一種EOC設(shè)備的測(cè)試環(huán)境的搭建

【摘要】EOC技術(shù)把IP信號(hào)與CATV信號(hào)結(jié)合在一起，通過(guò)同一根同軸電纜接入到用戶，既不影響有線電視信號(hào)的傳輸，又能夠獨(dú)享雙向的寬帶綜合業(yè)務(wù)。EOC系統(tǒng)具有新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)EOC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需進(jìn)行組網(wǎng)工作，建立一個(gè)完善的、便于測(cè)試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。環(huán)境的搭建過(guò)程是一個(gè)小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)工程，包括各種測(cè)試設(shè)備、電腦、線，要保證實(shí)驗(yàn)易調(diào)試、好測(cè)試、好維護(hù)，環(huán)境優(yōu)質(zhì)。本文針對(duì)EOC設(shè)備提出一種新型的測(cè)試環(huán)境的搭建方案，給出了方案設(shè)計(jì)和測(cè)試結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】EOCHINOC系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境搭建組網(wǎng)綜合布線

一、引言

EOC（Ethernet over Coax）技術(shù)即以太網(wǎng)信號(hào)在同軸電纜上傳輸?shù)囊环N技術(shù)。EOC技術(shù)是對(duì)現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)“三網(wǎng)融合”的最佳改造技術(shù)方案。國(guó)內(nèi)外的主流EOC技術(shù)包括以下幾種技術(shù)：MOCA、HomePlug BPL、HomePlug AV、HINOC等[1]。隨著光纖到樓的鋪設(shè)，EOC技術(shù)目前著重解決最后100米接入。EOC設(shè)備一般分為頭端設(shè)備與終端設(shè)備，頭端設(shè)備通常放在樓道間，終端設(shè)備放在每家每戶，通過(guò)樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有線電視把兩者相連，兩者協(xié)調(diào)工作，提供良好的傳輸信道。針對(duì)該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，搭建好一個(gè)良好的、有益的測(cè)試環(huán)境是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

測(cè)試環(huán)境是指為了完成測(cè)試工作所必需進(jìn)行的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境和軟件環(huán)境的總稱(chēng)，是測(cè)試必須的工作平臺(tái)和前提條件[2]。毫無(wú)疑問(wèn)，穩(wěn)定和可控的測(cè)試環(huán)境，可以使測(cè)試人員花費(fèi)較少的時(shí)間就能完成測(cè)試用例的執(zhí)行，也無(wú)需為測(cè)試用例、測(cè)試過(guò)程的維護(hù)花費(fèi)額外的時(shí)間，并且可以保證每一個(gè)被提交的缺陷都可以在任何時(shí)候被準(zhǔn)確的重現(xiàn)。良好的測(cè)試環(huán)境，可以減少環(huán)境的變動(dòng)對(duì)測(cè)試工作的不利影響，并可以對(duì)測(cè)試工作的效率和質(zhì)量的提高產(chǎn)生積極的作用。此外，良好的測(cè)試環(huán)境也保證了測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性和正確性。

本文主要介紹在搭建EOC測(cè)試環(huán)境方面中提供一些方法和知識(shí)，本文提出了一種新型的環(huán)境搭建的方案，它不僅要解決了傳統(tǒng)EOC測(cè)試環(huán)境中的布線復(fù)雜、費(fèi)用高、使用難、擴(kuò)展難等諸多缺陷，還使其施工更簡(jiǎn)單、費(fèi)用更低廉，而且很適合EOC設(shè)備的測(cè)試。

二、需求分析

2.1HINOC技術(shù)介紹

本文的對(duì)于EOC設(shè)備的測(cè)試環(huán)境的搭建的原型是HINOC系統(tǒng)，HINOC（High performance Network Over Coax）技術(shù)是我國(guó)自主研發(fā)、新型的、對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造的EOC技術(shù)。該技術(shù)采用基于同軸電纜的射頻調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)和CATV信號(hào)的共纜傳輸。HINOC使用 750MHz-1006MHz的頻段進(jìn)行以IP為主的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，采用16MHz的頻率帶寬作為一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯涡诺?，采用QAM（Quadrature Amplitude Modulation，即正交幅度調(diào)制）的自適應(yīng)調(diào)制方式，可支持QPSK、8QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、512QAM和1024QAM，該技術(shù)利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)布線，僅通過(guò)增加HiNOC Bridge（HB）和HiNOC Modem（HM）等相關(guān)設(shè)備，即可在不影響原有CATV信號(hào)情況下實(shí)現(xiàn)高速和高質(zhì)量多業(yè)務(wù)接入，可承載包括IPTV（Internet Protocol Television，即交互式網(wǎng)絡(luò)電視）、VOD（Video On Demand，即視頻點(diǎn)播）、VoIP（Voice over Internet Protocol，即網(wǎng)絡(luò)電話）、高速上網(wǎng)等寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用[3]。

2.2測(cè)試需求分析

HINOC網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的指標(biāo)包括：網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、吞吐量、延時(shí)、丟包、網(wǎng)絡(luò)管理能力。主要測(cè)試設(shè)備是：Smartbits網(wǎng)絡(luò)分析儀。目前在HiNOC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)HB最多可以連接32個(gè)HM，那么我們需要建立1個(gè)HB對(duì)32個(gè)HM的測(cè)試環(huán)境，33個(gè)使用同軸電纜相連，同時(shí)所有設(shè)備均要接入網(wǎng)絡(luò)，以便測(cè)試網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)管理能力。除了測(cè)試設(shè)備以外，系統(tǒng)還包括一些測(cè)試PC和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（如交換機(jī)、路由器），為保證各個(gè)設(shè)備能獨(dú)立完成正確測(cè)試、互不受到影響，且要使測(cè)試人員能夠簡(jiǎn)單、方便的進(jìn)行測(cè)試，減少錯(cuò)誤、故障和失效的發(fā)生，我們需要設(shè)計(jì)良好的環(huán)境搭建方案。

三、環(huán)境搭建方案設(shè)計(jì)

3.1設(shè)備選型

另外，傳統(tǒng)的環(huán)境搭建對(duì)設(shè)備控制大多采用1對(duì)1的方式，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的管理設(shè)備，管理非常不方便。而且連接大多采用HUB+USB轉(zhuǎn)串口線，如果被測(cè)試設(shè)備有數(shù)十個(gè)甚至幾十個(gè)多，那么相應(yīng)的HUB和USB轉(zhuǎn)接線也要增多，會(huì)導(dǎo)致容易出現(xiàn)故障，且故障不易排查等問(wèn)題。此外，測(cè)試時(shí)，測(cè)試人員不僅需要對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行終端設(shè)置，還需記住每個(gè)設(shè)備對(duì)應(yīng)的終端，而其中如有調(diào)試線路出現(xiàn)故障，或測(cè)試過(guò)程需要改變調(diào)試線路，測(cè)試人員會(huì)因?yàn)辇嫶蟮南到y(tǒng)而造成記憶混亂。我使用串口服務(wù)器統(tǒng)一管理設(shè)備，把設(shè)備按順序全部接入到串口服務(wù)器的端口上，測(cè)試PC只需通過(guò)相應(yīng)軟件控制串口服務(wù)器就可以完成對(duì)設(shè)備的統(tǒng)一控制，減少了HUB+USB轉(zhuǎn)串口線的中間環(huán)節(jié)，降低了故障發(fā)生的幾率，更方便測(cè)試人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。

再次，對(duì)于HINOC系統(tǒng)的33個(gè)設(shè)備的同軸網(wǎng)絡(luò)的連接也是非常復(fù)雜的，需要通過(guò)許多不同型號(hào)的分支分配器和同軸線進(jìn)行連接，設(shè)備測(cè)試時(shí)拔插的工作十分麻煩。我使用了信道箱管理同軸線，把所有分配器全部裝入箱內(nèi)，設(shè)備只需按順序接到箱外的接口處。

Smartbits通過(guò)對(duì)各種插卡模塊的接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析。根據(jù)測(cè)試的需要，某一（或多個(gè)）插卡模塊的接口產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量并發(fā)送，另一（或多個(gè)）插卡模塊的接口負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，這樣該封閉環(huán)體系實(shí)際模擬了一個(gè)通信過(guò)程，該過(guò)程實(shí)際上是通信數(shù)據(jù)流量的一次性循環(huán)。測(cè)試按照同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為上行測(cè)試、下行測(cè)試、1對(duì)1測(cè)試、1對(duì)多測(cè)試等，每次測(cè)試都需要重新對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線，工作麻煩、復(fù)雜。而且網(wǎng)絡(luò)分析儀會(huì)占用被測(cè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口，此時(shí)無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理能力的測(cè)試，為使測(cè)試簡(jiǎn)化、兼容，我提出了利用交換機(jī)的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)的功能來(lái)解決這一問(wèn)題，把Smartbits和被測(cè)設(shè)備同時(shí)接入到交換機(jī)中，只需配置交換機(jī)，就可實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的測(cè)試。

最后，我還使用了PDU管理電源線，減少了測(cè)試人員對(duì)電源插座每次頻繁開(kāi)關(guān)的人力工作，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備電源的自動(dòng)控制。

3.2邏輯設(shè)計(jì)

測(cè)試環(huán)境按模塊劃分可具體分為5個(gè)模塊：硬件設(shè)備模塊、電源模塊、串口調(diào)試模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、同軸網(wǎng)絡(luò)模塊[4]。

系統(tǒng)測(cè)試的硬件設(shè)備包括：測(cè)試PC設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備、被測(cè)設(shè)備4部分[5]。

測(cè)試PC設(shè)備包括：1臺(tái)網(wǎng)管測(cè)試計(jì)算機(jī)、1臺(tái)調(diào)試計(jì)算機(jī)；

網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備：1臺(tái)交換機(jī)、1臺(tái)路由器、5臺(tái)PDU、3臺(tái)串口服務(wù)器、3臺(tái)信道箱；

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備：1臺(tái)smartbits；

被測(cè)設(shè)備包括：1臺(tái)HB、32臺(tái)HM。

電源模塊由調(diào)試計(jì)算機(jī)、PDU、插座、電源線構(gòu)成。33個(gè)被測(cè)設(shè)備通過(guò)電源線接入插座，插座再接入PDU，將4臺(tái)PDU的4個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接入路由器，這樣測(cè)試時(shí)測(cè)試人員可以通過(guò)PDU的IP地址控制被測(cè)設(shè)備的上下電情況。

串口調(diào)試模塊與電源模塊類(lèi)似，由調(diào)試計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器、串口線構(gòu)成。33個(gè)被測(cè)設(shè)備通過(guò)串口線接入串口服務(wù)器，將2臺(tái)串口服務(wù)器的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接入路由器，這樣測(cè)試人員可以通過(guò)串口服務(wù)器的IP地址控制33個(gè)被測(cè)設(shè)備的配置。配置時(shí)可以聯(lián)合串口服務(wù)器軟件與matlab，對(duì)33個(gè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一配置。

網(wǎng)絡(luò)模塊由交換機(jī)、路由器、調(diào)試計(jì)算機(jī)、網(wǎng)管測(cè)試計(jì)算機(jī)、Smartbits、網(wǎng)線等構(gòu)成。聯(lián)合Smartbits與交換機(jī)的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以節(jié)省測(cè)試網(wǎng)絡(luò)性能的工作量，不用考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r以及把網(wǎng)線在各個(gè)被測(cè)設(shè)備間接來(lái)接去。

同軸模塊有信道箱、同軸線構(gòu)成。2臺(tái)信道箱，一臺(tái)為樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一臺(tái)為星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，均為1個(gè)輸入，32個(gè)輸出。當(dāng)要切換信道時(shí)，調(diào)整被測(cè)設(shè)備的同軸網(wǎng)口即可。

3.3布線設(shè)計(jì)

我們把所有服務(wù)器與客戶端以及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備按測(cè)試項(xiàng)目分區(qū)域擺放好，被測(cè)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備裝入2臺(tái)42U的統(tǒng)一機(jī)柜中，具體擺放如圖2所示：

四、應(yīng)用結(jié)果

4.1測(cè)試場(chǎng)景

通過(guò)模塊化的環(huán)境搭建，使實(shí)驗(yàn)室干凈整潔、搭建過(guò)程輕松、測(cè)試人員理解簡(jiǎn)單、測(cè)試過(guò)程統(tǒng)一有效、測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定正確。能滿足了實(shí)驗(yàn)室的有條不紊的測(cè)試工作[6]。

測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)圖如圖3所示：

4.2測(cè)試結(jié)果

對(duì)HINOC的測(cè)試結(jié)果表示：HINOC設(shè)備的吞吐量為上行53.75Mbps，下行56.23Mbps；延時(shí)為上行13ms，下行10ms；丟包為0%；網(wǎng)管代理功能良好，HINOC系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了HINOCv1的設(shè)計(jì)目標(biāo)。部分測(cè)試結(jié)果如圖4所示：

五、總結(jié)

本文對(duì)EOC技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，對(duì)傳統(tǒng)的環(huán)境搭建方法與我的搭建方法進(jìn)行了對(duì)比與分析，提出了使用PDU和串口服務(wù)器方便測(cè)試控制、利用交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)功能簡(jiǎn)化布線工作，使用機(jī)柜存放設(shè)備的新型EOC環(huán)境搭建的方案，使網(wǎng)絡(luò)人員能夠更熟練的把握EOC設(shè)備測(cè)試的要領(lǐng)。同時(shí)介紹了HINOC系統(tǒng)，對(duì)HINOC的網(wǎng)絡(luò)性能結(jié)果進(jìn)行了描述，為建設(shè)功能完備性能優(yōu)良的傳輸網(wǎng)下一代綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、全面提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的有效性、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提高客戶服務(wù)質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[7]。本文的環(huán)境搭建的方法不僅適用于EOC技術(shù)，也可適用于一般網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試，EOC技術(shù)在國(guó)內(nèi)仍然屬于初級(jí)階段，對(duì)EOC設(shè)備的測(cè)試環(huán)境的搭建還有待大家都共同開(kāi)發(fā)和發(fā)展。

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