即使到現在，一般企業也都還建構著兩個不同的通訊網路：一個是傳統的電話網路(POTS/PSTN)、一個是電腦網路(LAN/WAN)。因為電話網路可以收發語音，電腦網路可以收發數據。雖然這兩種網路最後幾乎都要透過電信機構的中央交換機(CO)處理，可是通訊成本卻不同。一般而言，電腦網路的通訊成本都比傳統的電話網路低。於是建構單一的企業用通訊網路骨幹，將數據和語音集成(convergent)傳輸，將會成為全球企業下一波資訊設備投資的重點。

在了解WLAN的語音數據整合技術之前，必須先了解VoIP，因為WLAN是整個VoIP網路應用的一環，如(圖一)所示。

《圖一　語音數據IP封包在同一個WLAN傳輸》 - BigPic:772x471

VoIP簡介

正如VocalTec公司在1995年展示的一樣，該網路憑藉的就是VoIP(Voice over IP)技術。簡單而言，VoIP的原理就是在接收端將類比訊號轉換成數位訊號(ADC)，在傳送端將數位訊號轉換成類比訊號(DAC)。

因為電腦網路或IP(Internet Protocol)網路只處理數位訊號，所以AD和DA之轉換是必須的。IP網路除可傳遞語音之外，它原本就可以傳輸數據資訊，所以，企業可以將數據和語音集中在單一的IP網路裡傳輸，節省許多營運成本，只是他們必須使用IP電話取代傳統的PSTN/POTS電話。

因此，連接數位和類比兩種世界的DSP和軟體成為非常重要的角色。VoIP的閘道器(gateway)中，每個DSP在不同的通道(channel)內，處理不同多媒體(語音、數據、傳真)訊號，不同的輸出訊號經過集成器( aggregator)組合在一起形成混合訊號，最後，被送到乙太(ethernet)介面或其他硬體介面上與載波混頻發送出去。

(圖二)是比較複雜的VoIP閘道器，它將PSTN介面、VoIP、呼叫程序、IP封包介面、監控警報等等模組整合在一起。就像在十字路口一樣，VoIP可以透過PSTN介面、IP封包介面對外收發訊號。

PC上的Telephony軟體可以將語音包裝成IP封包，經乙太網路，到達VoIP閘道器裡的VoIP模組，透過傳統的分時多工(TDM)技術將語音資訊送到PSTN介面，並轉換成類比語音訊號，最後，經由PSTN交換機將類比語音訊號送到授話者處。此外，呼叫程序模組和監控警報模組就好比維持十字路口的交通警察一樣重要，是不可或缺。

《圖二　複雜的VoIP閘道器》 - BigPic:756x522

H.323架構

一般而言，VoIP網路是依照ITU H.323中的全部或部份標準建構而成的。因此，同屬於封包通訊(packet-based)的WLAN自然可以整合於H.323網路中。H.323是國際電信聯盟(ITU)的正式標準，它對多媒體封包通訊制定了規範，不同類型的網路或設備可藉此標準互傳多媒體資訊，例如：H.323可和H.320, H.324, H.310, POTS等網路或設備互通，如(圖三)所示。

《圖三　H.323 VoIP網路》 - BigPic:624x459

雖然，H.323不保證通訊服務品質(QoS)，但是，因為它所需的頻寬少，且它所需的硬體條件低廉，所以其應用的範圍廣泛，目前H.323都應用在以PC為平台的視訊會議和視訊電話的場合裡。H.323通訊協定主要包含IETF組織(Internet Engineering Task Force)的「即時通訊協定」(Real-Time Protocol；RTP)和「即時控制通訊協定」(Real-Time Control Protocol；RTCP)，此外，還包括呼叫訊號、影音通訊所使用的通訊協定。

如(圖四)所示。H.323最主要的特色就是：它對不同類型的網路和設備，提供多種音訊和視訊編解碼技術(codecs)，包含H.261、H.263、G.711、G.729、G.723.1、GSM、DECT、MPEG-4和其它特殊的編解碼演算法。H.323也支援T.120、T.38，所以，它也可以傳輸數據(data)和傳真(fax)資訊。

《圖四　H.323通訊協定堆疊》 - BigPic:751x449

H.323產品區分

H.323產品主要可區分成下列四種：

音訊和視訊會議用戶端

如(圖四)(B)所示，音訊和視訊用戶端(Audio and video conferencing clients)輸出入設備，例如：麥克風、揚聲器、PC 相機、LCD螢幕等等，可藉由微軟的NetMeeting軟體處理將音訊和視訊訊號接收或發送。

NetMeeting是符合H.323通訊協定標準的軟體，目前內建於Windows 98(含)以上的作業系統中。由此可知要成為H.323音訊和視訊會議用戶端是很簡單的，只需安裝NetMeeting或類似的軟體即可，不像過去還要加裝MPEG-2視訊卡或音效卡。

《圖五　802.11通訊協定架構》 - BigPic:769x398

音訊和視訊會議伺服器或橋接器

音訊和視訊會議伺服器和橋接器(Conferencing servers or bridges)可支援符合H.323標準的終端設備進行多點通訊。部份伺服器還支援數據服務(data conferencing)的功能，提供程式共享(program sharing)和檔案傳收(file transfer)的服務。伺服器還具有權限管理、會議管理、定時預約管理、監督紀錄等等功能。

閘道器

要和不同種類的網路通訊，例如：H.320 ISDN視訊會議、PSTN、ATM等等，必須藉由H.323閘道器(Gateway devices)才能完成，如(圖三)所示。

閘道管理器

《圖六　HomeRF架構》 - BigPic:769x858

資訊流量、安全、和其他網路上的變動因素，可以藉由閘道管理器(Gatekeeper devices)來控制。閘道管理器可提供類似防火牆(firewalls)或能與防火牆結合，防堵不法的資訊擷取。並具有在某(尖峰)時間範圍內，限制上網用戶數量的功能。

未來趨勢

上述軟硬設備都是視訊會議經營者必須擁有的產品。未來的IEEE802.11a裝置將加入H.323視訊會議網路，成為H.323終端設備。因此，它們也必須具有H.323通訊協定堆疊，才能順利加入。如圖一中的無線IP語音電話、無線手持電腦、無線IP數據電話、無線筆記型電腦、WLAN接入點(Access Point)等等，都將內建H.323通訊協定堆疊，共同成為H.323視訊會議網路的重要成員。

IEEE 802.11技術簡介

由於頻寬的限制，IEEE802.11b(Wi-Fi)將首先整合語音、數據和低傳輸率視訊通訊，最後，由IEEE802.11a整合高傳輸率視訊(例如：高畫質電視)和語音、數據。IEEE802.11g是結合IEEE802.11b和IEEE802.11a的介面轉換標準，可以讓2.5GHz的IEEE802.11b裝置具有5GHz的IEEE802.11a寬頻通訊功能。

802.11通訊協定堆疊

如(圖五)所示，802.11的通訊協定堆疊可區分成實體層、媒體擷取控制層(Medium Access Control Layer；MAC)和邏輯鏈路控制層(Logical Link Control Layer；LLC)三大部份。一個媒體擷取控制層可以擷取多個實體層，它和Ethernet一樣採用CSMA/CA通訊協定。

媒體擷取控制層負責同步、電源管理、漫遊(roaming)和記錄MAC管理資訊(MIB)，基本上，這些工作都是經過編解碼技術完成的。802.11的實體層支援三種標準：跳頻展頻(FHSS)、直接序列展頻(DSSS)和基頻紅外線(baseband IR)，載波偵測(carrier sense)是由實體層中的匯聚通訊協定(Physical Layer Convergence Protocol；PLCP)負責，它能辨別出目前硬體支援的標準是哪一種。

實體層簡介

實體層中的媒體依附層(Physical Medium Dependent Sublayer；PMD)是負責調變、解調和編解碼工作。實體層管理者(PHY Layer Managemnet)負責頻道微調(channel tuning)和記錄PHY管理資訊。通訊站管理者(station management)負責實體層和媒體擷取控制層之間的協調。

邏輯鏈路控制層

802.11的邏輯鏈路控制層和區域網路(LAN)的邏輯鏈路控制層一樣，同屬802.2標準。它定義了「通訊協定資料單元」(Protocol Data Unit；PDU)資料結構，在這個資料結構中，提供了來源端/目的端的服務擷取點位址(Service Access Point address；SAP)、控制位元、和數據資訊。

邏輯鏈路控制層定義了三種來源端與目的端之間的數據通訊程序，並且也定義了四種不同的邏輯鏈路控制類別(LLC classes)。第一種通訊程序(type 1)是這四種類別都具有的作業，它規定來源端與目的端之間的數據通訊不需建立數據鏈路(data link connection)，因此，也就沒有流量控制和偵除錯的功能。這主要是用以啟動來源端與目的端底層之間的正常通訊，以迎接後續較嚴謹的數據通訊程序。

發展現況

上述簡短的說明，可以知道802.11的架構非常簡潔。一般都是以硬體方式實現實體層和媒體擷取控制層；而邏輯鏈路控制層則大都是由驅動程式實現，藉由作業系統支援就可以了。這完全符合乙太網路的規格，在PC中或外部加裝IEEE 802.11網路卡就可以使用無線區域網路了。

它和有線區域網路卡一樣，使用微軟內建的NetMeeting軟體和PC Camera、麥克風、揚聲器就能進行點對點的視訊會議。就技術本身的簡潔程度來做比較，在目前的數種短距離低功率通訊技術中，可以和802.11媲美的，可能只有HomeRF了。

IEEE 802.11e

目前802.11a或802.11b網路都無法有效地處理瞬間來臨的高流量非同步多媒體數據流(streaming media)的壅塞問題。所以就出現了IEEE 802.11e標準，它主要是改變802.11原有的媒體擷取控制層的架構，加入IEEE 802.11e QoS功能，可自動對某些需要寬頻的應用提供最優先的服務，以有效分配有限的頻寬。

IEEE 802.11i

此外，由於802.11網路主要是瞄準企業用市場和電子商務，所以資訊保密的要求比一般的消費市場高。而目前802.11a或802.11b網路都沒有完善的資訊保密措施，於是就出現了IEEE 802.11i標準，它是採用先進的編碼技術：128位元AES(Advanced Encryption Standard)標準或「同等於有線電的隱密」(Wired Equivalent Privacy；WEP)標準，具高效能的認證(authentication)和交換保密匙(key exchange)的機制。

IEEE 802.11h

由於世界各國對短距離低功率通訊的頻段和功率規劃不同，IEEE 802.11h工作小組為促進802.11網路的應用，定義了「動態頻率選擇」(Dynamic Frequency Selection ；DFS)、「發射功率控制」(Transmit Power Control TPC)的標準，使802.11產品能依不同國度自動設定合法的頻段和功率，製造商就不需因國家的不同而得生產不同的產品了。這種聰明的安裝方法就叫作「來自盒子裡的安裝」(out-of-the-box installation)，顧名思義，非常有趣吧！

未來趨勢

展望未來IEEE 802.11a+b的二合一晶片將會變成主流。目前Envara, Inc.推出的WiND晶片就是屬於這種晶片，不過，據Envara公司聲稱WiND樣品要到2002年底才會上市,價格定在30美元/顆(100K的量)。如(圖六)，HomeRF的通訊架構與802.11的架構很相像。

《圖七　802.11和VoIP二合一晶片架構》 - BigPic:769x325

WLAN的語音數據整合產品

如(圖一)所示，WLAN語音數據整合產品將可包含：WLAN VoIP語音電話、WLAN VoIP數據電話、WLAN多媒體電話、WLAN VoIP接入裝置或WLAN VoIP閘道器、內嵌或外接於電腦、手機、PDA的WLAN VoIP模組等等。其中，802.11和VoIP二合一晶片(SoC)的開發將成為關鍵(圖七)。此外，H.323通訊協定軟體的開發，以及將它整合到嵌入式作業系統之中，並和上層的人機介面(MMI)整合也是重點。

目前，Symbol公司已推出WLAN VoIP產品的整體開發方案，包含開發工具(develop kit)。Intel也在最近和Symbol共同合作開發，促進WLAN VoIP的成長。業界正密切注意Intel是否會設計整合802.11和VoIP的二合一晶片。不過，一般認為：由於全球VoIP產值仍然不大，而且WLAN並不是Intel的專長，所以短時間內，Wintel集團在WLAN VoIP市場的投資不會太大。因此，全球除電信大廠者外，目前正專注於WLAN技術開發的中小型通訊設計公司將是未來最先受惠的公司。

總結

雖然Voice over WLAN是本文的主題，但是絕不可以偏概全，因為語音只是多媒體其中的一個部份，而影像傳輸功能Video over WLAN才是鑑定此技術是否純熟的最重要指標。摒除貝爾實驗室於1960年代發明了影像電話的原型，真正以電腦為基礎的VoIP技術是由VocalTec開發出來的，至今不過六年而已，但讓VoIP大規模商品化、平價化的H.323軟體NetMeeting隨Win98上市也只有二、三年的歷史。

總之，人類利用電腦享受電視、電影以外的聲光聽覺與視覺享受是這五年內才實現的，所以，要繼續將電視和行動電話的無線通訊功能加到電腦身上，無庸置疑的也需要一些時間，這包含技術研發和產品行銷所必須花費的光陰。

可以預期的是，由於奈米晶片、RF、混合IC設計、軟體整合技術的不斷進步，再過五年後，具有無線通訊功能的電腦裝置將比比皆是，屆時WLAN網路將會比其它同類型的短距離低功率網路技術更加普遍，VWLAN的全名將從Voice over WLAN變成Video over WLAN。