無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的測試與認證

　　摘要：本文介紹了無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的物理層測試、功能和性能測試，以及wi-fi聯(lián)盟開展的互操作性認證。

　　關(guān)鍵詞：物理層;功能;性能;互操作;wi-fi聯(lián)盟

　　引言

　　隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與成熟，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品已開始越來越多地應(yīng)用到家庭、企業(yè)，和機場、咖啡廳等公共場所，為人們提供高速無線的internet接入。目前相當(dāng)多的生產(chǎn)廠商都推出了自己的無線局域網(wǎng)系列產(chǎn)品(如：無線局域網(wǎng)接入點、終端、接入控制器等)，為消費者提供了大量的選擇，但同時由于產(chǎn)品質(zhì)量與兼容性的良莠不齊，也給消費者的實際使用帶來了很多的問題。因此，迫切需要進一步加強無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督檢驗與測試工作。

　　無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的物理層測試

　　無線局域網(wǎng)產(chǎn)品測試主要包括三個方面的內(nèi)容，分別為物理層測試、功能和性能測試，以及不同廠商產(chǎn)品之間的互操作性測試。其中，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的物理層測試主要是檢測無線局域網(wǎng)終端與接入點的射頻指標(biāo)，包括發(fā)射機指標(biāo)和接收機指標(biāo)，如：發(fā)射功率、發(fā)射機中心頻率容限、頻譜模板、占用帶寬、載波抑制、雜散發(fā)射、接收機門限電平、最大輸入電平、鄰道抑制比等。物理層測試常用的測試工具為頻譜分析儀、矢量信號分析儀、功率計、矢量信號發(fā)生器等儀器儀表，典型的測試連接如圖1和圖2所示。

　　圖1 發(fā)射機指標(biāo)的典型測試連接圖

　　圖2 接收機指標(biāo)的典型測試連接圖

　　無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的功能和性能測試

　　無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的功能和性能測試主要是進行無線局域網(wǎng)終端與接入點的無線局域網(wǎng)參數(shù)配置、認證、加密、切換、操作管理維護等功能性測試、以及產(chǎn)品的上/下行吞吐量、時延、穩(wěn)定性等性能測試。以接入點測試為例，典型的測試連接如圖3所示。

　　圖3 接入點的典型測試連接圖

　　其中dut1和dut2 為待測產(chǎn)品的樣品，aaa服務(wù)器和證書服務(wù)器主要用于測試產(chǎn)品的認證和計費等功能;無線協(xié)議分析儀和協(xié)議分析儀可捕獲待測產(chǎn)品與終端及服務(wù)器之間的信號傳輸過程，進行協(xié)議一致性分析;操作維護臺為待測產(chǎn)品的參數(shù)配置平臺;性能測試儀主要用于待測產(chǎn)品的吞吐量、時延以及穩(wěn)定性等性能測試。

　　無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的互操作性測試與認證

　　除了物理層、功能和性能測試外，還需要進行不同廠商的終端與接入點產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通測試，即互操作性測試。之所以要進行這項測試主要是由于不同廠商對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解上的差異，以及對標(biāo)準(zhǔn)中保留位的使用不同，使遵循相同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品在互操作時會出現(xiàn)性能下降，甚至不能互通的問題，極大地影響了無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的普及與應(yīng)用。

　　目前，互操作性測試已開始得到越來越多的人的重視。測試方法主要來自wi-fi聯(lián)盟制定的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的互操作性測試標(biāo)準(zhǔn)。作為一個全球性的非盈利工業(yè)組織，wi-fi聯(lián)盟通過制定無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的互操作性測試方法，開展互操作性認證，確保不同廠商的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品之間的兼容性，從而促進無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品的市場推廣。目前，wi-fi聯(lián)盟的產(chǎn)品互操作性認證主要包括802.11a、802.11b、802.11g三個必測項目，以及無線局域網(wǎng)安全wpa2(wi-fi protected access 2)、無線局域網(wǎng)多媒體wmm(wi-fi multi-media)、無線局域網(wǎng)區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)802.11d和802.11mac層/ 802.11a物理層的增強標(biāo)準(zhǔn)802.11h等可選認證項目，并要求所有的認證測試在標(biāo)準(zhǔn)的wi-fi互操作測試平臺上進行。其中，

　　1)802.11a、802.11b、802.11g三個必測項是wi-fi互操作認證中的基本測試項目，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品只有根據(jù)自身的工作模式完成了相應(yīng)的基本項目認證后，才可以進行其他可選項目的認證測試。802.11a、802.11b、802.11g通過測試待測產(chǎn)品與其他廠商的設(shè)備在不同的無線局域網(wǎng)參數(shù)(如：ssid、信道、rts門限、分段門限、安全模式、節(jié)能模式等)的設(shè)置下，依舊能夠建立關(guān)聯(lián)，具有一定的上/下行吞吐量，并可以完成切換、組播/廣播等功能的正常工作，來確保不同廠商的產(chǎn)品間的互操作能力。針對部分特殊的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品(如帶有無線局域網(wǎng)功能的手機、打印機、照相機等)與其他基于pc的網(wǎng)卡類產(chǎn)品在操作系統(tǒng)，內(nèi)存，功能等方面的不同，wi-fi聯(lián)盟允許根據(jù)設(shè)備的自身特點，調(diào)整802.11a、802.11b、802.11g等標(biāo)準(zhǔn)測試方法的指標(biāo)與功能要求，形成專用設(shè)備(asd：application specific device)測試方法，再依據(jù)此方法對產(chǎn)品進行認證。

　　2)wpa2認證主要針對支持wpa2 安全模式的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品，測試不同廠商的產(chǎn)品在互聯(lián)互通時建立關(guān)聯(lián)的能力、上/下行的吞吐量，組播、預(yù)認證、pmk緩存等功能的實現(xiàn)，以及與支持wpa安全模式的產(chǎn)品之間的兼容性等，驗證wpa2產(chǎn)品的互操作能力。

　　3)wmm認證主要是測試支持無線局域網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量(qos)的產(chǎn)品之間的互操作性，測試產(chǎn)品在多個業(yè)務(wù)同時傳輸?shù)那闆r下，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級的不同，(從高至低分別為，音頻(vo：voice)，視頻(vi：video)，盡力而為(be：best effort)，背景流量(bk：background))，準(zhǔn)確使用退避時間等qos參數(shù)，保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的高流量;并要求測試此類產(chǎn)品與不具有qos功能的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通，驗證支持qos功能的產(chǎn)品的互操作性。

　　4)802.11d認證只對工作模式為802.11a的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品進行，測試無線局域網(wǎng)接入點能夠在信標(biāo)與尋呼響應(yīng)幀中包括地區(qū)信息位，其它廠商的終端產(chǎn)品可根據(jù)接收到的地區(qū)信息位中的位置信息配置自身的物理層參數(shù)，滿足相應(yīng)地區(qū)的操作要求。

　　5)802.11h認證包括兩個部分的內(nèi)容，功率限制信息元(power constraint element)測試和信道切換聲明信息元(channel switch announcement element)測試。功率限制信息元測試主要驗證無線局域網(wǎng)接入點設(shè)備能夠在信標(biāo)與尋呼響應(yīng)幀中包含有功率限制信息元，其它廠商的終端可根據(jù)這一信息確定當(dāng)前信道允許的最大發(fā)射功率;信道切換聲明信息元測試驗證接入點能夠在檢測到當(dāng)前操作信道上的雷達信道后，自動在信標(biāo)幀中加入信道切換聲明信息元(其中包含接入點可能切換到的信道號域)，終端可根據(jù)接收到的信道切換聲明信息元，停止在當(dāng)前信道上的發(fā)射信號，避免對雷達信號的干擾。

　　目前已有2000多款無線局域網(wǎng)產(chǎn)品通過了以上一項或多項的wi-fi互操作性認證測試。與此同時為滿足無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和不斷涌現(xiàn)的無線局域網(wǎng)新產(chǎn)品的認證需要，wi-fi聯(lián)盟還在積極開展新的互操作性認證方法的研究與制定工作，主要包括：無線局域網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)融合產(chǎn)品認證(wcc：wi-fi cellular convergence)、wi-fi語音產(chǎn)品認證(voice over wi-fi)、具有wi-fi功能的消費電子產(chǎn)品認證(consumer electronics)，以及生物安全比吸收率sar、無線局域網(wǎng)認證與加密、簡單配置方法、頻譜與區(qū)域、無線局域網(wǎng)高速傳輸802.11n等。其中，wcc即將于2006年1月開始認證工作，它主要針對具有wi-fi語音功能的無線局域網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)的雙模產(chǎn)品(如：pda、智能終端等)，使用傳導(dǎo)測試與ctia聯(lián)盟(cellular telecommunications & internet association)的空間(ota：over the air)測試兩種方法驗證此類設(shè)備的發(fā)射功率與接收靈敏度滿足指標(biāo)要求。

　　結(jié)語

　　綜上所述，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品測試由物理層測試、功能和性能測試、互操作性測試等三個方面組成。只有進一步加強無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的測試方法研究、測試標(biāo)準(zhǔn)制訂、開展相關(guān)的測試工作，才能更好地規(guī)范無線局域網(wǎng)產(chǎn)品市場，確保產(chǎn)品的質(zhì)量與互連互通，促進無線局域網(wǎng)技術(shù)的推廣與產(chǎn)品應(yīng)用。