不論是在高流量,還是在有限的網路資源條件下,無線設備和網路都需要在部署後能夠正常運行。在受控條件下,在實驗室中測試Wi-Fi設備可讓工程師發現設備是否符合標準、測量如發送功率和誤碼率等物理屬性。實驗室測試還允許查驗更高層的通訊協定,以及瞭解設備或網路如何從錯誤中恢復。

實驗室測試可以在某種程度上類比設備或系統在部署後的行為方式。最重要的是,實驗室測試是可重複的,並且可以實現自動化,但是,它不能替代網路級別的現場測試。遺憾的是,比如在體育場中進行現場測試可能既困難又昂貴,但它提供了有關連接設備如何運作的有價值資料,且還可指出需要更好服務的網路冷點。

實驗室測試與現場測試

現場測試會有許多移動的部分,由於需要進入測試場地或需獲得許多測試樣本,因此可能會付出高成本。此外,現場測試可能非常耗時,但它也有好處。實驗室測試通常所需人員較少,並且一旦設計出測試流程就可根據需要重複多次,表1列出了兩種方法的優缺點。

20190104TA31P1-1 表1 實驗室中自動化測試與現場手動測試的優缺點。

決定使用哪種方法的第一步需要瞭解所需的功能。在開發自動化測試過程時,我們經常發現需要開發一套類比環境來補助自動化過程。

實驗室測試

對於這些測試,本文為測試網路設置了實驗室測試,該設置使用安裝Linux系統的專用筆記型電腦上運作的自動化框架。使用Selenium(一款用於Web應用測試的工具)來執行自動化資料腳本,如圖1所示,該流程允許測試直接連接到測試儀,以及無線網路鏈路的設備。

20190104TA31P1 圖1 在實驗室中使用此配置協助我們確定需要進行現場測試。

自動化的設置使用了從現場測試中獲得的一些資料。設置完成後,將在現場使用的接入點與設備清單,以及Selenium和Jmeter(一款用於網路負載測試的開放原始碼應用)的幫助整合在一起,測試了頻寬限制,以便獲得對每個接入點能力(例如同時連接的數量和重負載下的一般性能)的整體認知。雖然在實驗室收集的資料很有用,但它們沒有考慮在現場遇到的不確定性和各種建築材料的影響。

在這種情況下,由於場地的大小,內部實驗室測試促使我們進行現場測試。嘗試驗證在15英畝大小、帶15,000多個接入點時的情況,憑藉對每個接入點的瞭解,能夠構建實驗室功能,以找到一條為最終要求提供建議時更簡捷的路徑。本文是透過確定每台設備在完全受控的環境中實現的效率與在現實世界評估時收集的資料進行比對來實現。

現場環境

在許多情況下,不需要現場測試。但它通常是保證絕對可靠性的唯一方法,尤其是處理潛在的大量未知用戶時。

有幾種方法可以確定是否值得為模擬環境付出努力:主要是在對生產有多大影響,以及可潛在降低的風險間進行權衡。在涉及體育場館和公共安全等情況時,必須驗證網路在使用量飆升時是否能夠運作在合理水準。由於潛在使用者同時使用情況較少,在百貨商店測試可能無法保證實際運作情況,這時可利用模擬器或實驗室模擬。

以球場為例

隨著連接設備的增加,由於同時使用的用戶數量可達數萬,體育場館在許多活動期間已成為虛擬死區(virtual dead-zones)。為瞭解如何更好地管理這些大量資料,需要進行評估以確定瓶頸發生的位置,以及可以採取哪些措施來補救任何死區或超載的接入點。雖然總體容量可能能夠滿足平均使用率,但由於現場活動的跌宕起伏,使用率飆升對大多數體育場館來說都是個獨特問題。

有時,在為非常大的場地進行模擬或接近即時測試時,需要創造力。例如,在季前賽期間進行測試,該賽季沒有對常規賽季的關鍵性能要求,但兩者的近似程度足以進行可資借鑒的比較,找到最無關緊要的測試時間是執行現場測試的最重要方面之一。

評估

借助真實的季前賽事,因而能夠執行蜂巢電信產業協會(CTIA)射頻性能測試的一部分,以確定訊號的去向和發生死點的位置。利用CTI認證計畫測試流程,能夠確認多個頻段和Wi-Fi連接功能的資料速率。表2顯示了關注的模式,使用傳導傳輸路徑執行的這些測試為Wi-Fi連接建立起基線測量。

20190104TA31P2-1 表2 在Wi-Fi設備上執行傳導測量的資料速率。(資料來源:CTIA Wi-Fi行動融合設備射頻性能評估測試計畫)

使用低/中/高頻段測試方法,採用相同的測試流程將這些資料與在空的場地測試的資料進行比較,但這次是透過無線方式。這樣做可以圖示每個最小/最大流量場景間的差值,此方法有助於在2.4GHz和5GHz頻段上收集設備支援的最低、中間和最高頻通道上的許多資料點。這一實踐可幫助確定大多數頻譜中的任何潛在瓶頸,以協助確定每個頻段的最佳位置。例如,因為許 多建築物的較低樓層的牆壁更厚,所以通常最好使用2.4GHz,確定位置時考慮所涉及的材料類型,有助於確定資料輸送量,以協助指導決策。

分析發現網路缺陷

當然,該過程會產生大量需要評估的資料,使用收集的資料(特別是輸送量和位置映射)可建立體育場位置的熱圖及其執行方式(圖2)。一旦能夠確定輸送量,就可為網路整合商提供了可增強體育場現有網路性能的位置,同時也確定了都需要在哪裡增加容量。

20190104TA31P2 圖2 顯示體育場內流量最大的位置和潛在的死區。

在審查了這些資料之後,能夠建議在各關鍵位置部署更多接入點,以及在特定辦公場地部署femtocell,以確保必要的人員能夠透過Wi-Fi和蜂巢網路獲得最佳的使用體驗。

雖然Intertek不是場地天線整合商,但其收集的資料可使網路工程師以更強的功能完成任務,以接近已配備資料點的無線服務提供者,從而減少導入(lead-in)時間和現場實施工作量。

權衡

與大多數測試工作一樣,在執行更多測試與所發佈產品的品質間存在權衡。影響使用者的現實世界中的變數,例如增加的語音和資料流程量或可能消耗意外頻寬的熱點設備,在實驗室環境中通常很難診斷,因此可能成為漏網之魚。從圖2中可以清楚看出:距離入口越近、活動越密集;離入口越遠、活動越稀疏,圖2還說明了能夠在現場測試的要素。示例中,邊緣缺少資料是由於涵蓋範圍記憶體在死區,然而,這也可歸因於受影響的區域根本沒使用資料。在此例中,兩種情況都是真的,因為這些區域的接入性能很弱,因此使用者索性就放棄接入了。我們能夠在主動測試時確認這種情況,並使用收集的資料支援判斷。