真金不怕火煉——WLAN產(chǎn)品的高品質(zhì)之路

硬件系統(tǒng)是WLAN產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)和高可靠性的基礎(chǔ)，包括高品質(zhì)的器件選擇、高可靠性的設(shè)計(jì)過(guò)程控制、嚴(yán)格的可靠性專業(yè)試驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳�產(chǎn)測(cè)試流程，通過(guò)每一環(huán)節(jié)嚴(yán)格的規(guī)范控制，從而保證每一臺(tái)產(chǎn)品的高品質(zhì)。本文以H3C為例，介紹高品質(zhì)WLAN產(chǎn)品的煉成。

WLAN產(chǎn)品在發(fā)展初期主要服務(wù)于家庭和小企業(yè)辦公室(即SOHO類應(yīng)用)，由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小，用戶數(shù)量少，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求相對(duì)較低。移動(dòng)應(yīng)用業(yè)務(wù)的發(fā)展極大推動(dòng)了WLAN網(wǎng)絡(luò)的需求，大企業(yè)(集團(tuán))和電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)逐步加大了對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入。隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大，服務(wù)范圍越來(lái)越廣，對(duì)于WLAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)容量、可靠性、安全性、可管理和可維護(hù)性越來(lái)越重要，大大超出了最初服務(wù)于SOHO類應(yīng)用的WLAN產(chǎn)品的服務(wù)范圍。相應(yīng)的，WLAN產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來(lái)越高，如何實(shí)現(xiàn)與管理控制，成為用戶與設(shè)備廠商重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題

選用高品質(zhì)的器件

H3C按電信級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)WLAN產(chǎn)品。為了使設(shè)備能夠在生命周期內(nèi)穩(wěn)定工作，H3C精選業(yè)界領(lǐng)先的供應(yīng)商芯片和元器件(如國(guó)家半導(dǎo)體和德州儀器的電源芯片、現(xiàn)代電子的內(nèi)存、Intel的Flash、高性能獨(dú)立CPU以及業(yè)界的Atheros公司的Wi-Fi套片等)，從電阻、電容到主處理器芯片，每一個(gè)元器件都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格質(zhì)量認(rèn)證和技術(shù)認(rèn)證，保證高性能和高兼容性。同時(shí)，由于WLAN產(chǎn)品需要對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性極強(qiáng)，單板上的關(guān)鍵器件都會(huì)采用工業(yè)級(jí)器件，從根本上保證設(shè)備在高低溫下的工作性能。

如在電容的選擇上，為實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定、低紋波的電源輸出，采用SANYO原廠高分子電容(如圖1所示)。相比業(yè)界普遍使用的電解電容，高分子電容在高低溫環(huán)境下保證同樣的卓越性能和一致的濾波效果之外，不會(huì)因?yàn)殡娊庖赫舭l(fā)降低產(chǎn)品的壽命。每一個(gè)器件，都從溫度、電壓、電流等主要參數(shù)方面嚴(yán)格進(jìn)行降額使用，比如對(duì)電解電容的耐壓要求降額60%以上(5V的電壓要求用10V耐壓的電解電容)，這樣可以有效延長(zhǎng)器件使用壽命，保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作。

圖1 高分子電容

SOHO類設(shè)備廠商為追求成本最低，通常選用二、三流供應(yīng)商的元器件。這些元器件雖然正常工作沒(méi)有問(wèn)題，但在較惡劣的工作環(huán)境(如溫度、濕度、海拔高度、振動(dòng)等極端條件)下很難保證可靠工作，長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性也無(wú)法保證，而且，這類產(chǎn)品大多采用SoC處理器，F(xiàn)LASH和SDRAM容量都比較小，這對(duì)于SOHO類的應(yīng)用一般沒(méi)有問(wèn)題，但對(duì)于有高帶寬、多用戶、安全、QoS等要求的運(yùn)營(yíng)商以及企業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，這樣的設(shè)備就如同小馬拉大車，在超負(fù)荷運(yùn)行的情況下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至重啟。

從設(shè)計(jì)上保證設(shè)備的可靠工作

為保證產(chǎn)品的可靠性，H3C采取多種措施。

散熱技術(shù)：為了在相對(duì)較小的空間內(nèi)保證良好的散熱效果，產(chǎn)品采用特殊的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)零件、可在發(fā)熱量大的芯片上增加鋁質(zhì)散熱器、應(yīng)用高效率的導(dǎo)熱墊，將芯片的熱量直接散到機(jī)殼上等多種靈活多變的接觸散熱措施，以保證設(shè)備內(nèi)部的溫度不超高芯片技術(shù)要求。

低溫加熱技術(shù)：為保證設(shè)備低溫可靠工作，需要對(duì)對(duì)低溫敏感的芯片采取加熱保護(hù)措施(如加熱膜)，設(shè)備可以根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率，既保證加熱效果又節(jié)能環(huán)保。

應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的優(yōu)質(zhì)外殼設(shè)計(jì)：所有室外WLAN設(shè)備都是針對(duì)嚴(yán)酷惡劣的環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)件采用鋁合金，不論是從成本上，還是防護(hù)性能上，均優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。

耐高低溫及老化的高品質(zhì)密封圈：暴露在外的所有結(jié)構(gòu)件均進(jìn)行了造型仿真，避免積水、盡可能消除縫隙、并防止灰塵、雨水沉降等，防水防塵等級(jí)都能達(dá)到IP66(對(duì)灰塵完全封閉，且從每個(gè)方向?qū)��?zhǔn)設(shè)備的強(qiáng)射水都不會(huì)引起損害)以上。外殼也采用特殊結(jié)構(gòu)的螺釘，能起到防盜的作用。

高級(jí)別的防雷設(shè)計(jì)

為了能達(dá)到較高級(jí)別的防雷設(shè)計(jì)，H3C在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中組合使用了氣體放電管、TVS管、壓敏電阻、大功率水泥電阻等高品質(zhì)高等級(jí)的防護(hù)器件，使其達(dá)到業(yè)界最高的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：

網(wǎng)口可以滿足共模6KV，差模1.5KV的浪涌電壓要求，做到Y(jié)D/T 993標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)級(jí)別，同時(shí)可以滿足3KA的沖擊電流要求;

電源口可滿足5KA的沖擊電流要求;

對(duì)于經(jīng)常使用的天饋口，目前設(shè)備可以滿足3KA的沖擊電流要求，結(jié)合外置防雷器可以更好地保護(hù)設(shè)備免遭雷擊損壞，實(shí)現(xiàn)單板級(jí)別的防護(hù)，而業(yè)界大多數(shù)廠商設(shè)備只能通過(guò)單一的外接防雷器實(shí)現(xiàn)防雷。

嚴(yán)酷的可靠性專業(yè)實(shí)驗(yàn)

H3C所有產(chǎn)品在向市場(chǎng)發(fā)布前都必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試，有經(jīng)過(guò)CNAS(中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì))認(rèn)證的可靠性實(shí)驗(yàn)室，可靠性試驗(yàn)覆蓋面非常廣泛(如圖2所示)。WLAN產(chǎn)品通常按照最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，且具體測(cè)試項(xiàng)的要求比標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更高，如高溫試驗(yàn)中，實(shí)際溫度通常比標(biāo)準(zhǔn)高10攝氏度，并在測(cè)試過(guò)程中監(jiān)測(cè)關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度，如果其溫度不滿足器件技術(shù)要求(會(huì)降低器件壽命)，即使設(shè)備通過(guò)高溫試驗(yàn)，也需要重新優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)，直至完全滿足技術(shù)要求為止。

圖2 可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目

專業(yè)的WLAN射頻測(cè)試

WLAN AP是數(shù)模一體化設(shè)備，數(shù)字部分和模擬部分很容易互相干擾，模擬部分(射頻)離散性比較大，需要每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，OFDM調(diào)制方式的峰均比較高，使得電源瞬時(shí)功耗的變化很大，電源的噪聲和紋波很難控制。因此，相對(duì)純數(shù)字產(chǎn)品，WLAN AP的測(cè)試要求會(huì)更高，測(cè)試項(xiàng)應(yīng)包括射頻測(cè)試、電源測(cè)試、總線測(cè)試、單元電路測(cè)試、接口測(cè)試系統(tǒng)維護(hù)和管理測(cè)試等。這其中包括十幾大類，三百余項(xiàng)的測(cè)試點(diǎn)，只有通過(guò)全面的測(cè)試才能確保產(chǎn)品的可靠質(zhì)量。目前業(yè)界通用的WLAN射頻生產(chǎn)測(cè)試方法如表1所示。

表1 WLAN產(chǎn)品射頻生產(chǎn)測(cè)試方式

H3C擁有完備的射頻實(shí)驗(yàn)室，包括兩個(gè)微波暗室、多個(gè)Wi-Fi隔離的地下試驗(yàn)室和大量專業(yè)射頻類測(cè)試儀器*，另有各種便攜式頻譜分析儀器和網(wǎng)絡(luò)分析儀器，可以進(jìn)行專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和快速地問(wèn)題定位。

√4臺(tái)IQ n×n wlan綜測(cè)儀，可以進(jìn)行11n 3條流測(cè)試；

√Agilent N4440A頻譜分析儀；

√Agilent N4438C信號(hào)發(fā)生器；

√Agilent 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；

√Azimuth ACE Wi-Fi Channel Emulator信道仿真器；

同時(shí)，H3C從應(yīng)用出發(fā)建立了完備的WLAN覆蓋測(cè)試環(huán)境，可以模擬以下場(chǎng)景：

√室外NLOS/LOS測(cè)試環(huán)境；

√室內(nèi)多房間覆蓋測(cè)試、干擾環(huán)境測(cè)試等；

√車載快速移動(dòng)測(cè)試；

√天線場(chǎng)型測(cè)試環(huán)境。

H3C完全自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品的射頻電路，齊全的測(cè)試設(shè)備確保射頻指標(biāo)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品出廠前，都需要經(jīng)過(guò)射頻綜合測(cè)試儀校準(zhǔn)測(cè)試，以確保產(chǎn)品射頻指標(biāo)的一致性。

總結(jié)

高品質(zhì)的器件是構(gòu)建高品質(zhì)產(chǎn)品的基石，專業(yè)的散熱設(shè)計(jì)、低溫加熱、防水防塵外殼、密封圈等措施可增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性及對(duì)抗外界惡劣環(huán)境的能力;高品質(zhì)的防護(hù)器件及防護(hù)設(shè)計(jì)，是產(chǎn)品的雷電防護(hù)和ESD防護(hù)能力的可靠保障;嚴(yán)酷的可靠性試驗(yàn)是產(chǎn)品質(zhì)量的試金石;嚴(yán)格的生產(chǎn)一致性測(cè)試是保證產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道關(guān)口。