无线局域网产品的测试及认证

      引言

      随着无线局域网技术的发展与成熟，无线局域网产品已开始越来越多地应用到家庭、企业，和机场、咖啡厅等公共场所，为人们提供高速无线的Internet接入。目前相当多的生产厂商都推出了自己的无线局域网系列产品(如：无线局域网接入点、终端、接入控制器等)，为消费者提供了大量的选择，但同时由于产品质量与兼容性的良莠不齐，也给消费者的实际使用带来了很多的问题。因此，迫切需要进一步加强无线局域网产品的质量监督检验与测试工作。

      无线局域网产品的物理层测试

      无线局域网产品测试主要包括三个方面的内容，分别为物理层测试、功能和性能测试，以及不同厂商产品之间的互操作性测试。其中，无线局域网产品的物理层测试主要是检测无线局域网终端与接入点的射频指标，包括发射机指标和接收机指标，如：发射功率、发射机中心频率容限、频谱模板、占用带宽、载波抑制、杂散发射、接收机门限电平、最大输入电平、邻道抑制比等。物理层测试常用的测试工具为频谱分析仪、矢量信号分析仪、功率计、矢量信号发生器等仪器仪表，典型的测试连接如图1和图2所示。

      图1 发射机指标的典型测试连接图

      图2 接收机指标的典型测试连接图

      无线局域网产品的功能和性能测试

      无线局域网产品的功能和性能测试主要是进行无线局域网终端与接入点的无线局域网参数配置、认证、加密、切换、操作管理维护等功能性测试、以及产品的上/下行吞吐量、时延、稳定性等性能测试。以接入点测试为例，典型的测试连接如图3所示。

      图3 接入点的典型测试连接图

      其中DUT1和DUT2 为待测产品的样品，AAA服务器和证书服务器主要用于测试产品的认证和计费等功能;无线协议分析仪和协议分析仪可捕获待测产品与终端及服务器之间的信号传输过程，进行协议一致性分析;操作维护台为待测产品的参数配置平台;性能测试仪主要用于待测产品的吞吐量、时延以及稳定性等性能测试。[page]

      无线局域网产品的互操作性测试与认证

      除了物理层、功能和性能测试外，还需要进行不同厂商的终端与接入点产品之间的互联互通测试，即互操作性测试。之所以要进行这项测试主要是由于不同厂商对技术标准的理解上的差异，以及对标准中保留位的使用不同，使遵循相同技术标准的无线局域网产品在互操作时会出现性能下降，甚至不能互通的问题，极大地影响了无线局域网产品的普及与应用。

      目前，互操作性测试已开始得到越来越多的人的重视。测试方法主要来自Wi-Fi联盟制定的无线局域网产品的互操作性测试标准。作为一个全球性的非盈利工业组织，Wi-Fi联盟通过制定无线局域网产品的互操作性测试方法，开展互操作性认证，确保不同厂商的无线局域网产品之间的兼容性，从而促进无线局域网技术的发展与产品的市场推广。目前，Wi-Fi联盟的产品互操作性认证主要包括802.11a、802.11b、802.11g三个必测项目，以及无线局域网安全WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)、无线局域网多媒体WMM(Wi-Fi Multi-media)、无线局域网区域标准802.11d和802.11MAC层/ 802.11a物理层的增强标准802.11h等可选认证项目，并要求所有的认证测试在标准的Wi-Fi互操作测试平台上进行。其中，

      1)802.11a、802.11b、802.11g三个必测项是Wi-Fi互操作认证中的基本测试项目，无线局域网产品只有根据自身的工作模式完成了相应的基本项目认证后，才可以进行其他可选项目的认证测试。802.11a、802.11b、802.11g通过测试待测产品与其他厂商的设备在不同的无线局域网参数(如：SSID、信道、RTS门限、分段门限、安全模式、节能模式等)的设置下，依旧能够建立关联，具有一定的上/下行吞吐量，并可以完成切换、组播/广播等功能的正常工作，来确保不同厂商的产品间的互操作能力。针对部分特殊的无线局域网产品(如带有无线局域网功能的手机、打印机、照相机等)与其他基于PC的网卡类产品在操作系统，内存，功能等方面的不同，Wi-Fi联盟允许根据设备的自身特点，调整802.11a、802.11b、802.11g等标准测试方法的指标与功能要求，形成专用设备(ASD：Application Specific Device)测试方法，再依据此方法对产品进行认证。

      2)WPA2认证主要针对支持WPA2 安全模式的无线局域网产品，测试不同厂商的产品在互联互通时建立关联的能力、上/下行的吞吐量，组播、预认证、PMK缓存等功能的实现，以及与支持WPA安全模式的产品之间的兼容性等，验证WPA2产品的互操作能力。

      3)WMM认证主要是测试支持无线局域网服务质量(QoS)的产品之间的互操作性，测试产品在多个业务同时传输的情况下，能够根据业务的优先级的不同，

      (从高至低分别为，音频(VO：Voice)，视频(VI：Video)，尽力而为(BE：Best Effort)，背景流量(BK：Background))，准确使用退避时间等QoS参数，保证高优先级业务的高流量;并要求测试此类产品与不具有QoS功能的无线局域网产品之间的互联互通，验证支持QoS功能的产品的互操作性。

      4)802.11d认证只对工作模式为802.11a的无线局域网产品进行，测试无线局域网接入点能够在信标与寻呼响应帧中包括地区信息位，其它厂商的终端产品可根据接收到的地区信息位中的位置信息配置自身的物理层参数，满足相应地区的操作要求。

      5)802.11h认证包括两个部分的内容，功率限制信息元(Power Constraint Element)测试和信道切换声明信息元(Channel Switch Announcement Element)测试。功率限制信息元测试主要验证无线局域网接入点设备能够在信标与寻呼响应帧中包含有功率限制信息元，其它厂商的终端可根据这一信息确定当前信道允许的最大发射功率;信道切换声明信息元测试验证接入点能够在检测到当前操作信道上的雷达信道后，自动在信标帧中加入信道切换声明信息元(其中包含接入点可能切换到的信道号域)，终端可根据接收到的信道切换声明信息元，停止在当前信道上的发射信号，避免对雷达信号的干扰。

      目前已有2000多款无线局域网产品通过了以上一项或多项的Wi-Fi互操作性认证测试。与此同时为满足无线局域网技术的发展和不断涌现的无线局域网新产品的认证需要，Wi-Fi联盟还在积极开展新的互操作性认证方法的研究与制定工作，主要包括：无线局域网与蜂窝网融合产品认证(WCC：Wi-Fi Cellular Convergence)、Wi-Fi语音产品认证(Voice over Wi-Fi)、具有Wi-Fi功能的消费电子产品认证(Consumer Electronics)，以及生物安全比吸收率SAR、无线局域网认证与加密、简单配置方法、频谱与区域、无线局域网高速传输802.11n等。其中，WCC即将于2006年1月开始认证工作，它主要针对具有Wi-Fi语音功能的无线局域网与蜂窝网的双模产品(如：PDA、智能终端等)，使用传导测试与CTIA联盟(Cellular Telecommunications & Internet Association)的空间(OTA：Over the Air)测试两种方法验证此类设备的发射功率与接收灵敏度满足指标要求。

      结语

      综上所述，无线局域网产品测试由物理层测试、功能和性能测试、互操作性测试等三个方面组成。只有进一步加强无线局域网产品的测试方法研究、测试标准制订、开展相关的测试工作，才能更好地规范无线局域网产品市场，确保产品的质量与互连互通，促进无线局域网技术的推广与产品应用。