真金不怕火炼 WLAN产品的高品质之路

真金不怕火炼 WLAN产品的高品质之路

WLAN产品在发展初期主要服务于家庭和小企业办公室(即SOHO类应用)，由于网络规模小，用户数量少，对于网络质量的要求相对较低。移动应用业务的发展极大推动了WLAN网络的需求，大企业(集团)和电信运营商对逐步加大了对WLAN网络建设的投入。随着WLAN网络规模增大，服务范围越来越广，对于WLAN网络质量要求越来越高，网络容量、可靠性、安全性、可管理和可维护性越来越重要，大大超出了最初服务于SOHO类应用的WLAN产品的服务范围。相应的，WLAN产品的品质要求越来越高，如何实现与管理控制，成为用户与设备厂商重点关注的问题

选用高品质的器件

H3C按电信级质量标准设计WLAN产品。为了使设备能够在生命周期内稳定工作，H3C精选业界领先的供应商芯片和元器件(如国家半导体和德州仪器的电源芯片、现代电子的内存、Intel的Flash、高性能独立CPU以及业界的Atheros公司的Wi-Fi套片等)，从电阻、电容到主处理器芯片，每一个元器件都经过严格质量认证和技术认证，保证高性能和高兼容性。同时，由于WLAN产品需要对环境的适应性极强，单板上的关键器件都会采用工业级器件，从根本上保证设备在高低温下的工作性能。

如在电容的选择上，为实现高稳定、低纹波的电源输出，采用SANYO原厂高分子电容(如图1所示)。相比业界普遍使用的电解电容，高分子电容在高低温环境下保证同样的卓越性能和一致的滤波效果之外，不会因为电解液蒸发降低产品的寿命。每一个器件，都从温度、电压、电流等主要参数方面严格进行降额使用，比如对电解电容的耐压要求降额60%以上(5V的电压要求用10V耐压的电解电容)，这样可以有效延长器件使用寿命，保证设备的长期稳定可靠工作。

图1 高分子电容

SOHO类设备厂商为追求成本最低，通常选用二、三流供应商的元器件。这些元器件虽然正常工作没有问题，但在较恶劣的工作环境(如温度、湿度、海拔高度、振动等极端条件)下很难保证可靠工作，长期工作的稳定性和可靠性也无法保证，而且，这类产品大多采用SoC处理器，FLASH和SDRAM容量都比较小，这对于SOHO类的应用一般没有问题，但对于有高带宽、多用户、安全、QoS等要求的运营商以及企业用户来说，这样的设备就如同小马拉大车，在超负荷运行的情况下会导致系统不稳定，甚至重启。

从设计上保证设备的可靠工作

为保证产品的可靠性，H3C采取多种措施。

散热技术：为了在相对较小的空间内保证良好的散热效果，产品采用特殊的导热结构零件、可在发热量大的芯片上增加铝质散热器、应用高效率的导热垫，将芯片的热量直接散到机壳上等多种灵活多变的接触散热措施，以保证设备内部的温度不超高芯片技术要求。

ž低温加热技术：为保证设备低温可靠工作，需要对对低温敏感的芯片采取加热保护措施(如加热膜)，设备可以根据环境温度自动调节加热功率，既保证加热效果又节能环保。

ž应对恶劣环境的优质外壳设计：所有室外WLAN设备都是针对严酷恶劣的环境进行设计，主体结构件采用铝合金，不论是从成本上，还是防护性能上，均优于钢结构。

ž耐高低温及老化的高品质密封圈：暴露在外的所有结构件均进行了造型仿真，避免积水、尽可能消除缝隙、并防止灰尘、雨水沉降等，防水防尘等级都能达到IP66(对灰尘完全封闭，且从每个方向对准设备的强射水都不会引起损害)以上。外壳也采用特殊结构的螺钉，能起到防盗的作用。

高级别的防雷设计

为了能达到较高级别的防雷设计，H3C在产品设计中组合使用了气体放电管、TVS管、压敏电阻、大功率水泥电阻等高品质高等级的防护器件，使其达到业界最高的防护标准：

网口可以满足共模6KV，差模1.5KV的浪涌电压要求，做到YD/T 993标准的增强级别，同时可以满足3KA的冲击电流要求；

电源口可满足5KA的冲击电流要求；

对于经常使用的天馈口，目前设备可以满足3KA的冲击电流要求，结合外置防雷器可以更好地保护设备免遭雷击损坏，实现单板级别的防护，而业界大多数厂商设备只能通过单一的外接防雷器实现防雷。

严酷的可靠性专业实验

H3C所有产品在向市场发布前都必须通过实验室的测试，有经过CNAS(中国合格评定国家认可委员会)认证的可靠性实验室，可靠性试验覆盖面非常广泛(如图2所示)。WLAN产品通常按照最严格标准进行可靠性试验，且具体测试项的要求比标准会更高，如高温试验中，实际温度通常比标准高10摄氏度，并在测试过程中监测关键器件的实际温度，如果其温度不满足器件技术要求(会降低器件寿命)，即使设备通过高温试验，也需要重新优化散热设计，直至完全满足技术要求为止。

图2 可靠性试验项目

专业的WLAN射频测试

WLAN AP是数模一体化设备，数字部分和模拟部分很容易互相干扰，模拟部分(射频)离散性比较大，需要每台设备进行校准，OFDM调制方式的峰均比较高，使得电源瞬时功耗的变化很大，电源的噪声和纹波很难控制。因此，相对纯数字产品，WLAN AP的测试要求会更高，测试项应包括射频测试、电源测试、总线测试、单元电路测试、接口测试系统维护和管理测试等。这其中包括十几大类，三百余项的测试点，只有通过全面的测试才能确保产品的可靠质量。目前业界通用的WLAN射频生产测试方法如表1所示。

射频生产测试方式	描述	优点	缺点
不做校准测试	根据标准卡射频参数，所有产品写相同的射频校准数据	效率高，生产成本低，直通率高因为要求低）	射频指标的离散性很高，一般用于SOHO类产品
使用goldcard金卡）＋功率计测试	仅校准和测试功率，不监控EVM	效率较高，生产成本较低，可一定程度上保证发射功率的一致性	无法保证EVM等指标正常
采用WLAN射频综合测试仪	对接收和发射指标进行完整的测试和校准	确保各射频指标达到设计要求	直通率低，生产效率低、成本高

表1 WLAN产品射频生产测试方式

H3C拥有完备的射频实验室，包括两个微波暗室、多个Wi-Fi隔离的地下试验室和大量专业射频类测试仪器*，另有各种便携式频谱分析仪器和网络分析仪器，可以进行专业的网络优化和快速地问题定位。

4台IQ n×n wlan综测仪，可以进行11n 3条流测试；

Agilent N4440A频谱分析仪；

Agilent N4438C信号发生器；

Agilent 矢量网络分析仪；

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

同时，H3C从应用出发建立了完备的WLAN覆盖测试环境，可以模拟以下场景：

室外NLOS/LOS测试环境；

室内多房间覆盖测试、干扰环境测试等；

车载快速移动测试；

天线场型测试环境。

H3C完全自主设计产品的射频电路，齐全的测试设备确保射频指标满足相关标准，产品出厂前，都需要经过射频综合测试仪校准测试，以确保产品射频指标的一致性。

总结

高品质的器件是构建高品质产品的基石，专业的散热设计、低温加热、防水防尘外壳、密封圈等措施可增强产品可靠性及对抗外界恶劣环境的能力；高品质的防护器件及防护设计，是产品的雷电防护和ESD防护能力的可靠保障；严酷的可靠性试验是产品质量的试金石；严格的生产一致性测试是保证产品质量的最后一道关口。