوتر های رومیزی ، لپ تاپ ها ، PDA ها ، Pocket PC ها ، تلفن ها و غیره که با کارت های واسط شبکه بیسیم (NIC) ) تجهیز شده اند ، می توانند مستقیما به بهینه سازی VOIP­های وايمكس بیسیم متصل شوند . مشتریان بدون NIC ها می توانند توسط اتصال به بهینه سازی های VOIP وايمكس مثلا از طریق اترنت به WIMAXWMN ها دسترسی داشته باشند . بنابراین WIMAXWMN ها کمک زیادی به کاربران در همیشه آنلاین بودن در هر زمان و در هر مکانی می کنند .

اسلاید 10 :

صدا روی پروتکل اینترنت (VOIP)
تکنولوژی است که برای ارسال مکالمات صوتی روی یک شبکه داده ای با استفاده از IP مورد استفاده قرار می گیرد .
این عمل توسط دیجیتالی نمودن صوت به بسته های گسسته انجام می شود که بصورت مستقل روی شبکه ارسال می شوند ، بجای استفاده از پروتکل های سنتی PSTN که نیاز به برقراری مدار بین فرستنده و گیرنده داشتند

Handoff (Handover)
واگذاری یکپارچه یک اتصال بین دو یا چند ایستگاه پایه (base station) که از تکنولوژی بیسیم یکسانی استفاده می­کنند ، که ویژگی کلیدی سیستم های تلفن سیار مبتنی بر سلول امروزی است .
به محض اینکه یک کاربر یک سلول را به دلیل تغییر در شدت سیگنال ، تداخل ، یا متعادل کردن بار تغییر داد ، سیستم باید تمام اتصال­ها را دوباره هدایت نماید یا تمام داده را فوروارد کند

اسلاید 11 :

Roaming
در مقایسه با handoff ، معمولا roaming کمی پیچیده تر است .
Roaming معمولا زمان بیشتری طول می کشد چون می تواند شامل تغییر در تکنولوژی شبکه ، چندین درخواست به پایگاه داده ، رویه های تصدیق هویت ، فوروارد داده ، رله اتصال ها ، یا تغییر تامین کننده شود .

اسلاید 12 :

نتايج و بحث
در سالهای اخیر ، محبوبیت سرویس های VOIP در وایمکس به عنوان نتیجه رشد عظیم در دسترسی پهن باند بسیار افزایش یافته است . همان سرویس VOIP هنگامیکه روی یک شبکه بیسیم وايمكس گسترش پیدا می کند چالش های جدیدی را تحمیل می کند ، در حالیکه کاربران را قادر به برقراری تماس های تلفنی با استفاده از تلفن های WiFi می سازد . تاخیر و از دست دادن بسته ها به علت تداخل و همچنین ظرفیت محدود در یک شبکه وايمكس چند گامی بطور قابل توجهی کیفیت انتها به انتهای تماس VOIP را کاهش می دهند .
در این اينجا در مورد نیازمندیهای اساسی برای گسترش کارامد و بهینه سازی سرویس های VOIP روی یک شبکه وايمكس بیسیم بحث می کنیم . تکنیک های بهینه سازی عملی را ارائه می دهیم و ارزیابی می کنیم که می توانند ظرفیت شبکه را بهبود دهند ، کیفیت VOIP را حفظ نمایند و سیاری کاربر را بصورت کارایی اداره کنند .

اسلاید 13 :

امتیازات شبکه وايمكس در مقایسه با یک LAN سیمی که نقاط دسترسی (Access Point) را به همدیگر متصل می کند عبارتند از :
• سهولت گسترش و توسعه
• پوشش بهتر و وسیع تر
• داشتن قابلیت ارتجاع نسبت به خرابی گره (یعنی بازگشت به حالت اولیه)
• کاهش هزینه نگهداری
نگهداری کیفیت VOIP :
با بهره برداری از مسیرهای چندگانه بین گره های مبدا و مقصد با انتخاب یک مسیر که بهترین مشخصات تاخیر و گم شدن را دارد ، می توانیم بر این مشکل غلبه نماییم . با استفاده از یک شمای سوئیچینگ zero overhead label ، ترافیک صدا در امتداد بهترین مسیر در میان مسیر های موجود مسیر یابی می شود . آزمایش های ما نشان داد که با استفاده از سوئیچینگ مسیر کارامد ، می توانیم کیفیت مورد نظر را تا ۸۶% زمان در مقایسه با ۴۶% زمان بدون سوئیچینگ بدست بیاوریم .

اسلاید 14 :

پشتیبانی از سیاری مشتری VOIP
پشتیبانی از تماس های بدون قطع شدگی برای مشتری های سیار VOIP که بین AP های متفاوت در طی یک تماس صوتی handoff می کنند ، بسیار مشکل است .
ما یک شمای handoff سریع طراحی کردیم که از مکانیزم فیدبک لایه لینک برای تشخیص تغییر مکان مشتری و در نتیجه بهنگام سازی مسیر های درون شبکه وايمكس استفاده می نماید . بعلاوه برای جلوگیری از گم شدن بسته ها در طی یک handoff ، بسته های صوت را در AP قدیمی بافر می کنیم و مجددا این بسته ها از طریق AP جدید به مشتری بهینه سازی VOIP می کنیم . آزمایش های ما روی وايمكس چندگامی قطع شدگی تقریبا نزدیک به صفر در کیفیت VOIP را در طی handoff ثابت می کنند .

اسلاید 15 :

جمع بندي و پيشنهادات
در راه گسترش کامل یک سرویس VOIP ما اهداف زیر را در این مقاله دنبال می کنیم .
افزایش ظرفیت VOIP در شبکه وايمكس : آزمایشات ما مشخص میکنند که :
۱) تعداد تماس های با کیفیت متوسط با افزایش گام ها در یک توپولوژی خطی ساده کاهش میابند .
۲) در یک شبکه وايمكس با سرعت لینک ۲Mb/s ، تعداد تماس های پشتیبانی شده از ۸ تماس در یک گام به ۱ تماس پس از چهار گام کاهش یافته است .
این کاهش قابل توجه در تعداد تماس های پشتیبانی شده می تواند به فاکتورهای زیر نسبت داده شود :
۱) کاهش گذردهی پروتکل UDP بخاطر تداخل خودش
۲) گم شده بسته در گام های چندگانه
۳) سربار بالای پروتکل برای بسته های VOIP و سایز کوچک آنها
هدف ما افزایش تعداد تماس های VOIP پشتیبانی شده با کیفیت معین اندازه گیری شده روی وايمكس چندگامی است . ما دو رویکرد مبتنی بر تجمع سازی بسته VOIP و فشرده سازی هدر را پیشنهاد کردیم و ثابت کردیم با استفاده از این رویکردهای پیشنهادی ظرفیت تا ۲ یا ۳ برابر افزایش میابد .

اسلاید 16 :

مهمترين مسئله در ارتباط با VoIP در سرویس وایمکس، كيفيت صوت است
فن آوری VoIP ،صوت را به داده ديجيتال تبديل و پس از قرار دادن در بسته های اطلاعاتی آنها را از طريق اينترنت ارسال می نمايد .
تاخير ممكن است باعث بروز مسائل جدی در سيستم های VoIP گردد .
توليدكنندگان تجهيزات VoIP در سیستم وایمکس سعی می كنند محصولاتی را توليد نمايند كه به پهنای باند كمتری نياز داشته باشند
بدين منظور استفاده از الگوريتم های فشرده سازی در كانون توجه قرار دارد .
يكی ديگر از محدوديت های فن آوری VoIP در سیستمهای وایمکس، سازگاری است
برخی از سيستم های VoIP اختصاصی بوده و صرفا" امكان تماس با ساير افرادی را فراهم می نمايد كه از نرم افزار مشابه استفاده می نمايند .
فشرده سازی و برگرداندن داده به حالت اوليه ،  زمان پردازش مختص به خود را خواهد داشت . علاوه بر اين ، فشرده سازی افت كيفيت صدا را به دنبال خواهد داشت .
امكان فيلتر نمودن اكو ايجاد شده وجود خواهد داشت ولی انجام اين كار زمان بيشتری را از پردازنده خواهد گرفت .

اسلاید 17 :

با تشکر از اینکه
وقت خود را در اختیار ما قرار دادید