基于PC的传输设备数据通道性能测试系统设计与应用

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、
概述
现 以太 网帧 的发送与接 收 、Ｃ Ｃ Ｒ 校验 、光／ 电信号 的转 换 。上层是测试软件主要 功能是构造符合要求的 以太 网 帧 ，发 送／ 收帧 的统计 ，各项性 能指标 的计算 ，性 能 接 曲线生成 ，测试结果 的保存／ 出。 输
随着网络技术 的发展 ，传统 的传输承载 网正在面临
网络性能分析仪 的典型代表为Ｓ ｒ ｉ 系列仪表 ， ｍａｔ ｔ ｂｓ 采用仪表进行测试具有 以下弊端 ： １ ． 仪表价格昂贵 ，最低配置 的单价也需要３ 万人 民 ０
币。
２仪表操作 复杂 ，此类 仪表测试时参数设置较 多 ， ． 设 置错误会直接影响测试结果 ，需要 经过专 业培训 才能
软 件启 动时 预加 载的参数 完 全可 以满足 测试 的需 要 ，可 以实现 “ 一键 测试 ” 。同时可 以根据 需要 手动 设置相关参 数 ，主要参数 ：目的ＭＡ 地址 、源ＭＡ 地 Ｃ Ｃ 址 、测试帧长度 、时间间隔等 。 ５４ ．多线程设计
业仪表还有差距 ，但 是完全 可以满足设备 的 日常维护和

六 、应 用 案例及 方 案对 比
目前方案 已经开发 出测试 版本 ，应用此版本 已经验
证 了测试 原理的可行性 ，并且在实际故障排除 中已经验
七 、 结 语
本文所提出的测试方案 为传输设备 的维护人员在 日 常维护和故障排除中提供 了一种新 的思路 ，应用 一台电
脑和一 台协议转换器就可 以实现数据通道的测试 ，无需
参 考 文 献
… 孙 继平 ． 井 安 全 监 控 系统 ｌ ． 京 ： 炭 工 业 出版 社 ，０ ６ 矿 Ｍ】北 煤 ２０． ［】 邦 田 ． 子 电 路 抗 干 扰 及 其 三 条 基 本 思 路 Ｕ］ ２诸 电 ．电 子 制 作 ， ９ ，４ １ ６０ ． ９
【 基本 电子电路 Ⅱ． ３ 】 １ 中国无线 电电子 学文摘 ， ９６ ２ １９ ． ０
专 门的 硬 件 ，实 现 了测 试 的低 成 本 ，具 有 很 强 的 实用 性 和 性价 比 。 参 考 文 献
【】 加 荣 ． ＮＥ １张 ＶＢ． Ｔ高 级 编 程 ［ 】（ ｒ ｆｓｉｏ ｌＶＢ． Ｔ ｎ Ｍ ． ｏｅｓｎ ａ Ｐ ＮＥ ２ ｄ
证了其 丢包率和延时的测试功 能。
四、 系统 设 计
４１ 试 软 件 的设 计 ．测
测试软件主要 实现 的功 能是实现以太网帧的构造和
收发 ，运行环境为Ｗｉｄ ｗ ｎ ｏ 操作系统 ，在Ｗｉｄ ｗ ｎ ｏ 操作 系 统下无法直接调用ＡＰ实现 帧的接受 和发送 ，需要通过 Ｉ
Ｎ Ｆ （ 络包 过 滤 ） 动 实 现 。 Ｐ 网 驱
开信号为６ Ａ，两侧同时打开信号为２ Ａ。但是只有信 ｍ ｍ
号在小于ｌ Ａ的时候才会显示风 门为 “ ”状态 ，我们 ｍ 开
四 、 结 语
通过对风门语音报警 的工作模式和地面显示方面 的
改 进 ，使 人 员 或 者 车 辆 经 过 风 门的 时候 很 清楚 的知 道 风 门 对 面是 否有 人 或 车 辆 经 过 ，避 免 发 生不 必 要 的事 故 ，
（ 者 单 位 ：谢 一矿 监 控 信 息 队 ） 作
（ 接７ 页 ） 上 ７
维护人员使用 。
５ 测 试 参 数 设 置 ． ３
３仪表维护保养成本高 ，如果 在使用 过程中一旦损 ． 坏 ，维修费用会很 昂贵 。 ４仪表定期需要校准 ，仪表校 准也会产生很 较高的 ．
费用。 采用 此方 案测 试虽 然在 测试功 能 和精 确度 上与专
ｔ （鞠 ＯＩ ＧＹ 技术应用 ’Ｎ ， Ｅ Ｏ
基于 的传输设备数据通道性能测试系统设计与应用
张 斌 汪 超 穆 健 康
摘 要 ：本 文 首先 分 析 了传 输 设 备 在 日常 维护 和 故 障 排 除 中存 在 的 困 难 ，提 出 了一 种 简 易 的传 输 设 备 数 据 通 道 测 试 系统 的设 计 方案 ，通 过 与 专业仪表对 比证 明本方案在 完全可 以满足 日常维护和故障排 除的需求， 同时避免使 用专业仪表所 带来弊端。 关 键 词 ： 网络 测 试 ；通 道 测 试 ；传 输 测试
Ｅ ｉｏ ． 京： ｄｔ ｎ北 ｉ 清华大学 出版社．
掌握 ，同时操作界面均为全英文界面 ，不适 合基层 操作
（ 作者 单 位 ：长 庆 油 田分公 司通 信 处 ）
信 息 系统 工程 ｌ２ １ ．２ １ １ ０ １ ．０ ６ ０
所 以在 延 时 测 试 发 送 以太 网 帧 时需 要 在 帧 当 中加 入 时 间 戳 ，计 算 方法 ：延 时＝ 收 时 间一 接 发送 时 间 。
实现 ，通 常Ｐ 机 都 内置 了 １ ０ Ｍ网卡 ，传 输介 质为 Ｃ Ｏ０ １０Ｂ ＥＴ ０ ＡＳ ． Ｘ，而传输设备一般 为１ ０ Ｂ Ｓ ． Ｘ，可 ０ ０ Ａ ＥＬ ０ 以使 用 １０ Ｂ Ｅ Ｔ ０ ０ ＡＳ —Ｘ转 １０ Ｂ Ｅ Ｌ ０ ０ ＡＳ —Ｘ协议 转换器来实
二 、 系统 原 理
依 据Ｒ Ｃ ５４ Ｆ ２ ４ 建议数据通道需要 测试 的项 目有吞吐
量 （ ｈｏ ｇ ｐ ｔ Ｔ ｒ ｕ ｈ ｕ ）、时 延 （ ａｅ ｃ Ｌ ｔｎ ｙ）、丢 包 率 （ ａ ｋ ｔ Ｐ ｃ ｅ
４２ ．测试硬件 的实现
测试 硬 件 的主 要是 由Ｐ Ｃ机 的 网 卡 和 协 议 转 换 器
现电信号与光信号的转变 。
五 、系统 功 能
５１ 试 项 目 ． 测 由 于 目前 的Ｐ 机 主流 都 配 置 了 ＩＭ／Ｏ Ｍ／Ｏ ０ 自 Ｃ Ｏ ＩＯ Ｉ０ Ｍ
适 应 网卡 ，结 合协议 转换 器可 以测试 的 电路 类型 有 ：
Ｅ 、 １Ｂ Ｓ —Ｘ、 １０ Ｂ Ｓ ．Ｘ １ ０Ｂ ＥＴ １ ０ Ａ ＥＴ ０ ０ Ａ Ｅ Ｔ ＼０ ０ ＡＳ ．Ｘ，测 试 项 目包 括 ：丢 包率 、吞 吐量 、延 时 等 指标 。 ５ 系 统测 试 结 果 ． ２ 系统 的测 试 结 果 采 用 文 字 和 图形 两 种 方 式 呈 现 ，通
三 、 系统结 构
测试系统的结构 分为两层 ，底层是测试硬件 主要实
过 图形 曲线 的分析可 以比较准确的掌握各种性能值的变 化 ，分析系统 的稳定性 。 （ 下转１ １ ） ０页
信息系 统工 程 ｆ２ １．．０ ０ ６２ １
７ ７
垒
Ｅ Ｐ Ｒ Ｅ Ｃ 经 验 交流 Ｘ Ｅ ＩＮ Ｅ
ｌ ｓ ａ ）。 由于 １ Ｍ／０ Ｍ／０ ０ 以太 网 的帧 结 构 完 全 ｏ ｔ ｓｒｅ ０ １０ １ ０Ｍ
相 同，只是接 口速率不 同 ，可 以使 用Ｐ 机产 生特定结 Ｃ 构的 以太 网帧 ，采用 Ｃ Ｃ Ｒ 校验 ，如果Ｃ Ｃ Ｒ 校验失败 网 卡则丢弃这一帧 ，通过发送与接收数据的对 比计 算出通 道的丢包率 、吞吐量 、延时 。 丢包率是通道性能 的重要指标 ，由于 网卡硬件本身 会 丢掉产生错误 的帧 ，所 以接收到的帧全部是没有错误 的所 以丢包率可 以采用 一下方法计算 ：丢包率＝（ 发送 的帧数一 接收的帧数 ） 发送的帧数 ×１０ ／ ０ ％，吞 吐量＝接 （ 收速率／ 发送速率） ０ ％ 。 ×１０ 延 时测试 的最重要 问题事要解 决时钟 基准的问题 ，
测试 软件 采用 多线 程设计 ，确 保程 序运行 的稳定
和流 畅， 发送 、接 收 、图形 曲线 、ｕＩ 采用 不 同的线 程处 理 ，确保 了软件 的响应时间。
故障排除的需 要 ，采用本方案测试 的最大优点是成本很
低 ，解决 了 日常维护和故 障排 除时仪表数量不足 ，仪表 调用困难 、仪表容易损坏等难题 。
在信号上接 人一２ ０Ｑ的 电阻接地 ，将信号衰减 ｌ ４ ｍＡ，
这样 当两侧 风门都关 闭时分站接 到的信号是为９ ｍＡ，一 侧打开信号 为５ ｍＡ，两侧 同时打开信号为 ｌ ｍＡ。这时 当
两侧 风 门同时打开 的时候 信号 为 １ ｍＡ。地面将 会显 示
“ ”状 态 。 开
为人员和 车辆经过风 门时提供更安全 的保 障，也让矿井 监控方面对井下风 门开关状 况有了更准确 的把握 。可以 更加及 时的处理事故 ，造成的局部 风流短路或瓦斯积聚 等危 险状况 的发生。
着 由Ｔ ＤＭ向全Ｉ化过渡 ，目前传输 网当中数据业务主要 Ｐ
以Ｇ 数据通 道为主 ，１Ｇ 数据通道正在逐渐增 加 。这 Ｅ ０Ｅ 些数据通道 的性能测试与故 障定位 问题是 日常维护 的一 个难题 ，本文提 出了一种简易 的传输设备数据通道测试 系统 的设计方案 ，并且 已经在实际 中得到 了应 用。