即使到现在，一般企业也都还建构着两个不同的通讯网络：一个是传统的电话网络(POTS/PSTN)、一个是计算机网络(LAN/WAN)。因为电话网络可以收发语音，计算机网络可以收发数据。虽然这两种网络最后几乎都要透过电信机构的中央交换机(CO)处理，可是通讯成本却不同。一般而言，计算机网络的通讯成本都比传统的电话网络低。于是建构单一的企业用通讯网络骨干，将数据和语音集成(convergent)传输，将会成为全球企业下一波信息设备投资的重点。

在了解WLAN的语音数据整合技术之前，必须先了解VoIP，因为WLAN是整个VoIP网络应用的一环，如(图一)所示。

《图一 语音数据IP封包在同一个WLAN传输》 - BigPic:772x471

VoIP简介

正如VocalTec公司在1995年展示的一样，该网络凭借的就是VoIP(Voice over IP)技术。简单而言，VoIP的原理就是在接收端将模拟讯号转换成数字讯号(ADC)，在传送端将数字讯号转换成模拟讯号(DAC)。

因为计算机网络或IP(Internet Protocol)网络只处理数字讯号，所以AD和DA之转换是必须的。IP网络除可传递语音之外，它原本就可以传输数据信息，所以，企业可以将数据和语音集中在单一的IP网络里传输，节省许多营运成本，只是他们必须使用IP电话取代传统的PSTN/POTS电话。

因此，连接数字和模拟两种世界的DSP和软件成为非常重要的角色。VoIP的网关(gateway)中，每个DSP在不同的信道(channel)内，处理不同多媒体(语音、数据、传真)讯号，不同的输出讯号经过集成器( aggregator)组合在一起形成混合讯号，最后，被送到以太(ethernet)接口或其他硬件接口上与载波混频发送出去。

(图二)是比较复杂的VoIP网关，它将PSTN接口、VoIP、呼叫程序、IP封包接口、监控警报等等模块整合在一起。就像在十字路口一样，VoIP可以透过PSTN接口、IP封包接口对外收发讯号。

PC上的Telephony软件可以将语音包装成IP封包，经以太网络，到达VoIP网关里的VoIP模块，透过传统的分时多任务(TDM)技术将语音信息送到PSTN接口，并转换成模拟语音频号，最后，经由PSTN交换机将模拟语音频号送到授话者处。此外，呼叫程序模块和监控警报模块就好比维持十字路口的交通警察一样重要，是不可或缺。

《图二 复杂的VoIP网关》 - BigPic:756x522

H.323架构

一般而言，VoIP网络是依照ITU H.323中的全部或部份标准建构而成的。因此，同属于封包通讯(packet-based)的WLAN自然可以整合于H.323网络中。H.323是国际电信联盟(ITU)的正式标准，它对多媒体封包通讯制定了规范，不同类型的网络或设备可藉此标准互传多媒体信息，例如：H.323可和H.320, H.324, H.310, POTS等网络或设备互通，如(图三)所示。

《图三 H.323 VoIP网络》 - BigPic:624x459

虽然，H.323不保证通讯服务质量(QoS)，但是，因为它所需的带宽少，且它所需的硬件条件低廉，所以其应用的范围广泛，目前H.323都应用在以PC为平台的视频会议和视讯电话的场合里。H.323通讯协议主要包含IETF组织(Internet Engineering Task Force)的「实时协议」(Real-Time Protocol；RTP)和「实时控制协议」(Real-Time Control Protocol；RTCP)，此外，还包括呼叫讯号、影音通讯所使用的通讯协议。

如(图四)所示。H.323最主要的特色就是：它对不同类型的网络和设备，提供多种音频和视讯编译码技术(codecs)，包含H.261、H.263、G.711、G.729、G.723.1、GSM、DECT、MPEG-4和其它特殊的编译码算法。H.323也支持T.120、T.38，所以，它也可以传输数据(data)和传真(fax)信息。

《图四 H.323通讯协议堆栈》 - BigPic:751x449

H.323产品区分

H.323产品主要可区分成下列四种：

音频和视频会议客户端

如(图四)(B)所示，音频和视讯客户端(Audio and video conferencing clients)输出入设备，例如：麦克风、扬声器、PC 相机、LCD屏幕等等，可藉由微软的NetMeeting软件处理将音频和视频信号接收或发送。

NetMeeting是符合H.323通讯协议标准的软件，目前内建于Windows 98(含)以上的操作系统中。由此可知要成为H.323音频和视频会议客户端是很简单的，只需安装NetMeeting或类似的软件即可，不像过去还要加装MPEG-2视频卡或声卡。

《图五 802.11通讯协议架构》 - BigPic:769x398

音频和视频会议服务器或网桥

音频和视频会议服务器和网桥(Conferencing servers or bridges)可支持符合H.323标准的终端设备进行多点通讯。部份服务器还支持数据服务(data conferencing)的功能，提供程序共享(program sharing)和档案传收(file transfer)的服务。服务器还具有权限管理、会议管理、定时预约管理、监督纪录等等功能。

网关

要和不同种类的网络通讯，例如：H.320 ISDN视频会议、PSTN、ATM等等，必须藉由H.323网关(Gateway devices)才能完成，如(图三)所示。

网关管理器

《图六 HomeRF架构》 - BigPic:769x858

信息流量、安全、和其他网络上的变动因素，可以藉由网关管理器(Gatekeeper devices)来控制。网关管理器可提供类似防火墙(firewalls)或能与防火墙结合，防堵不法的信息撷取。并具有在某(尖峰)时间范围内，限制上网用户数量的功能。

未来趋势

上述软硬设备都是视频会议经营者必须拥有的产品。未来的IEEE802.11a装置将加入H.323视频会议网络，成为H.323终端设备。因此，它们也必须具有H.323通讯协议堆栈，才能顺利加入。如图一中的无线IP语音电话、无线手持计算机、无线IP数据电话、无线笔记本电脑、WLAN接入点(Access Point)等等，都将内建H.323通讯协议堆栈，共同成为H.323视频会议网络的重要成员。

IEEE 802.11技术简介

由于带宽的限制，IEEE802.11b(Wi-Fi)将首先整合语音、数据和低传输率视讯通讯，最后，由IEEE802.11a整合高传输率视讯(例如：高画质电视)和语音、数据。IEEE802.11g是结合IEEE802.11b和IEEE802.11a的接口转换标准，可以让2.5GHz的IEEE802.11b装置具有5GHz的IEEE802.11a宽带通讯功能。

802.11通讯协议堆栈

如(图五)所示，802.11的通讯协议堆栈可区分成物理层、媒体撷取控制层(Medium Access Control Layer；MAC)和逻辑链路控制层(Logical Link Control Layer；LLC)三大部份。一个媒体撷取控制层可以撷取多个物理层，它和Ethernet一样采用CSMA/CA通讯协议。

媒体撷取控制层负责同步、电源管理、漫游(roaming)和记录MAC管理信息(MIB)，基本上，这些工作都是经过编译码技术完成的。802.11的物理层支持三种标准：跳频展频(FHSS)、直接序列展频(DSSS)和基频红外线(baseband IR)，载波侦测(carrier sense)是由物理层中的汇聚通讯协议(Physical Layer Convergence Protocol；PLCP)负责，它能辨别出目前硬件支持的标准是哪一种。

物理层简介

物理层中的媒体依附层(Physical Medium Dependent Sublayer；PMD)是负责调变、解调和编译码工作。物理层管理者(PHY Layer Managemnet)负责频道微调(channel tuning)和记录PHY管理信息。通讯站管理者(station management)负责物理层和媒体撷取控制层之间的协调。

逻辑链路控制层

802.11的逻辑链路控制层和局域网络(LAN)的逻辑链路控制层一样，同属802.2标准。它定义了「通讯协议数据单元」(Protocol Data Unit；PDU)数据结构，在这个数据结构中，提供了来源端/目的端的服务撷取点地址(Service Access Point address；SAP)、控制位、和数据信息。

逻辑链路控制层定义了三种来源端与目的端之间的数据通讯程序，并且也定义了四种不同的逻辑链路控制类别(LLC classes)。第一种通讯程序(type 1)是这四种类别都具有的作业，它规定来源端与目的端之间的数据通讯不需建立数据链路(data link connection)，因此，也就没有流量控制和侦除错的功能。这主要是用以启动来源端与目的端底层之间的正常通讯，以迎接后续较严谨的数据通讯程序。

发展现况

上述简短的说明，可以知道802.11的架构非常简洁。一般都是以硬件方式实现物理层和媒体撷取控制层；而逻辑链路控制层则大都是由驱动程序实现，藉由操作系统支持就可以了。这完全符合以太网络的规格，在PC中或外部加装IEEE 802.11网络卡就可以使用无线局域网络了。

它和有线局域网络卡一样，使用微软内建的NetMeeting软件和PC Camera、麦克风、扬声器就能进行点对点的视频会议。就技术本身的简洁程度来做比较，在目前的数种短距离低功率通讯技术中，可以和802.11媲美的，可能只有HomeRF了。

IEEE 802.11e

目前802.11a或802.11b网络都无法有效地处理瞬间来临的高流量异步多媒体数据流(streaming media)的壅塞问题。所以就出现了IEEE 802.11e标准，它主要是改变802.11原有的媒体撷取控制层的架构，加入IEEE 802.11e QoS功能，可自动对某些需要宽带的应用提供最优先的服务，以有效分配有限的带宽。

IEEE 802.11i

此外，由于802.11网络主要是瞄准企业用市场和电子商务，所以信息保密的要求比一般的消费市场高。而目前802.11a或802.11b网络都没有完善的信息保密措施，于是就出现了IEEE 802.11i标准，它是采用先进的编码技术：128位AES(Advanced Encryption Standard)标准或「同等于有线电的隐密」(Wired Equivalent Privacy；WEP)标准，具高效能的认证(authentication)和交换保密匙(key exchange)的机制。

IEEE 802.11h

由于世界各国对短距离低功率通讯的频段和功率规划不同，IEEE 802.11h工作小组为促进802.11网络的应用，定义了「动态频率选择」(Dynamic Frequency Selection ；DFS)、「发射功率控制」(Transmit Power Control TPC)的标准，使802.11产品能依不同国度自动设定合法的频段和功率，制造商就不需因国家的不同而得生产不同的产品了。这种聪明的安装方法就叫作「来自盒子里的安装」(out-of-the-box installation)，顾名思义，非常有趣吧！

未来趋势

展望未来IEEE 802.11a+b的二合一芯片将会变成主流。目前Envara, Inc.推出的WiND芯片就是属于这种芯片，不过，据Envara公司声称WiND样品要到2002年底才会上市,价格定在30美元/颗(100K的量)。如(图六)，HomeRF的通讯架构与802.11的架构很相像。

《图七 802.11和VoIP二合一芯片架构》 - BigPic:769x325

WLAN的语音数据整合产品

如(图一)所示，WLAN语音数据整合产品将可包含：WLAN VoIP语音电话、WLAN VoIP数据电话、WLAN多媒体电话、WLAN VoIP接入装置或WLAN VoIP网关、内嵌或外接于计算机、手机、PDA的WLAN VoIP模块等等。其中，802.11和VoIP二合一芯片(SoC)的开发将成为关键(图七)。此外，H.323通讯协议软件的开发，以及将它整合到嵌入式操作系统之中，并和上层的人机接口(MMI)整合也是重点。

目前，Symbol公司已推出WLAN VoIP产品的整体开发方案，包含开发工具(develop kit)。Intel也在最近和Symbol共同合作开发，促进WLAN VoIP的成长。业界正密切注意Intel是否会设计整合802.11和VoIP的二合一芯片。不过，一般认为：由于全球VoIP产值仍然不大，而且WLAN并不是Intel的专长，所以短时间内，Wintel集团在WLAN VoIP市场的投资不会太大。因此，全球除电信大厂者外，目前正专注于WLAN技术开发的中小型通讯设计公司将是未来最先受惠的公司。

总结

虽然Voice over WLAN是本文的主题，但是绝不可以偏概全，因为语音只是多媒体其中的一个部份，而影像传输功能Video over WLAN才是鉴定此技术是否纯熟的最重要指针。摒除贝尔实验室于1960年代发明了影像电话的原型，真正以计算机为基础的VoIP技术是由VocalTec开发出来的，至今不过六年而已，但让VoIP大规模商品化、平价化的H.323软件NetMeeting随Win98上市也只有二、三年的历史。

总之，人类利用计算机享受电视、电影以外的声光听觉与视觉享受是这五年内才实现的，所以，要继续将电视和移动电话的无线通信功能加到计算机身上，无庸置疑的也需要一些时间，这包含技术研发和产品营销所必须花费的光阴。

可以预期的是，由于奈米芯片、RF、混合IC设计、软件整合技术的不断进步，再过五年后，具有无线通信功能的计算机装置将比比皆是，届时WLAN网络将会比其它同类型的短距离低功率网络技术更加普遍，VWLAN的全名将从Voice over WLAN变成Video over WLAN。