CN106487610A

CN106487610A - 双环网络误码率测试方法和装置

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Publication number: CN106487610A
Application number: CN201610825811.4A
Authority: CN
Inventors: 李玉杰; 朱剑; 江国进; 龙威; 吕秀红; 孟广国; 白涛
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Techenergy Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Techenergy Co Ltd
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2017-03-08

Abstract

本发明涉及核工业中网络通信的技术领域，提供了一种双环网络误码率测试方法，测试方法通过计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号，该方法包括：获取计算机产生的原测试用始数据包、测试开始或者结束信号，并保存原始数据；如果获取到的是测试开始信号，将原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；原始数据包在逆向双环网络中，分别沿着两个不同的方向依次经过至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；接收目标测试数据包，并根据原始测试数据包和目标测试数据包对比的结果，判断逆向双环网络的误码率；因此，能够解决双环网络误码率测试的问题。

Description

双环网络误码率测试方法和装置

技术领域

本发明涉及核工业中网络通信的技术领域，尤其涉及一种双环网络误码率测试方法和装置。

背景技术

随着数字化控制系统在核电领域中应用的越来越广泛，数字化程度越来越高，而保障数字化技术应用很重要的一个前提就是网络能够正常、快速的完成数据传输；而网络误码率的测试就是为了保障网络通信中数据能够正常传输。

现有技术中的网络通信误码率测试主要分为两种测试方法：

1、单端误码率(Single-Ended BER)测试，该测试方法通过测试仪表或者矢量信号源输出射频信号，馈入被测网络，由被测网络完成误码率测试，该方法工作原理：通过信号源发送带同步序列(如伪随机序列或者带Pattern的Datalist)的被测数据给被测网络，被测网络数据同步之后，解调数据并内部自己计算误码率。该测试方法的优点是：由于误码率(bit error，简称BER)计算由被测网络完成，无需环回。

但也存在缺点：被测网络内部需要内置误码率(BER)测量功能，工作量大、无法得到第三方认可；例如，手机测试(非信令模式)、3G/LTE等通信制式的基站测试等。

2、环回误码率(Loop Back BER)测试方法，该方法的测试环境需要借助第三方的仪表完成，主要通过环回的方式完成误码率测试。该方法是由测试仪表信号转换为被测网络协议格式，再主动发送被测数据给被测网络，测试信号经过被测网络通信后，环回给测试仪表，由仪器仪表计算出误码率BER测试。该方法的优点是：由于BER计算由测试仪表完成，不给被测网络带来负担，测试比较干净。

但也存在缺点：仅能测试网络单环误码率，不具有体现双环网络整体误码率测试配置，而且测试信号协议转换复杂；例如：网络分析仪等仪表测试通信网络情况。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种双环网络误码率测试方法和装置，解决现有技术没有公开能够实现双环网络误码率测试方法的技术方案。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

一方面，提供一种双环网络误码率测试方法，所述测试方法通过计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号，其特征在于，该方法包括：

获取所述计算机产生的所述原测试用始数据包、测试开始或者结束信号，并保存所述原始数据；

如果获取到的是测试开始信号，将所述原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，所述至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；

所述原始数据包在所述逆向双环网络中，分别沿着两个不同的方向依次经过所述至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；

接收所述目标测试数据包，并根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，判断所述逆向双环网络的误码率。

进一步地，所述原始测试数据包包括一种或者多种网络通信协议对应的数据内容。

进一步地，所述所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的步骤中，包括：根据预设的误码率真值表，根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，在所述误码率真值表中查找对应的误码原因，并将所述误码原因显示出来。

进一步地，判断所述逆向双环网络的误码率的步骤中，包括：判断所述目标测试数据包与所述原始测试数据包之间数据区别，当除了对应位置字节数据不一致外，其他数据都相同，则传输错误字节数等于字节数据不一致总数；当包标签或者报文序列号丢失时，则传输错误字节数等于所述丢失包字节总长度；当包长度校验数不一致，则传输错误字节数等于包字节总长度。

进一步地，将所述原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点和接收所述目标测试数据包都是由FPGA单元完成。

另一方面，本发明还提供一种双环网络误码率测试装置，所述测试装置与计算机连接，并且所述计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号；其特征在于，所述装置包括：

参数数据获取模块，用于获取所述原始测试数据包和测试开始或者结束信号，并将所述原始数据包、测试开始或者结束信号存储至所述测试装置的本地数据缓存区；

参数处理模块，如果所述参数数据获取模块接收到测试开始信号后，将所述原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，所述至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；

并且在所述原始数据包在所述逆向双环网络中，所述参数处理模块分别沿着两个不同的方向依次经过所述至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；

判断处理模块，所述判断处理模块，用于接收所述目标测试数据包，并根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，判断所述逆向双环网络的误码率。

进一步地，所述测试装置中预设有误码率真值表，根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，在所述误码率真值表中查找对应的误码原因，并将所述误码原因显示出来。

进一步地，所述判断处理模块判断所述目标测试数据包与所述原始测试数据包之间数据区别之后，进一步分析：当除了对应位置字节数据不一致外，其他数据都相同，则传输错误字节数等于字节数据不一致总数；当包标签或者报文序列号丢失时，则传输错误字节数等于所述丢失包字节总长度；当包长度校验数不一致，则传输错误字节数等于包字节总长度。

进一步地，所述参数处理模块和所述判断处理模块集成在所述测试装置内的FPGA单元。

采用本发明实施例提供的上述技术方案，可以至少获得以下有益效果中的一种：

1、提供了一种能够解决双环网络误码率的测试方法和测试装置；

2、采用本发明提供的测试方法和测试装置中，能够通过配置界面，方便、简化用户配置一种或者多种网络协议，不需要复杂的脚本程序，便于普通技术人能够直接进行测试；

3、通过提前将可能出现的误码率和错误原因设计成误码率真值表，方便用户测试装置能够快速查找对应的误码原因。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种双环网络误码率测试方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的一种双环网络误码率测试装置和通信结点、计算机之间的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率测试方法的流程图；

图4为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率测试装置的结构框图；

图5为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率测试方法中测试信号的导向图；

图6为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率测试装置中测试装置数据映射区的结构图；

图7为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率测试装置与网络通信结点通信的示意图；

图8为本发明实施例二提供的一种双环网络误码率误码率判断处理的示意图；

图9为本发明实施例二提供的一种误码率真值表的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制器可执行指令的控制系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。并且需要说明的是，下文中具体实施方案中的误码率仅限于组态原始测试数据包及目标测试数据包，其他不予考虑，比如板卡硬件之间MAC连接监测数据交互等；由于本发明实施例中提供的误码率测试方法中，两个方向的误码率互补干扰，下文中提到的双环网络，尤其适用于逆向双环网络。

下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种双环网络误码率测试方法，该测试方法通过计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号，该方法包括：

S101、参数数据获取：获取计算机产生的测试用原始测试数据包(STDP)、测试开始或者结束信号，并按照将原始测试数据包(STDP)、测试开始或者结束信号打包存储至本地数据缓存区；其中，测试开始或者结束信号为开关数字信号，所以简称DI信号；

S102、参数处理：如果获取到的是测试开始信号，将原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；

并且上述原始数据包在逆向双环网络中，分别沿着两个不同的方向依次经过至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；

更具体地，如果计算机产生的是原始测试数据包(STDP)、测试开始，则将测试数据发送至被测的逆向双环网络，假若该逆向双环网络至少包括第一网络结点和第二网络结点，则分别沿着第一方向依此将原始测试数据包(STDP)发送至第一网络结点、第二网络结点，并沿着与第一方向相反的第二方向依次将原始测试数据包(STDP)发送至第二网络结点、第一网络结点；并且在第一方向上第二网络结点运行的结果和在第二方向上第一网络结点运行的结果组合为目标测试数据包；如果计算机产生的是原始测试数据包(STDP)、测试结束，则停止测试；

S103、判断处理：接收目标测试数据包，并根据原始测试数据包和目标测试数据包对比的结果，即比较两个数据中的数据内容是否一致，如果不一致，判断出不一致的内容；并判断逆向双环网络的误码率；

S104、结果反馈：将步骤S103中判断的结果以用户能够知晓的方式反馈出来。

如图2所示，本实施例还提供一种双环网络误码率测试装置200，其中，本实施例中提及的计算机可以是与测试装置200相连的外部装置，还可以是属于集成在测试装置200内部的装置；该测试装置200包括：

参数数据获取模块201用于获取原始测试数据包和测试开始或者结束信号，并将原始数据包、测试开始或者结束信号存储至测试装置的本地数据缓存区202；其中，测试开始或者结束信号为开关数字信号，所以简称DI信号；

参数处理模块203，如果参数数据获取模块接收到测试开始信号后，将原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；

并且在原始数据包在逆向双环网络中，参数处理模块分别沿着两个不同的方向依次经过至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；

判断处理模块204，判断处理模块，用于接收目标测试数据包，并根据原始测试数据包和目标测试数据包对比的结果，即比较两个数据中的数据内容是否一致，如果不一致，判断出不一致的内容；并判断逆向双环网络的误码率；

结果反馈模块205：将判断处理模块204判断的结果以用户能够知晓的方式反馈出来。

因此，本实施例提供了一种能够解决双环网络误码率的测试方法和测试装置。

实施例二

实施例二在实施例一的基础上进一步优化双环网络误码率的测试方法和测试装置。

如图3所示，实施例二提供的双环网络误码率测试方法包括：

S300、开始：开始网络误码率的测试；

S301、预设参数：在计算机的配置界面上输入原始测试数据包和测试开始或者结束信号；并且原始测试数据包包括一种或者多种网络通信协议对应的数据内容；其中，测试开始或者结束信号为开关数字信号，所以简称DI信号；

更具体地，如图4、图5所示，与测试装置连接的PC(计算机)包括输入键盘和显示屏；并且PC安装由C++技术实现操作配置界面，底层驱动由C技术实现；用户能够通过操作界面实现配置原始测试数据包(STDP)，控制测试装置开始或者结束的DI信号，显示整环误码率结果等功能。而且通过在操作配置界面手动输入原始测试数据包STDP和DI信号，并由底层驱动连接测试装置UDP(全称User Datagram Protocol，用户数据报协议)接口在线传输。

S302、参数数据获取：获取原始测试数据包(STDP)和测试开始或者结束信号，并按照将原始测试数据包(STDP)和测试开始或者结束信号打包存储至本地数据缓存区；

更具体地，如图4、图6所示，测试装置接收操作配置界面下行的原始测试数据包STDP和DI信号，并按照包标签及报文序号等信息存入本地数据缓存区相应位置。

S303、参数处理：如果获取到的是测试开始信号，将原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；并且上述原始数据包在逆向双环网络中，分别沿着两个不同的方向依次经过至少两个相邻的网络结点后，生成目标测试数据包；

如果计算机产生的是原始测试数据包(STDP)、测试开始，则将测试数据发送至被测的逆向双环网络，假若该逆向双环网络至少包括第一网络结点和第二网络结点，则分别沿着第一方向依此将原始测试数据包(STDP)发送至第一网络结点、第二网络结点，并沿着与第一方向相反的第二方向依次将原始测试数据包(STDP)发送至第二网络结点、第一网络结点；并且在第一方向上第二网络结点运行的结果和在第二方向上第一网络结点运行的结果组合为目标测试数据包；

更具体地，如图4、图7所示，测试装置中的通信管理模块运用现场可编程门阵列(简称FPGA)技术实现上环操作(指把本站的帧发送到环上)、过环操作(指站把接收到的帧继续发送给下一个相邻的站)及下环操作(指把接收到的帧更新到本站)，其中测试装置仅涉及上环和下环操作逻辑处理。而且测试装置接收测试启动DI信号后，通过通信管理模块把原始测试数据包(简称STDP)信号发送到被测网络相邻结点，被测网络结点按照通信管理机制依次转发，测试装置接收最终的目标测试数据包(简称RTDP)信号存入相应缓存地址。

S304、判断处理：根据原始测试数据包和目标测试数据包对比的结果，即比较两个数据中的数据内容是否一致，如果不一致，判断出不一致的内容；并判断逆向双环网络的误码率；

更具体地，如图4、图8所示，测试装置中的事务处理模块运用FPGA技术对原始测试数据包(STDP)和接收的目标测试数据包(RTDP)按照以下规则对比分析求出单环误码率(BER1、BER2)。优选地，判断逆向双环网络的误码率的规格包括：

判断目标测试数据包与原始测试数据包之间数据区别：

1)、当除了对应位置字节数据不一致外，其他数据都相同，则传输错误字节数等于字节数据不一致总数；

2)、当包标签或者报文序列号丢失时，则传输错误字节数等于丢失包字节总长度；

3)、当包长度校验数不一致，则传输错误字节数等于包字节总长度。

如图9所示，优选地，测试装置中预设有误码率真值表，根据原始测试数据包和目标测试数据包对比的结果，在误码率真值表中查找对应的误码原因，并将误码原因显示出来。具体地，测试装置接收结束测试DI信号后，操作配置界面对接收的BER1和BER2值按照误码率真值表进行分析处理(C++或其他技术实现)，双环网络误码率真值表及相应的处理机制详见图9。

S305、结果反馈：将步骤S103中判断的结果以用户能够知晓的方式反馈出来；

S306、结束：结束本次网络误码率的测试。

如图4所示，本实施例提供的双环网络误码率测试装置400设置有：

参数数据获取模块，用于从计算机402通过网络获取原始测试数据包和测试开始或者结束信号，并将原始测试数据包和测试开始或者结束信号存储至测试装置400本地数据缓存区；

参数处理模块，当测试装置400接收到测试启动信号后，参数处理模块通过通信管理模块将原始测试数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，并且至少两个相邻网络结点之间构成逆向双环网络；被测网络按照通信管理机制，在双环网络中依次转发原始测试数据，然后将两个不同方向数据传输环的目标测试数据包分别反馈至测试装置；

判断处理模块，根据从计算机402中获取原始测试数据包和测试装置400测试后得到的目标测试数据包对比的结果，即比较两个数据中的数据内容是否一致，如果不一致，判断出不一致的内容；并判断逆向双环网络的误码率；

结果反馈模块：将判断处理模块判断的结果以用户能够知晓的方式反馈给计算机402。

并且本实施实例提供的测试装置还设置有预设参数处理模块，其与计算机402相连；并且预设参数处理模块包括用于输入原始测试数据包和测试开始或者结束信号的配置界面；并且原始测试数据包包括一种或者多种网络通信协议对应的数据内容。

需要说明的是，本实施例提供的预设参数处理模块不仅可以属于试验装置400，还可以设置成属于计算机400的一部分，例如下文中图5将以预设参数处理模块属于计算机的一部分进行描述；对于本领域普通技术人员而言，应当理解预设参数处理模块主要是方便用户配置原始测试数据包和测试开始或者结束信号，不论它属于计算机或者试验装置，其操作方式和功能都相同或者类似。

优选地，参数处理模块和判断处理模块集成在测试装置内的FPGA单元；即通信管理模块将原始测试数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点，目标测试数据包分别反馈至测试装置，判断逆向双环网络的误码率；都是由测试装置内的FPGA单元完成。

其中，图4中，“〇”405、406、407表示东向端口，“□”408、409、420表示西向端口，由“〇”连接成第一方向通信线路，由“□”连接成第二方向通信线路，403、404分别表示第一通信结点、第二通信结点；并且测试装置400上还设置有模拟通信结点的功能模块(通信管理模块)，具体地，如图5、图7所示：用户首先在图5中的预设参数处理模块510在设置界面上配置原始报文本地缓存，然后通过网络将原始测试数据包(STDP)和测试开始或者结束信号(DI)发送至测试装置的UDP接口；测试装置先将数据保存在测试装置的数据本次缓存区内，图7在图5的基础上对数据区域进一步细化，不同的地址可以分别按照预定的顺序分别存储至区域1、区域2……，而且区域的在UDP接收到原始测试数据包中就已经包含应用数据对应的存储映射表；然后测试装置中的通信管理模块521将原始数据包分别沿着第一方向，将数据分别发送至第一通信结点530中的通信管理模块531(对应图4中的407)、第二通信结点540中的通信管理模块541(对应图4中的406)，最后再将第一方向的数据将得到的数据通过第二通信结点540中的通信管理模块541将测试结果反馈给测试装置中的通信管理模块521(对应图4中的406)；并且测试装置中的通信管理模块521还可以将原始数据包分别沿着第二方向，将数据分别发送至第二通信结点540中的通信管理模块531(对应图4中的409)，第二通信结点540中的通信管理模块541(对应图4中的408)，最后再将第一方向的数据将得到的数据通过第二通信结点540中的通信管理模块541将测试结果反馈给测试装置中的通信管理模块521(对应图4中的410)，其中对于数据通过网络传输的方式，如图7所示，在测试装置和通信接点中的所有的通信管理模块都是通过PHY(物理层)来实现数据的链路的；测试装置收到反馈的数据后，测试装置中的事务处理模块，运用FPGA技术对原始测试数据包STDP和接收的目标测试数据包进行对比计算网络误码率。

因此，采用实施例二提供的技术方案中，可以进一步有以下有益效果中的至少一种：

1、化用户配置一种或者多种网络协议，不需要复杂的脚本程序，便于普通技术人能够直接进行测试；

2、通过提前将可能出现的误码率和错误原因设计成误码率真值表，方便用户测试装置能够快速查找对应的误码原因。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。

Claims

1.一种双环网络误码率测试方法，所述测试方法通过计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始测试数据包包括一种或者多种网络通信协议对应的数据内容。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的步骤中，包括：根据预设的误码率真值表，根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，在所述误码率真值表中查找对应的误码原因，并将所述误码原因显示出来。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述逆向双环网络的误码率的步骤中，包括：判断所述目标测试数据包与所述原始测试数据包之间数据区别，当除了对应位置字节数据不一致外，其他数据都相同，则传输错误字节数等于字节数据不一致总数；当包标签或者报文序列号丢失时，则传输错误字节数等于所述丢失包字节总长度；当包长度校验数不一致，则传输错误字节数等于包字节总长度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述原始数据包发送至被测网络相邻的至少两个相邻的网络结点和接收所述目标测试数据包都是由FPGA单元完成。

6.一种双环网络误码率测试装置，所述测试装置与计算机连接，并且所述计算机产生测试用原始数据包、测试开始或者结束信号；其特征在于，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述原始测试数据包包括一种或者多种网络通信协议对应的数据内容。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测试装置中预设有误码率真值表，根据所述原始测试数据包和所述目标测试数据包对比的结果，在所述误码率真值表中查找对应的误码原因，并将所述误码原因显示出来。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断处理模块判断所述目标测试数据包与所述原始测试数据包之间数据区别之后，进一步分析：当除了对应位置字节数据不一致外，其他数据都相同，则传输错误字节数等于字节数据不一致总数；当包标签或者报文序列号丢失时，则传输错误字节数等于所述丢失包字节总长度；当包长度校验数不一致，则传输错误字节数等于包字节总长度。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参数处理模块和所述判断处理模块集成在所述测试装置内的FPGA单元。