无线模块厂商的工作内容(3)
撰写于2011年4月22日
作者：silex Wi-Fi专家
在前面两期中，我们讲了关于“无线局域网并不是购买芯片并安装到主板后再安装驱动就可以正常运行”的事情。但是，说到这里，您可能会有一个疑问“那么怎样才能算是可以运行了呢？”或者可能会想到“一个按照国际工业标准规范制造的产品，却存在兼容性或契合度等问题，是不是设计本身就有问题呢？”
无线局域网的标准规格是基于「美国电气与电子工程师协会(IEEE)」制定的标准。例如，对于俗称「IEEE 802.11」的无线局域网的规范定义如下。
IEEE Standard for Information technology
Telecommunications and information exchange between systems
Local and metropolitan area networks
Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium
Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
此规范总共有512页，对电气特性、调制精度、分组定义、协议状态转移图等进行了非常详细的描述(※注)。既然有这么好的规格书，那么只要世界上所有的无线局域网产品都严格遵守，就应该不会出现兼容性问题。但不知是幸运还是不幸，现实中的产品中很少有100%严格遵守IEEE标准的产品。
(※注)严格来说这个规范是关于1～2Mbps的原始802.11的规范，关于11Mbps的11b和54Mbps的11a和11g的高速部分另行追加了规范。
那么，“违反规范”是由什么样的原因引起，并且以什么样的形式显现，主要分为以下三种。
(1) 无线局域网芯片中存在的执行错误（勘误表）
(2) 无线局域网芯片输出的无线电波违反模拟标准
(3) 无线局域网芯片的驱动程序中的执行错误
问题(1)：是 LSI 芯片的设计问题，即使芯片型号相同，也会因批次不同而存在问题。严重的缺陷几乎总是在出厂前被发现并修复，因此它们很少成为致命问题，但一旦 LSI 投放进市场，LSI 内部的电路就无法修复。在这种情况下，通常会在驱动程序中放入预防错误代码以试图规避它（不使用芯片中内置的功能，而是用软件来代替处理，或者在芯片无响应时进行强制复位等）。这种故障只要规避处理恰当，用户一般无法看到故障，但是由于无法充分发挥芯片的原有性能，所以传输速度无法达到标称数值。
问题(2)：不是LSI本身引起的，而是将LSI输出的高频信号引导到天线的模拟电路的设计和实现，以及电路板设计的问题。根据此处的设计是否正确完成，即使以相同方式安装相同芯片的产品之间，由于噪声的大小，接收灵敏度也可能存在差异，或者如果不降低无线输出功率，则存在辐射无法保持在规定水平（不能获得无线电波认证）的问题。因此，在产品规格上具有同样性能的产品，但实际运行时的通讯速度和距离等性能也存在差异。
问题(3)：是驱动软件的执行问题，且是最常见的问题。例如，作为无线数据包头的信息，根据定义应为“0”的数据位在一定条件下（例如重传时）变为“1”的问题。在这种情况下，如果第一次传输成功，可以连接到接入点，但如果第一次传输失败，会出现无法使用重发的数据包来连接的现象。但是，即使是AP端，是逐个数据位检查异常并视为错误，还是忽略错误直接连接，在实际工作方式是有差异的，所以会出现“A公司的AP可以一直连接，但是B公司的AP有时候无法连接上”等现象。
总而言之，“契合度”或“兼容性问题”是因为无线局域网产品的设计和实现并没有完全标准化。可能有人会认为，为什么在有IEEE的标准规范的情况下会发生这种情况？对此问题的回答是：
「IEEE 只是制定标准，并没有对产品的呈现进行验证的义务和权利」
将产品的动作与500多页的规范对照，确认所有的动作都符合规范是非常艰巨的任务。在我们公司创建的示例检查表中，仅数据包格式验证就涉及617项之多。对于几乎每个月都有数量庞大的新产品上市的所有无线局域网产品，IEEE也是没有资金、人力和时间进行这样的验证。按照规范安装产品的责任在于制造、销售该产品的制造商自身。
但是，制造商也因为有限的交货期和资源的原因，不可能将所有产品都做到完美。其结果是导致市场上出现了有“契合度”和“兼容性问题”的产品。
这种问题在无线局域网刚投入市场的初期(1998年以前)尤为严重。即使是同样标写“802.11标准”的产品，如果厂商不同，也会出现完全连接不上的情况(※注)。为了无线局域网的普及，兼容性和连接性的确立被认为是不可或缺的，为了保证这一点，成立了Wi-Fi联盟，并启动了“Wi-Fi认证标志计划”。
(※注)在最初的802.11标准，同样是2.4GHz无线，却承认了不兼容的“DS方式”和“FH方式”，这导致混乱的加剧。
那么所谓Wi-Fi认证标志到底是什么呢?下期我们就来讨论这个问题吧。
IEEE Standard for Information technology
Telecommunications and information exchange between systems
Local and metropolitan area networks
Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium
Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
此规范总共有512页，对电气特性、调制精度、分组定义、协议状态转移图等进行了非常详细的描述(※注)。既然有这么好的规格书，那么只要世界上所有的无线局域网产品都严格遵守，就应该不会出现兼容性问题。但不知是幸运还是不幸，现实中的产品中很少有100%严格遵守IEEE标准的产品。
(※注)严格来说这个规范是关于1～2Mbps的原始802.11的规范，关于11Mbps的11b和54Mbps的11a和11g的高速部分另行追加了规范。
那么，“违反规范”是由什么样的原因引起，并且以什么样的形式显现，主要分为以下三种。
(1) 无线局域网芯片中存在的执行错误（勘误表）
(2) 无线局域网芯片输出的无线电波违反模拟标准
(3) 无线局域网芯片的驱动程序中的执行错误
问题(1)：是 LSI 芯片的设计问题，即使芯片型号相同，也会因批次不同而存在问题。严重的缺陷几乎总是在出厂前被发现并修复，因此它们很少成为致命问题，但一旦 LSI 投放进市场，LSI 内部的电路就无法修复。在这种情况下，通常会在驱动程序中放入预防错误代码以试图规避它（不使用芯片中内置的功能，而是用软件来代替处理，或者在芯片无响应时进行强制复位等）。这种故障只要规避处理恰当，用户一般无法看到故障，但是由于无法充分发挥芯片的原有性能，所以传输速度无法达到标称数值。
问题(2)：不是LSI本身引起的，而是将LSI输出的高频信号引导到天线的模拟电路的设计和实现，以及电路板设计的问题。根据此处的设计是否正确完成，即使以相同方式安装相同芯片的产品之间，由于噪声的大小，接收灵敏度也可能存在差异，或者如果不降低无线输出功率，则存在辐射无法保持在规定水平（不能获得无线电波认证）的问题。因此，在产品规格上具有同样性能的产品，但实际运行时的通讯速度和距离等性能也存在差异。
问题(3)：是驱动软件的执行问题，且是最常见的问题。例如，作为无线数据包头的信息，根据定义应为“0”的数据位在一定条件下（例如重传时）变为“1”的问题。在这种情况下，如果第一次传输成功，可以连接到接入点，但如果第一次传输失败，会出现无法使用重发的数据包来连接的现象。但是，即使是AP端，是逐个数据位检查异常并视为错误，还是忽略错误直接连接，在实际工作方式是有差异的，所以会出现“A公司的AP可以一直连接，但是B公司的AP有时候无法连接上”等现象。
总而言之，“契合度”或“兼容性问题”是因为无线局域网产品的设计和实现并没有完全标准化。可能有人会认为，为什么在有IEEE的标准规范的情况下会发生这种情况？对此问题的回答是：
「IEEE 只是制定标准，并没有对产品的呈现进行验证的义务和权利」
将产品的动作与500多页的规范对照，确认所有的动作都符合规范是非常艰巨的任务。在我们公司创建的示例检查表中，仅数据包格式验证就涉及617项之多。对于几乎每个月都有数量庞大的新产品上市的所有无线局域网产品，IEEE也是没有资金、人力和时间进行这样的验证。按照规范安装产品的责任在于制造、销售该产品的制造商自身。
但是，制造商也因为有限的交货期和资源的原因，不可能将所有产品都做到完美。其结果是导致市场上出现了有“契合度”和“兼容性问题”的产品。
这种问题在无线局域网刚投入市场的初期(1998年以前)尤为严重。即使是同样标写“802.11标准”的产品，如果厂商不同，也会出现完全连接不上的情况(※注)。为了无线局域网的普及，兼容性和连接性的确立被认为是不可或缺的，为了保证这一点，成立了Wi-Fi联盟，并启动了“Wi-Fi认证标志计划”。
(※注)在最初的802.11标准，同样是2.4GHz无线，却承认了不兼容的“DS方式”和“FH方式”，这导致混乱的加剧。
那么所谓Wi-Fi认证标志到底是什么呢?下期我们就来讨论这个问题吧。
