Wi-Fi Multimedia (WMM) ist ein Standard, der im Rahmen der IEEE 802.11e-Ergänzung zum ursprünglichen IEEE 802.11-Standard entwickelt wurde. WMM verbessert die Servicequalität (QoS) in Wi-Fi-Netzwerken, indem es die Bereitstellung des Datenverkehrs für verschiedene Anwendungen priorisiert und optimiert. Es soll die Leistung von Multimedia-Anwendungen wie Sprach- und Video-Streaming verbessern, indem es einen Mechanismus zur Priorisierung und effizienten Verwaltung von Netzwerkressourcen bereitstellt. Hier finden Sie eine detaillierte Erklärung der Bedeutung und Funktionalität von WMM im WLAN:
1. Einführung in WMM:
- QoS in Wi-Fi-Netzwerken: Servicequalität bezieht sich auf die Fähigkeit eines Netzwerks, unterschiedliche Serviceebenen für verschiedene Arten von Datenverkehr bereitzustellen. WMM befasst sich speziell mit QoS in Wi-Fi-Netzwerken.
- IEEE 802.11e-Änderung: WMM ist Teil der IEEE 802.11e-Änderung, die Verbesserungen am ursprünglichen IEEE 802.11-Standard einführte, um Multimedia-Verkehr besser zu unterstützen.
2. Hauptmerkmale von WMM:
- Verkehrspriorisierung: WMM ermöglicht die Priorisierung verschiedener Verkehrstypen basierend auf ihren QoS-Anforderungen.
- Optimiertes Ressourcenmanagement: WMM hilft bei der effizienten Verwaltung von Netzwerkressourcen und stellt sicher, dass zeitkritische Anwendungen die nötige Aufmerksamkeit erhalten.
3. WMM-Zugriffskategorien:
- Vier Zugriffskategorien (ACs): WMM definiert vier Zugriffskategorien, die jeweils einer bestimmten Prioritätsstufe zugeordnet sind. Die Kategorien sind:
- Sprache (AC_VO): Höchste Priorität für Echtzeit-Sprachverkehr.
- Video (AC_VI): Hohe Priorität für Video-Streaming.
- Best Effort (AC_BE): Mittlere Priorität für typischen Datenverkehr.
- Hintergrund (AC_BK): Niedrigste Priorität für Hintergrunddaten, wie z. B. Datei-Downloads.
4. Warteschlangenmechanismus:
- EDCA (Enhanced Distributed Channel Access): WMM nutzt EDCA, eine Verbesserung gegenüber dem grundlegenden konfliktbasierten Zugriffsmechanismus in Wi-Fi.
- Differenzierter Zugriff: EDCA bietet differenzierte Zugriffsparameter für jede Zugriffskategorie, sodass Datenverkehr mit höherer Priorität aggressiver um den Kanal konkurrieren kann.
5. Konfliktfenster und Schiedsverfahren:
- CWmin- und CWmax-Parameter: Jede Zugriffskategorie verfügt über ihre eigenen Contention Window (CW)-Parameter, die den Bereich zufälliger Backoff-Werte für den Kanalzugriff bestimmen.
- Schiedsverfahren: Geräte konkurrieren auf der Grundlage dieser Parameter um den Kanalzugriff, wobei der Datenverkehr mit höherer Priorität einen engeren Bereich hat und daher eine höhere Chance hat, den Wettbewerb zu gewinnen.
6. Übertragungsmöglichkeiten (TXOPs):
- Gewährung von Übertragungsmöglichkeiten: WMM ermöglicht die Gewährung von Übertragungsmöglichkeiten (TXOPs) an Geräte basierend auf ihrer Zugriffskategorie.
- Temporale Ressourcenreservierung: TXOPs bieten eine Form der zeitlichen Ressourcenreservierung, die es Geräten ermöglicht, für eine bestimmte Dauer ohne Konflikte zu übertragen.
7. Dynamische Anpassung der Parameter:
- Adaptiver Mechanismus: WMM beinhaltet einen adaptiven Mechanismus, der es dem Netzwerk ermöglicht, Parameter basierend auf sich ändernden Verkehrsbedingungen dynamisch anzupassen.
- Reagiert auf Netzwerklast: Das System kann auf Schwankungen der Netzwerklast reagieren und die Priorisierung verschiedener Verkehrstypen entsprechend anpassen.
8. Implementierung in Wi-Fi-Geräten:
- Wi-Fi Certified WMM: WMM ist ein Wi-Fi Alliance-Zertifizierungsprogramm, das die Interoperabilität zwischen Wi-Fi-Geräten gewährleistet, die QoS-Verbesserungen unterstützen.
- Allgegenwärtige Einführung: WMM hat sich in Wi-Fi-fähigen Geräten, einschließlich Routern, Zugangspunkten und Client-Geräten, weit verbreitet und fördert einen standardisierten QoS-Ansatz.
9. Vorteile von WMM:
- Verbesserte Benutzererfahrung: WMM verbessert die Benutzererfahrung für Anwendungen, die empfindlich auf Latenz und Zuverlässigkeit reagieren, wie z. B. Sprache und Video.
- Effiziente Nutzung von Netzwerkressourcen: Durch die Priorisierung des Datenverkehrs trägt WMM zur effizienten Nutzung verfügbarer Netzwerkressourcen bei und optimiert so die Gesamtleistung des Netzwerks.
10. Evolution und zukünftige Entwicklungen:
- Wi-Fi 6 und darüber hinaus: Mit der Weiterentwicklung der Wi-Fi-Technologie mit Standards wie Wi-Fi 6 (802.11ax) entwickeln sich die QoS-Mechanismen weiter und führen zu weiteren Verbesserungen bei Leistung, Kapazität und Effizienz.
Zusammenfassend ist Wi-Fi Multimedia (WMM) eine QoS-Erweiterung innerhalb des IEEE 802.11e-Standards und bietet einen standardisierten Rahmen für die Priorisierung und Verwaltung verschiedener Arten von Datenverkehr in Wi-Fi-Netzwerken. Durch die Einführung von Zugriffskategorien, Konkurrenzmechanismen und adaptiven Funktionen zielt WMM darauf ab, die Bereitstellung von Multimedia-Anwendungen zu optimieren und so zu einem reaktionsschnelleren und effizienteren drahtlosen Kommunikationserlebnis beizutragen.