为网络添加“无线”功用不只改变了物理层测验的要求,还需求一同操控许多层的测验作业,因而更添加了体系凌乱性。
要害
·Wi-Fi商场很大,并正在向比如文娱电子与语音通讯等新的运用扩展;
·Wi-Fi选用了愈加凌乱的协议,因而需求比有线网络更广泛的测验;
·无线网络的移动、动态与空间特性促进人们选用射频测验与数据测验相结合的东西;
·为保证可重复性,测验需求在屏蔽罩或法拉第笼内完结,以消除外界搅扰;
用于射频测验与体系环境仿真的专用东西正在成为实践
以IEEE 802.11 规范为根底的无线网络在设备数量和运用规模两个方面都做好了实质性开展的预备。可是,与有线网络比较较,无线网络自身固有的移动特性使物理层与协议层之间产生的交互作用大大添加了验证一个规划所需的测验的凌乱性和测验的次数。所幸的是,能够使这一进程合理化的各类东西正在不断呈现。
802.11a/b/g 规范统称为 WiFi(无线保真),它现已在家庭用户中造就了一个巨大的不断生长商场,人们发现,无线计划是家庭资源同享以太网(如打印机和宽带衔接)的一种简略的代替计划。别的,对需求移动核算才干的商务用户来说它也是抢手技能。依据商场研讨公司 In-Stat 的数据,公共 WLAN(无线局域网)或“热门”正在商务用户和家庭用户中快速遍及。仅 2005 年第一季度,全球 WiFi 设备销售额就到达 7.376 亿美元,比 2004 年同期添加 15%。
虽然WiFi 在家庭和商务核算机接入中的运用仍处添加势头,但也呈现了这一技能的新式商场。In-Stat 正在追寻各类新式运用,如 VoWLAN(无线局域网语音传输)、将 WiFi 用作消费电子衔接的一种办法,以及 VoWLAN 与手机的结合。每一类都代表着一种能匹配或超越核算机接入的商场。
这些重要商场的添加将使更多的规划师初次面临 WLAN 测验的应战。许多规划师的常识布景仍然是传统的有线网络,因而无线网络测验对他们而言是个很不一般的应战。与传统网络比较,WLAN 有一个射频物理层界面问题。
凌乱的协议使测验更费事
VeriWave 公司首席技能官 Thomas Alexander 称,首先要考虑的是无线协议更凌乱了。他指出,WLAN 协议中的许多附加特性都是为了满意无线局域网络(LAN)在动态装备、空间性质以及移动性这三方面的需求,而有线网络则没有这些要求。这些要求更添加了无线测验的凌乱性。WiFi 的动态装备答应终端站向 AP(接入点)问询以完成网络接入,并使 AP 接通自己所支撑的服务。虽然有线网络也有相似功用,但它们一般呈现在较高层的协议中。WiFi 则是在 MAC(媒体访问操控)层完成的。当有多个 AP 可供运用时,WiFi 站还有必要用“相关”来确认运用哪一个,而 AP 也要用“辨别权”来确认该终端站是否为合法用户,然后才准予接入。有线衔接因为没有物理安全问题,因而无需辨别进程。而在无线衔接中,某个人或许会把车停在一个区域内,企图从这儿免费接入互联网。
WiFi 的空间特性也会产生一些问题,如“躲藏结点”,这在有线网络中是没有的。呈现这种状况时,两个站终端都坐落一个 AP 的掩盖规模中,但不在彼此的信号规模内。因为两者都不能检测抵触,所以当两个站企图向该 AP 发送音讯时就会重复产生磕碰。在有线网络中,经过当心的规划和装置,能够在物理层上操控噪声电平,而且交换机能够将网络分红可办理的网段。可是无线网络设备的规划者则不能假定一种可控环境。WiFi 与蓝牙、便携式电话和微波炉,以及其它射频源同享其频段。规划者无法操控企图衔接某个 AP 的终端站数量。无线协议有必要答应网络能够完全习惯所在的环境。
WiFi 的移动性也对设备和协议提出了更多的功用要求,有线网络则没有这些担负。其中之一是电池供电的终端或许需求有电源办理功用,以优化功耗问题,例如当终端接近 AP 时,要下降发射功率以节约能量。另一个添加的协议功用是在传输期间完成AP之间的动态切换,这相似于手机的周游。其他附加的功用还有速率自习惯,即依据接纳信号的功率调整数据传输速率的才干,然后优化整个信道的功用。
不能完全分隔的层
凌乱的协议还会产生其它费事。对有线网络,工程师们能够独自测验体系层,然后只需将测验后的各部分组合起来,就能够装配成一个可行的体系。依照传统的网络测验模型,测验无线网络设备的规划有两项首要作业。一是数字工程师和软件工程师从网络视点用协议剖析仪和网络剖析仪对设备进行评价。另一是射频工程师运用矢量信号剖析仪、频谱剖析仪与信号产生器、示波器和其他射频仪器,对射频部分进行评价。
可是,老谚语“全体大于其各部分之和”能够毫不迟疑地运用于测验 WiFi 产品的规划上。无线网络物理层和协议层不只需求独自测验,还要一同测验验证较高层是否能正常运转。这种测验需求许多设备协同作业,包括射频设备和数字设备,一同树立所需测验条件,并丈量成果。
还好,射频测验设备供货商现已在所需设备的联合与主动化方面作了不少作业,在 2004 年年中至年末就推出了许多这类产品。Agilent 科技公司创建了 N4010A 无线衔接性测验套件,它选用软件模块完成信号剖析与矢量剖析功用,以及信号产生功用,并构成了一个更齐备的射频测验包(图 1)。相同,Anritsu 公司也为自己的频谱剖析仪供给软件,将多种 WLAN 射频测验功用组合于一个仪器内。LitePoint 公司则用 IQView 来测验 WiFi 发射机与接纳机的功用。该公司还供给 IQWave 软件,用于与仪器一同树立定制的信号波形,以测验有损波形的呼应。最近,National Instruments公司 也用一款 PXI 仪器包进入了这个商场,该仪器包带有LabView开发软件以及一个来自 SeaSolve 软件公司的软件包,软件包能够对 WiFi 射频设备进行物理层依从性测验。
已然现已掩盖了对物理层部分的测验,好像较高层的测验只需求数字图形产生器和协议剖析仪就够了。但 WiFi 凌乱的协议要处理网络的动态、空间与移动特性,一台仪器无法用一个纯数字图形仿照所有这些参数。工程师们有必要用射频链接对这些参数进行测验,以履行速率自习惯功用、躲藏结点检测功用,以及其他与信号强度有关的条件。
这一范畴的 WiFi 测验最为困难。为了供给可重复的测验,DUT(待测设备)需求一种可操控的鼓励。这意味着至少要将待测设备放在一个屏蔽罩内,阻隔凌乱信号的搅扰。别的,鼓励信号的强度有必要可控,这就涉及到运用可编程衰减的问题。最终,为了仿真一个完好的网络装备,有必要要从一个独立源产生多个鼓励信号。
协议测验
惋惜,现有的大多数射频测验仪器都直接用单信号鼓励 DUT。在多信号环境下对设备的测验则需求运用多台仪器。而和谐多台仪器信号树立运用开始集合的测验设置的可重复测验条件则十分困难。测验的设置需求运用凌乱的接线计划,这种计划要对每个信号源作手艺调校,再反应给屏蔽罩内的 DUT;或许要将整个测验装备放在一个法拉第笼内,这是一种能够阻挠 EM 场外泄或进入的金属箱,这样才干到达测验的可重复性。
而 WiFi 的移动特性使测验的设置愈加凌乱。测验有必要设法重复 DUT 或鼓励信号的移动进程,这样才干对设备作完全查验。Azimuth 体系公司的首席履行官 Ray Cronin 说:“WiFi 的悉数含义就在于移动性。你有必要具有能测验移动性对服务质量影响的体系。”
有些公司如 Azimuth公司、Ixia公司 和 VeriWave 公司一直在重视产生多个可控鼓励信号的办法,以及用可编程衰减来仿真移动性的影响。这些公司现已在生产能供给用于协议剖析以及能够和谐产生多种测验信号的产品,用于规模很宽的条件下 WLAN 设备的评测。
但各家公司的测验办法也不尽相同。Azimuth 公司的 W 系列测验渠道为 DUT 供给了一个屏蔽罩,经过一个电缆体系反应受控信号(图 2)。测验信号来自一组产生器模块,一台核算机操控着这组模块,规则每个模块的功用,和谐信号的活动,而且用可编程衰减器办理射频输出的组合。这样,体系能够在可重复装备环境下仿照多种传输图形和信号条件,包括周游状况,而无需屏蔽室。
Ixia公司 的 IxWLAN 与 VeriWave公司 的 WaveTest 体系则答应运用电缆办法和敞开办法(图 3)。体系能够同步操控多个测验鼓励设备产生的网络信号,一同操控测验鼓励设备的发射功率和接纳阈值。体系能够用于法拉第笼的电缆装备办法,或许用于敞开场的环境。VeriWave 体系还能够捕捉场中的信号,供今后在实验室条件下回放。
这三类体系的一个重要特点是它们的可晋级性。它们都能够仿照几十个接入点和数百个站点,然后树立多种测验设置,而且都能完成主动操控。这种办法针对拥堵条件的用户,答应的规划测验能够完成在这样条件下体系的实践装置和体系功用的测验。测验成果能够协助体系办理员对设备装置作出规划,到达最佳流量。
这些体系的另一个重要特点是它们所能供给的主动化水平。开发团队能够运用供货商供给的软件对这些体系进行装备,然后完成体系运用的一个完好的依从性测验套件。运转这些测验套件并不供给规划认证,而是让开发团队坚信自己的规划会经过认证。
这些协议测验体系还能够在测验期间处理网络问题,然后完结对 WiFi 设备的测验。但它们并不供给对射频参数的丈量,虽然 WaveTest 体系能够产生射频测验设备的触发信号以和谐这样的丈量。测验工程师有必要别离测验射频部分和数据部分。WiFi 测验或许会促进东西的整合,但有些两步走的进程仍是会产生。
测验体系的滞后
这种两步舞看来还要继续一段时间。正如 Azimuth 公司的 Cronin 所指出的:“要在测验技能之前开展一种新技能来支撑它”。WiFi 技能仍在不断开展。除了 a、b、g 版别以外,还正在开发 802.11规范的新版。例如,802.11q规范能够将虚拟 LAN 映像到无线网络上。802.11i 版则在网络上添加了新的安全协议,增强了无线衔接的隐密性。另一个趋势是在无线网络上添加语音功用,它需求操控服务质量和时序质量。
满意不断改变的 WiFi 规划的需求是对 WiFi 测验提出的极大应战。传统的硬接线测验产品太慢,现已不能习惯快速改变的技能。今日的无线测验设备有必要用软件来完成自习惯,才有期望跟上技能的开展。
National Instruments公司 正在自己的射频测验体系中选用可编程计划(图 4),该公司的模块化仪器产品司理 Darcy Dement 称:“技能开展了,测验也有必要跟着开展。当设备选用软件驱动时,规划者能够使自己的东西跟上规范的改变。经过运用 LabView 这样的敞开结构,规划者还能介入测验参数,然后针对自己的特别需求进行定制。”Azimuth公司 的 Cronin 也赞同可编程性是测验跟上规范改变的要害。他说:“假如咱们的东西里没有可编程才干,规范的改变就会成为开发人员创建自己的特定东西的担负。”
运用现有的全套体系测验东西,主动将射频测验才干和为盯梢规范的改变供给途径的东西具有可编程性,开发人员在将 WiFi 包括到他们的下一个规划方面便能处于有利位置。完成和验证各种规划的测验东西正不断呈现,如用于可运用宽带衔接进行谈天的游戏体系,能将数据发送至音响体系的音乐播放机,以及可从 WAN 切换至 LAN 的手机。这些规范化测验东西的呈现意味着无线网络立异更多、添加更快,而规划人员失利的次数更少。