無線局域網產品的測試與認證

　　摘要：本文介紹了無線局域網產品的物理層測試、功能和性能測試，以及wi-fi聯盟開展的互操作性認證。

　　關鍵詞：物理層;功能;性能;互操作;wi-fi聯盟

　　引言

　　隨著無線局域網技術的發展與成熟，無線局域網產品已開始越來越多地應用到家庭、企業，和機場、咖啡廳等公共場所，為人們提供高速無線的internet接入。目前相當多的生產廠商都推出了自己的無線局域網系列產品(如：無線局域網接入點、終端、接入控制器等)，為消費者提供了大量的選擇，但同時由于產品質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產品的質量監督檢驗與測試工作。

　　無線局域網產品的物理層測試

　　無線局域網產品測試主要包括三個方面的內容，分別為物理層測試、功能和性能測試，以及不同廠商產品之間的互操作性測試。其中，無線局域網產品的物理層測試主要是檢測無線局域網終端與接入點的射頻指標，包括發射機指標和接收機指標，如：發射功率、發射機中心頻率容限、頻譜模板、占用帶寬、載波抑制、雜散發射、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 發射機指標的典型測試連接圖

　　圖2 接收機指標的典型測試連接圖

　　無線局域網產品的功能和性能測試

　　無線局域網產品的功能和性能測試主要是進行無線局域網終端與接入點的無線局域網參數配置、認證、加密、切換、操作管理維護等功能性測試、以及產品的上/下行吞吐量、時延、穩定性等性能測試。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 為待測產品的樣品，aaa服務器和證書服務器主要用于測試產品的認證和計費等功能;無線協議分析儀和協議分析儀可捕獲待測產品與終端及服務器之間的信號傳輸過程，進行協議一致性分析;操作維護臺為待測產品的參數配置平臺;性能測試儀主要用于待測產品的吞吐量、時延以及穩定性等性能測試。

　　無線局域網產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品之間的互聯互通測試，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標準的理解上的差異，以及對標準中保留位的使用不同，使遵循相同技術標準的無線局域網產品在互操作時會出現性能下降，甚至不能互通的問題，極大地影響了無線局域網產品的普及與應用。

　　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聯盟制定的無線局域網產品的互操作性測試標準。作為一個全球性的非盈利工業組織，wi-fi聯盟通過制定無線局域網產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產品之間的兼容性，從而促進無線局域網技術的發展與產品的市場推廣。目前，wi-fi聯盟的產品互操作性認證主要包括802.11a、802.11b、802.11g三個必測項目，以及無線局域網安全wpa2(wi-fi protected access 2)、無線局域網多媒體wmm(wi-fi multi-media)、無線局域網區域標準802.11d和802.11mac層/ 802.11a物理層的增強標準802.11h等可選認證項目，并要求所有的認證測試在標準的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，無線局域網產品只有根據自身的工作模式完成了相應的基本項目認證后，才可以進行其他可選項目的認證測試。802.11a、802.11b、802.11g通過測試待測產品與其他廠商的設備在不同的無線局域網參數(如：ssid、信道、rts門限、分段門限、安全模式、節能模式等)的設置下，依舊能夠建立關聯，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品間的互操作能力。針對部分特殊的無線局域網產品(如帶有無線局域網功能的手機、打印機、照相機等)與其他基于pc的網卡類產品在操作系統，內存，功能等方面的不同，wi-fi聯盟允許根據設備的自身特點，調整802.11a、802.11b、802.11g等標準測試方法的指標與功能要求，形成專用設備(asd：application specific device)測試方法，再依據此方法對產品進行認證。

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

　　3)wmm認證主要是測試支持無線局域網服務質量(qos)的產品之間的互操作性，測試產品在多個業務同時傳輸的情況下，能夠根據業務的優先級的不同，(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))，準確使用退避時間等qos參數，保證高優先級業務的高流量;并要求測試此類產品與不具有qos功能的無線局域網產品之間的互聯互通，驗證支持qos功能的產品的互操作性。

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

　　5)802.11h認證包括兩個部分的內容，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接入點設備能夠在信標與尋呼響應幀中包含有功率限制信息元，其它廠商的終端可根據這一信息確定當前信道允許的最大發射功率;信道切換聲明信息元測試驗證接入點能夠在檢測到當前操作信道上的雷達信道后，自動在信標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)，終端可根據接收到的信道切換聲明信息元，停止在當前信道上的發射信號，避免對雷達信號的干擾。

　　目前已有2000多款無線局域網產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技術的發展和不斷涌現的無線局域網新產品的認證需要，wi-fi聯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：無線局域網與蜂窩網融合產品認證(wcc：wi-fi cellular convergence)、wi-fi語音產品認證(voice over wi-fi)、具有wi-fi功能的消費電子產品認證(consumer electronics)，以及生物安全比吸收率sar、無線局域網認證與加密、簡單配置方法、頻譜與區域、無線局域網高速傳輸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與蜂窩網的雙模產品(如：pda、智能終端等)，使用傳導測試與ctia聯盟(cellular telecommunications & internet association)的空間(ota：over the air)測試兩種方法驗證此類設備的發射功率與接收靈敏度滿足指標要求。

　　結語

　　綜上所述，無線局域網產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產品的測試方法研究、測試標準制訂、開展相關的測試工作，才能更好地規范無線局域網產品市場，確保產品的質量與互連互通，促進無線局域網技術的推廣與產品應用。