Wi-Fi QoS (Quality of Service) verwijst naar de reeks mechanismen en protocollen die zijn ontworpen om de prestaties en betrouwbaarheid van draadloze communicatie binnen Wi-Fi-netwerken te verbeteren. De standaard voor Wi-Fi QoS wordt voornamelijk gedefinieerd door de IEEE 802.11-standaardfamilie, die de protocollen en procedures voor draadloze lokale netwerken (WLAN) specificeert. Hier is een gedetailleerde uitleg van de Wi-Fi QoS-standaard binnen de context van de IEEE 802.11-specificaties:
1.IEEE 802.11-standaardfamilie:
- Invoering:De IEEE 802.11-familie omvat een reeks standaarden die de werking van WLAN’s definiëren. De meest gebruikte standaarden zijn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac en 802.11ax.
- Evolutie van normen:Naarmate de technologie zich verder heeft ontwikkeld, zijn er nieuwere wijzigingen in de oorspronkelijke 802.11-standaard geïntroduceerd om de datasnelheden, het bereik en de algehele netwerkprestaties te verbeteren.
2.Wi-Fi QoS-framework:
- Overzicht:Het Wi-Fi QoS-framework is gedefinieerd in het IEEE 802.11e-amendement, dat verbeteringen introduceerde ter ondersteuning van QoS voor multimediatoepassingen.
- QoS-parameters:Het raamwerk richt zich op belangrijke QoS-parameters zoals latentie, jitter en pakketverlies om een meer voorspelbare en betrouwbare gebruikerservaring te bieden.
3.EDCA (verbeterde gedistribueerde kanaaltoegang):
- Toegangscategorieën:EDCA introduceert vier toegangscategorieën (AC’s) om prioriteit te geven aan verkeer: Achtergrond, Beste inspanning, Video en Spraak.
- Arbitrage Inter-Frame Space (AIFS):Verschillende AC’s hebben verschillende Arbitration Inter-Frame Space-waarden, waardoor kanaaltoegang met prioriteit mogelijk is.
4.HCF (hybride coördinatiefunctie):
- Invoering:HCF maakt deel uit van de 802.11e-standaard en biedt een mechanisme voor zowel contentiegebaseerde als contentievrije toegang.
- HCCA (HCF-gecontroleerde kanaaltoegang):HCF omvat de HCCA, een conflictvrije toegangsmethode die polling- en reserveringsgebaseerde schema’s voor tijdgevoelig verkeer ondersteunt.
5.WMM (Wi-Fi-multimedia):
- QoS-verbeteringen:WMM is een Wi-Fi Alliance-certificering gebaseerd op de 802.11e-standaard, die interoperabiliteit tussen Wi-Fi-apparaten met QoS-ondersteuning garandeert.
- Verkeerscategorieën:WMM definieert vier verkeerscategorieën: Achtergrond, Beste inspanning, Video en Spraak, in lijn met de AC’s in het EDCA-framework.
6.Frame-aggregatie:
- A-MSDU en A-MPDU:Het gebruik van frameaggregatie, zowel A-MSDU (Aggregate MSDU) als A-MPDU (Aggregate MPDU), helpt de efficiëntie te verbeteren door de overhead te verminderen en de doorvoer te verbeteren.
- Efficiënte transmissie:Door meerdere frames samen te voegen in één enkele transmissie, wordt het aantal benodigde controleframes verminderd, waardoor de algehele netwerkefficiëntie wordt verbeterd.
7.QoS-toewijzing en tagging:
- 802.1p-prioriteitstags:QoS-toewijzingen tussen verschillende QoS-domeinen, zoals tussen Ethernet en Wi-Fi, kunnen worden bereikt met behulp van 802.1p-prioriteitstagging in de frameheader.
- DSCP (gedifferentieerde services codepunt):QoS kan ook worden aangegeven met behulp van het Differentiated Services Code Point in de IP-header.
8.802.11k en 802.11v:
- Verbeteringen voor netwerkbeheer:Hoewel ze niet direct op de QoS zijn gericht, bieden deze wijzigingen mogelijkheden om het netwerkbeheer en de klantassociatie te verbeteren, waardoor ze indirect bijdragen aan een betere QoS.
- Efficiënte netwerkdetectie en -selectie:802.11k verbetert de detectie van buren, terwijl 802.11v efficiënte netwerkdetectie en -selectie mogelijk maakt.
9.802.11ax (wifi 6):
- Invoering:De 802.11ax-standaard brengt verdere verbeteringen aan Wi-Fi, inclusief verbeterde QoS-mechanismen.
- OFDMA (Orthogonale Frequentieverdeling Meervoudige Toegang):OFDMA zorgt voor efficiëntere kanaaltoegang, waardoor de QoS voor een groter aantal apparaten in drukke omgevingen wordt verbeterd.
10.Wi-Fi 6E en toekomstige ontwikkelingen:
- Wi-Fi 6E Inleiding:Wi-Fi 6E, een uitbreiding van Wi-Fi 6, introduceert ondersteuning voor de 6 GHz-frequentieband en biedt extra spectrum voor verbeterde prestaties.
- Voortdurende QoS-verbeteringen:Verwacht wordt dat toekomstige ontwikkelingen op het gebied van Wi-Fi-standaarden zich zullen blijven richten op QoS-verbeteringen, waarbij opkomende uitdagingen en vereisten worden aangepakt.
Samenvattend definieert de IEEE 802.11-standaardfamilie, met specifieke wijzigingen zoals 802.11e, de standaard voor Wi-Fi QoS. Het raamwerk omvat mechanismen zoals EDCA, HCF, WMM en frameaggregatie om verkeer te prioriteren, conflicten te beheren en de algehele kwaliteit van draadloze communicatie binnen Wi-Fi-netwerken te verbeteren. Naarmate de Wi-Fi-technologie zich blijft ontwikkelen, wordt verwacht dat daaropvolgende wijzigingen en standaarden verdere verbeteringen in de QoS-ondersteuning zullen opleveren.