一種EOC設(shè)備的測試環(huán)境的搭建

【摘要】EOC技術(shù)把IP信號與CATV信號結(jié)合在一起，通過同一根同軸電纜接入到用戶，既不影響有線電視信號的傳輸，又能夠獨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EOC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)性能進行測試時，需進行組網(wǎng)工作，建立一個完善的、便于測試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。環(huán)境的搭建過程是一個小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計工程，包括各種測試設(shè)備、電腦、線，要保證實驗易調(diào)試、好測試、好維護，環(huán)境優(yōu)質(zhì)。本文針對EOC設(shè)備提出一種新型的測試環(huán)境的搭建方案，給出了方案設(shè)計和測試結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】EOCHINOC系統(tǒng)測試環(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)信號在同軸電纜上傳輸?shù)囊环N技術(shù)。EOC技術(shù)是對現(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，通過樹型網(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。針對該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)性能進行測試時，搭建好一個良好的、有益的測試環(huán)境是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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

本文主要介紹在搭建EOC測試環(huán)境方面中提供一些方法和知識，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測試環(huán)境中的布線復(fù)雜、費用高、使用難、擴展難等諸多缺陷，還使其施工更簡單、費用更低廉，而且很適合EOC設(shè)備的測試。

二、需求分析

2.1HINOC技術(shù)介紹

本文的對于EOC設(shè)備的測試環(huán)境的搭建的原型是HINOC系統(tǒng)，HINOC（High performance Network Over Coax）技術(shù)是我國自主研發(fā)、新型的、對有線網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造的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)，實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)和CATV信號的共纜傳輸。HINOC使用 750MHz-1006MHz的頻段進行以IP為主的數(shù)據(jù)信號傳輸，采用16MHz的頻率帶寬作為一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯涡诺溃捎肣AM（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信號情況下實現(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測試需求分析

HINOC網(wǎng)絡(luò)性能測試的指標(biāo)包括：網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、吞吐量、延時、丟包、網(wǎng)絡(luò)管理能力。主要測試設(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HB最多可以連接32個HM，那么我們需要建立1個HB對32個HM的測試環(huán)境，33個使用同軸電纜相連，同時所有設(shè)備均要接入網(wǎng)絡(luò)，以便測試網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)管理能力。除了測試設(shè)備以外，系統(tǒng)還包括一些測試PC和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（如交換機、路由器），為保證各個設(shè)備能獨立完成正確測試、互不受到影響，且要使測試人員能夠簡單、方便的進行測試，減少錯誤、故障和失效的發(fā)生，我們需要設(shè)計良好的環(huán)境搭建方案。

三、環(huán)境搭建方案設(shè)計

3.1設(shè)備選型

另外，傳統(tǒng)的環(huán)境搭建對設(shè)備控制大多采用1對1的方式，沒有專業(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，如果被測試設(shè)備有數(shù)十個甚至幾十個多，那么相應(yīng)的HUB和USB轉(zhuǎn)接線也要增多，會導(dǎo)致容易出現(xiàn)故障，且故障不易排查等問題。此外，測試時，測試人員不僅需要對每個設(shè)備進行終端設(shè)置，還需記住每個設(shè)備對應(yīng)的終端，而其中如有調(diào)試線路出現(xiàn)故障，或測試過程需要改變調(diào)試線路，測試人員會因為龐大的系統(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，測試PC只需通過相應(yīng)軟件控制串口服務(wù)器就可以完成對設(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，更方便測試人員對設(shè)備進行統(tǒng)一管理。

再次，對于HINOC系統(tǒng)的33個設(shè)備的同軸網(wǎng)絡(luò)的連接也是非常復(fù)雜的，需要通過許多不同型號的分支分配器和同軸線進行連接，設(shè)備測試時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通過對各種插卡模塊的接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)性能分析。根據(jù)測試的需要，某一（或多個）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）插卡模塊的接口負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，這樣該封閉環(huán)體系實際模擬了一個通信過程，該過程實際上是通信數(shù)據(jù)流量的一次性循環(huán)。測試按照同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為上行測試、下行測試、1對1測試、1對多測試等，每次測試都需要重新對網(wǎng)絡(luò)進行布線，工作麻煩、復(fù)雜。而且網(wǎng)絡(luò)分析儀會占用被測設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口，此時無法進行網(wǎng)絡(luò)管理能力的測試，為使測試簡化、兼容，我提出了利用交換機的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)的功能來解決這一問題，把Smartbits和被測設(shè)備同時接入到交換機中，只需配置交換機，就可實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的測試。

最后，我還使用了PDU管理電源線，減少了測試人員對電源插座每次頻繁開關(guān)的人力工作，實現(xiàn)了設(shè)備電源的自動控制。

3.2邏輯設(shè)計

測試環(huán)境按模塊劃分可具體分為5個模塊：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)測試的硬件設(shè)備包括：測試PC設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備、被測設(shè)備4部分[5]。

測試PC設(shè)備包括：1臺網(wǎng)管測試計算機、1臺調(diào)試計算機；

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

網(wǎng)絡(luò)測試設(shè)備：1臺smartbits；

被測設(shè)備包括：1臺HB、32臺HM。

電源模塊由調(diào)試計算機、PDU、插座、電源線構(gòu)成。33個被測設(shè)備通過電源線接入插座，插座再接入PDU，將4臺PDU的4個網(wǎng)絡(luò)接口接入路由器，這樣測試時測試人員可以通過PDU的IP地址控制被測設(shè)備的上下電情況。

串口調(diào)試模塊與電源模塊類似，由調(diào)試計算機、串口服務(wù)器、串口線構(gòu)成。33個被測設(shè)備通過串口線接入串口服務(wù)器，將2臺串口服務(wù)器的2個網(wǎng)絡(luò)接口接入路由器，這樣測試人員可以通過串口服務(wù)器的IP地址控制33個被測設(shè)備的配置。配置時可以聯(lián)合串口服務(wù)器軟件與matlab，對33個設(shè)備進行統(tǒng)一配置。

網(wǎng)絡(luò)模塊由交換機、路由器、調(diào)試計算機、網(wǎng)管測試計算機、Smartbits、網(wǎng)線等構(gòu)成。聯(lián)合Smartbits與交換機的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以節(jié)省測試網(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)線在各個被測設(shè)備間接來接去。

同軸模塊有信道箱、同軸線構(gòu)成。2臺信道箱，一臺為樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一臺為星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，均為1個輸入，32個輸出。當(dāng)要切換信道時，調(diào)整被測設(shè)備的同軸網(wǎng)口即可。

3.3布線設(shè)計

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

四、應(yīng)用結(jié)果

4.1測試場景

通過模塊化的環(huán)境搭建，使實驗室干凈整潔、搭建過程輕松、測試人員理解簡單、測試過程統(tǒng)一有效、測試結(jié)果穩(wěn)定正確。能滿足了實驗室的有條不紊的測試工作[6]。

測試現(xiàn)場圖如圖3所示：

4.2測試結(jié)果

對HINOC的測試結(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)達到了HINOCv1的設(shè)計目標(biāo)。部分測試結(jié)果如圖4所示：

五、總結(jié)

本文對EOC技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了介紹，對傳統(tǒng)的環(huán)境搭建方法與我的搭建方法進行了對比與分析，提出了使用PDU和串口服務(wù)器方便測試控制、利用交換機的轉(zhuǎn)發(fā)功能簡化布線工作，使用機柜存放設(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)備測試的要領(lǐng)。同時介紹了HINOC系統(tǒng)，對HINOC的網(wǎng)絡(luò)性能結(jié)果進行了描述，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)量打下了堅實的基礎(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)的測試，EOC技術(shù)在國內(nèi)仍然屬于初級階段，對EOC設(shè)備的測試環(huán)境的搭建還有待大家都共同開發(fā)和發(fā)展。

參考文獻

[1]武樹斌，吉萌.廣電EoC接入技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及演進趨勢[J].中國有線電視，2012，No.32110：1172-1177

[2]王勇編著.網(wǎng)絡(luò)綜合布線與組網(wǎng)工程（第2版）.北京：科學(xué)出版社，2011（1）

[3]國家廣播電影電視總局廣播科學(xué)研究院[C]，北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)，上海明波通信技術(shù)股份有限公司，上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司.高性能同軸電纜接入技術(shù)（HINOC）研究與實現(xiàn)論文集，2011（3）

[4]雷震甲，吳曉葵，嚴(yán)體華編著.網(wǎng)絡(luò)工程師教程（第三版）（修訂版）.北京：清華大學(xué)出版社，2011（9）

[5]陶國芳.計算機網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)實驗室的設(shè)計和實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2006，03：331-334

[6]王毅.網(wǎng)絡(luò)工程實驗室的建設(shè)設(shè)計[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2008，No.2803：130-133

[7]馬伏貴.淺談計算機網(wǎng)絡(luò)綜合布線的施工[J].油氣田地面工程，2009，v.28；No.21305：87-88