追蹤WiMAX NWG 互通性測試最新概況

IOT測試是WiMAX認證第三階段，在進行IOT測試之前須要先經過射頻一致性（Radio Conformance Test；RCT）與協定一致性測試（Protocol Conformance Test；PCT），這兩種測試歸類為一致性測試（Conformance Test），一致性測試的目的主要是測試受檢的產品之軟體與硬體的實作是否符合標準規格書的定義。

在通過一致性的測試之後才可執行互通性測試，互通性測試需要至少有三家WiMAX設備廠商參與，以基地台為例：每一家基地台（Base Station；BS）至少能與三家行動台（Mobile Station；MS）互通，其中可以有一MS與BS是同一家公司製造。同樣的若是要測試MS，也是需要與三家BS互通，當然其中可以有一台BS與MS是同一家公司製造。

目前最新的NWIOT Guidelines文件為WiMAX Forum NWIOT Infrastructure Interoperability Plugfest 1（16 Nov ‘08）Guidelines for Scenarios for Vendor Interoperability，它最新的版本為去年年底所更新的，這份文件主要描述了整個IOT環境設定與一些測試案例的建議，它是用於Plugfest（插拔測試），測試環境設定大至可分成Profile B與Profile C，其中又分成單一供應商（Single Vender）與多供應商（Multiple Vender）。以Profile C為例，如圖一所示。

《圖一　Profile C IOT測試示意圖》 資料來源WiMAX Forum

IOT互通主要集中在R6與R3，R6在為基地台與ASNGW（ASN Gateway）之間的網路層參考介面，它可以用來傳送資料與一些相關的控制封包，R3為ASNGW與CSN（Connectivity Service Network）之間的界面，它連接了與ISP所提供有線網路服務與應用，測試環境實體設備的示意圖，如圖二所示。

《圖二　測試環境實體設備的示意圖》 資料來源WiMAX Forum

在NWIOT PlugFest Guidelines的測試Scenario中，一共有11個測試案例，主要是針對Network Entry（MS連線到WiMAX無線網路）與Exit（MS離開WiMAX無線網路）來進行測試驗證，其中包含了安全性驗證與DHCP的測試，如下：

• Network Entry Procedure using EAP-TLS



• Network Entry Procedure using EAP-TTLS



• Network Entry Procedure using EAP-AKA



• Session Establishment using PMIPv4 and Proxy DHCP



• Session Establishment using PMIPv4 and Relay DHCP



• MS Network Exit using PMIPv4 and Proxy DHCP



• MS Network Exit using PMIPv4 and Relay DHCP



• ASN Triggered Network Exit using PMIPv4 and Proxy DHCP



• ASN Triggered Network Exit using PMIPv4 and Relay DHCP



• CSN Triggered Network Exit using PMIPv4 and Proxy DHCP



• CSN Triggered Network Exit using PMIPv4 and Relay DHCP（資料來源WiMAX Forum）

雖然NWIOT Plugfest Guideline已有一段時間沒有更新了，不過網路基礎架構互通測試（Infra-structure IOT；IIOT）的相關文件一直有持續再更新，也有國外大廠提供他們的測試案例文件給WiMAX Forum，為了要和Forum認可發行的IIOT文件來做區別，他們所貢獻的文件會先以iIOT來標示（第一個i為小寫做為區分）。目前WiMAX Forum最新的IIOT文件為2009年7月7日發行的（WiMAX Forum Network Test Procedures IIOT Test Procedures Document for Phase 1 & 2），裡面說明了測試的環境架構與設定、每一個案例測試的目的、訊息的流程、測試的程序與假設條件，以及建議觀察的規則，圖三為Profile C、單一MS、單一BS、單一ASN、單一CSN的測試網路結構。IIOT Test Procedures文件一共提供了五個網路組態提供參考，如表一所示，有興趣的讀者可以至WiMAX Forum下載此文件來參考。

《圖三　Profile C、單一MS、單一BS、單一ASN、單一CSN的測試網路結構》 資料來源WiMAX Forum

IIOT Test Procedures測試目的（Test Purpose；TP） 總共涵蓋了11大項，是根據WiMAX Forum Network Architecture、Stage-3標準來製訂，完整性遠比NWIOT PlugFest Guidelines高出許多。IIOT Test Procedures主要是集中在R3與R6的互通測試，在進行IIOT之前須先通過PCT與RCT，每一個大項中包含了子項目，子項目中包含了測試案例，這11大項的測試目的整理如下。

• Initial Network Entry：測試MS在啟用安全驗證機制時，在各種加密演算法的狀況下，是否能順利的連上WiMAX網路，測試案例包括的IPv4與IPv6的案例，並且測試能否經由DHCP來取得IP位址。



• DHCP：測試MS能否經由DHCP能否經由DHCP Proxy或DHCP Relay來完成取得與更新（Renew） IP位址的程序。



• Idle Mode Entry：待機模式（Idle Mode）主要是為了要省電，Idle Mode Entry測試主要則是測試MS能經由BS發起或MS發起的形式進入Idle Mode。



• Paging/Idle Mode Exit：呼叫（Paging）的功能為喚醒MS來接收資料，也就是讓MS離開Idle Mode，主要是測試MS能經由BS發起或MS發起的形式離開Idle Mode。



• Paging/Location Update：測試在MS發起的形式下，MS能在Idle Mode Timer逾時（Expiration）之前完成離開Idle Mode與完成位置更新（Location Update）。



• Network Exit：測試MS在啟用安全驗證機制時，在各種加密演算法的狀況下，是否能順利完成的離開WiMAX網路的程序，測試案例包括的IPv4與IPv6的案例，當然必須先完成Network Entry才能順利執行這些Cases。



• Accounting：這是屬於R3的範疇，主要是測試計費與預付的機制能否正常的運作。



• Handover：換手（Handover）的測試主要可分成Intra-ASN Handover與Inter-ASN Handover兩個子項目，兩個子項中又可分成Uncontrolled與Fully Controlled Handover的情況。Intra-ASN Handover可以視為R6 Handover，也就是說MS只是連接到不同的BS，但仍在同一個ASNGW底下活動，其中又可以分成Uncontrolled Handover，也就是MS離開Serving BS的涵蓋範圍，並移動Target BS之後，Target並未收到Serving BS所發出的訊號情況。Fully Controlled為MS或是BS發出Handover要求而進行的Handover。Inter-ASN Handover可以視為R3 Handover，也就是說MS不只連接到不同的BS，同時也離開原來的ASNGW，和Intra-ASN Handover不同的地方在於，Inter-ASN Handover的Handover要求是由MS或ASNGW所發出。



• NAP Sharing：主要是測試網路的選取是否能正確的執行，一共有三種狀況：在MS儲存在前一個BS組態與連線資訊的情況、在MS儲存在前一個BS組態但沒有儲存連線資訊的情況與MS沒有儲存在前一個BS組態與連線資訊的情況。



• ASN message header：測試Uncontrolled Handover與Initial Network Entry的過程中，一些相關的ASN訊息標頭（ASN Message Header）是否正確。



• X.509 certificates：測試憑證在各種情況下，能否正確的運作，包括當憑證被認可而且尚未逾期失效時，必須能成功的驗證登入，反之必須要驗證失敗，而且不允許登入。

結語

在本文中介紹了目前互通性測試最新的規範，WiMAX互通性測試是確保所有設備可以順利的相互連通並正常的運作，IIOT Test Procedures中有許多值得參考的案例，可以用來幫助我們制定互通測試計畫書，當然完成互通性測試之後，尚需要進行壓力（Stress）與效能（Performance）測試，以確保產品可以在長時間之下能夠保持效能，而且穩定運作。

---作者洪紹鯤、許永昌現任職於資策會網路多媒體研究所無線通訊技術中心---