固定WiMAX的測試情況

摘要　首先簡要介紹了固網(wǎng)WiMAX的測試環(huán)境。包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、測試設(shè)備、測試儀表以及測試參數(shù)等；接著重點(diǎn)對測試結(jié)果進(jìn)行分析，如測試性能、可承載的業(yè)務(wù)、認(rèn)證與安全加密、QoS功能、帶寬控制功能、網(wǎng)管功能、外場測試等；最后對測試結(jié)果進(jìn)行分析。指出很多設(shè)備能滿足測試規(guī)范要求，也指出了被測設(shè)備目前存在的不足之處以及測試過程中需要注意的地方。

1、固網(wǎng)WiMAX的測試環(huán)境

1.1　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

固網(wǎng)WiMAX的測試參考模型如圖1所示。

圖1　固網(wǎng)WiMAX的測試參考模型

圖1中A、B、C、D為測試參考點(diǎn)，分為室內(nèi)和室外兩種環(huán)境下的測試。測試時，測試項(xiàng)目不同，測試的連接方式也不同。

1.2　測試設(shè)備與儀器儀表

測試對象：WiMAX基站、遠(yuǎn)端站、網(wǎng)絡(luò)管理軟件。

測試儀表：功率計（0～6 GHz）、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能分析儀、數(shù)據(jù)傳輸分析儀。

測試軟件：系統(tǒng)測試軟件、業(yè)務(wù)測試軟件。

其他輔助設(shè)備：交換機(jī)、業(yè)務(wù)服務(wù)器、測試車及車載電源、GPS等。

1.3　測試參數(shù)

所有的測試項(xiàng)目將在表1環(huán)境下進(jìn)行。

表1　WiMAX的測試環(huán)境參數(shù)

2、測試結(jié)果分析

2.1　系統(tǒng)性能

（1）吞吐量

采用多臺CPE對基站一個扇區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸吞吐量進(jìn)行測試。從測試結(jié)果可知：對于3.5 MHz信道的3.5 GHz點(diǎn)到多點(diǎn)寬帶無線接入扇區(qū)，上/下行帶寬平均在10 Mbit/s左右。

（2）丟包率

由于無線信道的影響，在正常情況下可能出現(xiàn)輕微丟包，但丟包率符合相關(guān)規(guī)范，屬于正�，F(xiàn)象。

（3）傳輸時延

根據(jù)不同設(shè)備和測試環(huán)境，有些地方測試了CPE與基站之間的雙程時延，并對某些設(shè)備分別測試了上行和下行單向時延。

從各個地方針對不同廠商設(shè)備的測試結(jié)果來看：

●不同廠商設(shè)備的時延測試結(jié)果相差較大；

●有些設(shè)備的包長時延相差較大，一般大包時延大于小包時延；

●有些設(shè)備的輕載和重載時延不同，一般重載時延大于輕載時延；

●有些設(shè)備的OFDM幀長可以選擇（OFDM幀長對于時延有較大影響，OFDM幀長越大，時延越大）；

●總體上，正常（輕載）的雙程平均時延為20～40 ms。

（4）VoIP傳輸性能

對于VoIP流，被測設(shè)備都可以提供QoS保證。從測試結(jié)果看，無論輕載還是重載，VoIP流的丟包率、時延、時延抖動和語音質(zhì)量都可以得到保證。

（5）不同編碼方式的CPE帶寬

測試結(jié)果表明：

●不同的編碼方式?jīng)Q定了設(shè)備所能支持的帶寬；

●不同編碼方式的帶寬相差較大，對于相同的設(shè)備，64QAM＞16QAM＞QPSK＞BPSK，設(shè)備工作在高階編碼（64QAM、16QAM）方式的帶寬遠(yuǎn)大于低階編碼（QPSK、BPSK）方式所支持的帶寬；

●被測設(shè)備都支持自動選擇編碼方式，當(dāng)無線鏈路的信號強(qiáng)度（RSSI）和載波干擾比（CINR）變化時會自動改變編碼方式；

●在同一編碼方式下，部分設(shè)備的上行和下行帶寬相差比較明顯，小包和大包時的帶寬相差也比較明顯。

2.2　可承載的業(yè)務(wù)

被測設(shè)備都可以承載VoIP和視訊會議、流媒體等實(shí)時業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)質(zhì)量可以滿足要求。

被測設(shè)備可以承載FTP等非實(shí)時業(yè)務(wù)，F(xiàn)TP帶寬取決于CPE設(shè)備放置/安裝的位置和環(huán)境所能達(dá)到的RSSI和CINR。

當(dāng)提供Wi-Fi熱點(diǎn)接入時，被測設(shè)備均可以提供較好的接入帶寬，接入帶寬取決于CPE設(shè)備放置/安裝的位置和環(huán)境。

在以太網(wǎng)端口，被測設(shè)備均支持基于IEEE 802.1 Q的VLAN幀傳送，有些設(shè)備支持VLAN Trunk功能，部分設(shè)備支持基于CPE以太網(wǎng)端口的VLAN配置。

2.3　認(rèn)證和安全加密

被測設(shè)備均支持對于CPE接入基站的認(rèn)證，認(rèn)證方式主要是在基站上配置允許接入的CPE的MAC地址，通過CPE接入時的MAC地址對CPE進(jìn)行認(rèn)證；也有的設(shè)備需在CPE上配置接入基站的ID，基站通過檢查CPE攜帶的基站ID進(jìn)行認(rèn)證。

目前只有部分設(shè)備支持MAC層的安全加密功能。在具備條件的地方進(jìn)行了基于被測無線設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的PPPoE測試。接入的用戶可以通過被測3.5 GHz點(diǎn)到多點(diǎn)寬帶無線接入設(shè)備，接入到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行PPPoE認(rèn)證。

2.4　QoS功能

QoS功能是IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，從測試結(jié)果來看，本次測試的設(shè)備都支持QoS功能。具體測試情況如下：

●所有設(shè)備都支持rtPs、nrtPS和BE三種業(yè)務(wù)類型，并且能夠提供相應(yīng)的QoS，但從丟包率和時延來看，在有些設(shè)備上rtPS和nrtPS兩種業(yè)務(wù)類型的流的性能沒有明顯區(qū)別；

●部分廠商設(shè)備支持UGS業(yè)務(wù)類型，但從測試結(jié)果來看，UGS流的性能（帶寬、時延和抖動）不能完全得到保證；

●不同廠商對于業(yè)務(wù)流的區(qū)分方法不同，大部分廠商支持通過VLAN來區(qū)分不同業(yè)務(wù)類型，也有廠商通過IP ToS/DSCP字段或MAC地址來區(qū)分。

2.5　帶寬控制功能

帶寬是IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)中不同業(yè)務(wù)類型的QoS Profile中的一個重要參數(shù)，帶寬管理也是QoS控制的一個重要手段。測試結(jié)果表明：

●被測設(shè)備均支持帶寬控制功能，能夠按照業(yè)務(wù)流參數(shù)中所設(shè)置的帶寬參數(shù)對業(yè)務(wù)流使用的帶寬進(jìn)行控制；

●對于大包的帶寬控制比對小包的帶寬控制更準(zhǔn)確，小包（測試時采用64字節(jié)）的實(shí)際帶寬比所設(shè)置的帶寬要大（有些設(shè)備超過的比例較大）。

2.6　網(wǎng)管功能

有些廠商提供了網(wǎng)管系統(tǒng)參加測試；有些廠商沒有提供專門的網(wǎng)管系統(tǒng)，而是通過本地管理終端實(shí)現(xiàn)部分網(wǎng)管功能要求�？傮w上，被測設(shè)備都支持本地和遠(yuǎn)程管理，支持空口參數(shù)和業(yè)務(wù)流參數(shù)配置。與傳統(tǒng)電信網(wǎng)管系統(tǒng)相比，其他功能如圖形化拓?fù)�、性能統(tǒng)計和故障管理等還需進(jìn)一步完善。

（1）管理方式

被測設(shè)備均支持本地和遠(yuǎn)程管理兩種方式。本地管理可以通過RS-232，采用本地控制臺，也可以通過網(wǎng)管接口或數(shù)據(jù)接口采用Telnet、網(wǎng)管系統(tǒng)等進(jìn)行管理。遠(yuǎn)程管理支持采用Telnet、網(wǎng)管系統(tǒng)等，通過網(wǎng)管接口或數(shù)據(jù)接口接入到基站設(shè)備進(jìn)行管理。部分設(shè)備支持Web管理；部分設(shè)備支持SNMP管理協(xié)議。

（2）配置管理

被測設(shè)備均支持對空口參數(shù)、業(yè)務(wù)流參數(shù)等基本參數(shù)進(jìn)行配置：支持通過TFTP/FTP對設(shè)備軟件進(jìn)行升級；支持配置數(shù)據(jù)在網(wǎng)管和設(shè)備之間的上傳、下載。只有部分廠商支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示，但不能基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行配置。

（3）性能統(tǒng)計功能

管理系統(tǒng)支持基本的性能統(tǒng)計，包括空口和以太網(wǎng)口收發(fā)包數(shù)和字節(jié)數(shù)等信息�？傮w上，性能統(tǒng)計功能需要根據(jù)中國聯(lián)通的需求進(jìn)一步完善。

（4）故障管理

管理系統(tǒng)支持故障告警信息顯示，但總體上還需進(jìn)一步完善。例如，有些設(shè)備不支持告警信息過濾，有些設(shè)備不支持故障日志功能，即使有些設(shè)備具備這些功能，但也需完善。

（5）安全管理

支持管理用戶權(quán)限設(shè)置，管理用戶登錄需要進(jìn)行的驗(yàn)證，但部分用戶不支持非法登錄統(tǒng)計。

2.7　外場測試

對被測設(shè)備的視距和非視距覆蓋能力進(jìn)行了驗(yàn)證，測試結(jié)果如下。

●視距傳輸效果比較好。從幾個城市來看，對于視距測試點(diǎn)，基本可以保證與基站之間保持穩(wěn)定的、較高的傳輸帶寬。

●非視距傳輸效果受地形條件的影響較大。在不同點(diǎn)測試，有的地方信號較好可以達(dá)到較高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，有的地方信號較差、帶寬較小且不穩(wěn)定，有些地方基本沒有信號。可得出結(jié)論，3.5 GHz點(diǎn)到多點(diǎn)寬帶無線接入支持多徑傳輸，如果存在較好的信號反射路徑，可以進(jìn)行非視距通信，否則信號較差或者沒有信號。

●室外型CPE的通信距離比室內(nèi)型要遠(yuǎn)。在實(shí)際測試時，室外型CPE在最遠(yuǎn)10 km處達(dá)到比較高的傳輸帶寬（上行、下行分別達(dá)到11 Mbit/s），在測試中距離較遠(yuǎn)時，室內(nèi)型CPE沒有信號。

●在一些地方進(jìn)行的室內(nèi)覆蓋測試中發(fā)現(xiàn)，對于室內(nèi)型CPE尤其是在非視距時，在室內(nèi)放置的位置、CPE的朝向、窗戶玻璃、墻壁等對于信號和傳輸帶寬（特別是上行帶寬）的影響非常明顯，放在窗臺上（開窗）或者放在窗戶外的信號明顯比室內(nèi)（關(guān)窗）強(qiáng)。

●從干擾測試結(jié)果來看，鄰頻扇區(qū)對于扇區(qū)的吞吐量和丟包率性能沒有明顯影響。同頻干擾對扇區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸性能有明顯影響，隨著干擾扇區(qū)功率的增加，數(shù)據(jù)傳輸丟包率顯著增加。

3、測試總結(jié)

從總的測試情況來看，被測廠商設(shè)備在性能、功能、業(yè)務(wù)承載能力和管理功能等方面基本滿足測試規(guī)范的要求。下面針對本次測試中的一些問題進(jìn)行總結(jié)。

（1）用戶站點(diǎn)選取

由于非視距時CPE與基站通信需要滿足一定的條件，對于具體用戶環(huán)境應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場勘查和試驗(yàn)。

（2）CPE的安裝

室外型CPE一般安裝在樓頂，在樓頂安裝需要與物業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，難度較大；室內(nèi)型CPE的放置位置、角度對信號傳輸有明顯影響，可能需要專門對每個用戶進(jìn)行培訓(xùn)甚至技術(shù)支持。

針對問題（1）和（2），可能需要制定專門的工程指導(dǎo)手冊。

（3）網(wǎng)管系統(tǒng)

與傳統(tǒng)電信網(wǎng)管系統(tǒng)相比，在功能上被測設(shè)備網(wǎng)管還需要完善，還需要中國聯(lián)通制定專門的接口規(guī)范，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備與其現(xiàn)有網(wǎng)管、營賬系統(tǒng)的互通。

（4）安全加密

目前，只有部分廠商支持無線鏈路層的安全加密，但若滿足不同用戶的需求，還需進(jìn)一步完善安全加密功能。

（5）擁塞恢復(fù)

在性能測試中，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備擁塞后不能恢復(fù)，這方面還需要完善和解決。

（6）選擇基站

終端不能自動選擇信號強(qiáng)的基站，只能通過手工方式，分別設(shè)置不同基站的頻點(diǎn)，并通過比較手工決定采用哪個頻點(diǎn)。