CN108474816A - 用于测试高速有线通信网络的物理层的至少一部分的装置 - Google Patents

用于测试高速有线通信网络的物理层的至少一部分的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种装配在第一构件(O1)上的测试装置(DT)，所述第一构件包括能够在高速有线类型的通信网络(RC)内部与第一通信介质(MC1)连接的通信界面(IC)，所述通信网络在同一介质上双向通信并且包括第二构件(O2)，所述第二构件包括与第一通信介质(MC1)联结的通信界面(IC)。该装置(DT)包括生成部件(MG)，所述生成部件与第一构件(O1)的通信界面(IC)和/或与第一通信介质(MC1)连接，并且配置用于生成测试，所述测试需传输到第一构件(O1)的通信界面(IC)或通过第一通信介质(MC1)传输以引发第一构件(O1)的通信界面(IC)和第一通信介质(MC1)和/或第二构件(O2)的通信界面(IC)的反应。

Description

用于测试高速有线通信网络的物理层的至少一部分的装置
技术领域
本发明涉及在同一介质上双向通信的高速有线通信网络，更确切地涉及这种网络的测试。
背景技术
术语“高速”在此理解为大于或等于大约100Mbits/s的速度。
在前述类型的通信网络中，每个构件包括与有线通信介质(例如电线或光纤)连接的至少一个通信界面。在一些称为的“点对点”的通信网络(例如以太网类型的通信网络)中，每个构件经由通信介质与至少另一构件连接，并且至少其中一些构件包括负责将接收到的消息路由到目标构件的路由部件。因此，每个通信介质仅使两个构件彼此联接。在其它网络(例如CAN(“Controller Area Network(控制器区域网络)”)或LIN(“Local AreaNetwork(局域网)”类型的网络)中，每个构件经由自身的通信界面与公共通信介质(或总线)连接。
如本领域技术人员所知，在高速有线通信网络中，特别是在同一介质上双向通信的通信网络中，特别是当构件难以访问时(例如在运输工具中的情况)，被证实很难甚至不可能轻易地测试物理层(OSI模型(开放式通信系统互联参考模型)中的层1)。尤其是很难甚至不可能确定每个通信道是否确保被分配到的任务。
此处，术语“通信道”理解为确保第一构件与第二构件之间的有线传输的一组物理元件，这些元件是第一构件的通信界面的至少一部分、至少一个有线通信介质、和第二构件的通信界面的至少一部分。
事实上，通信界面的参数设定可能适配不当，或者有线通信介质可能不适配于通过其互连的构件的实际流量或者可能损坏。此外，这些困难随着网络的运行速度增加而增加。
此外，现有的分析装配(示波器和矢量网络分析仪)出于实际原因(不适配或实施起来困难(例如在运输工具中))和功能性原因(例如在物理层处使用“加密”以及在同一且唯一的介质上双向通信，这种双向通信极大地增加了沿每个通信方向的信号的独立测量的复杂性)而不能够在高速网络中分析信号。
当然，最近提出为一些构件装配测试部件，但这些测试部件仅能够非常局部地测试有线通信网络的物理层。例如，这些测试部件仅能够测试在所述构件的通信界面处的模拟信号的一致性。
发明内容
因此本发明的目的尤其在于改善这种情况。
为此本发明提出了一种用于装配在第一构件上的测试装置，所述第一构件包括能够在高速有线类型的通信网络内部与第一通信介质连接的至少一个通信界面，所述通信网络在同一介质上双向通信并且至少包括第二构件，所述第二构件包括(经由第二有线通信介质和公共有线通信介质直接或间接地)与所述第一通信介质联结的至少一个通信界面。
该装置的特征在于其包括生成部件，所述生成部件能够与所述第一构件的通信界面和/或与所述第一通信介质连接，并且配置用于生成测试，所述测试用于传输到所述第一构件的通信界面或通过所述第一通信介质传输以引发所述第一构件的通信界面的至少一部分和至少所述第一通信介质和/或所述第二构件的通信界面的至少一部分对所述测试的反应。
由于本发明，现在可测试在同一介质上双向通信的高速有线通信网络的物理层的至少其中一些通信道。此处术语“通信道”理解为确保第一构件与第二构件之间的有线传输的一组物理元件，这些元件是第一构件的通信界面的至少一部分、至少一个有线通信介质、和第二构件的通信界面的至少一部分。
根据本发明的装置可包括可分开或组合采用的其它特征，尤其是：
-所述装置的生成部件可配置用于生成参数设定文件，所述参数设定文件限定所述测试并且能够引发所述第一构件的通信界面和/或所述第二构件的通信界面的新的参数设定；
-在变型中或作为补充，所述装置的生成部件可配置用于生成波形式(例如电压)，所述波形式限定所述测试并且能够由所述第一通信介质传输；
-所述装置可包括确定部件，所述确定部件配置用于经由所述第一通信介质和/或所述第一构件的通信界面来确定由所述测试引发的所述反应；
所述确定部件可配置用于确定所述波形式的变化，所述变化由于所述波形式从所述生成部件传输而造成，所述变化构成所述反应；
所述装置可包括记录部件，所述记录部件配置用于对应于所述测试的识别码记录经确定的所述反应；
-所述装置可包括确定部件，所述确定部件配置用于经由所述通信介质以及所述第二构件的通信界面来确定由所述测试引发的反应；
-所述装置可包括诊断线路，所述诊断线路能够与外部通信设备联结以便向所述生成部件传输命令，所述命令要求生成选定的测试或限定要生成的测试和/或接收测试结果。
本发明还提供了一种构件，所述构件一方面包括至少一个通信界面，所述至少一个通信界面能够在高速有线类型的通信网络内部与第一通信介质连接，所述通信网络在同一介质上双向通信并且至少包括第二构件，所述第二构件包括与所述第一通信介质或与第二通信介质连接的至少一个通信界面，所述第二通信介质经由公共通信介质与所述第一通信介质联结，以及另一方面包括与所述通信界面和/或与所述第一通信介质连接的至少一个上述类型的测试装置。
本发明还提供了一种高速有线类型的通信网络，所述通信网络在同一介质上双向通信并且包括经由通信介质或经由通过公共通信介质互联的至少两个通信介质彼此联结的至少两个上述类型的构件。
作为示例，这种通信网络能够是以太网类型的。
本发明还提出了一种任选地机动类型的运输工具，所述运输工具包括至少一个上述类型的通信网络。
附图说明
通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在图1上示意性且功能性示出了高速有线通信网络的示例，所述通信网络在同一介质上双向通信并且包括五个构件，所述五个构件中的每个都装配有至少一个根据本发明的测试装置的实施例。
具体实施方式
本发明的目的尤其在于提供一种够装配在构件Oj上的测试装置DT，所述构件是高速有线类型的通信网络RC的一部分，所述通信网络在同一介质上双向通信并且因此包括物理层(OSI模型的层1)。
作为非限制性示例，在下文中认为通信网络RC是“点对点”类型的。所述通信网络例如为以太网。但本发明并不限于该类型的有线通信网络。一般地，本发明涉及在同一介质上双向通信并且适配于在构件之间高速双向传输数据的任何类型的高速有线网络，所述构件每个都包括与有线通信介质(例如电线或光纤)连接的至少一个通信界面。因此，本发明还涉及在同一介质上双向通信并且包括至少一个公共通信介质(或总线)的高速网络(例如10Mbps的10BASE-T以太网或Flex-Ray)，与所述至少一个公共通信介质(或总线)连接的通信介质还各自与构件的通信界面连接。
此外，作为非限制性示例，在下文中认为(有线)通信网络RC用于安装在机动运输工具(例如轿车)中。但本发明不限于该应用。本发明实际上涉及可包括适用于在构件之间双向传输数据的至少一个有线通信网络(因此具有物理层)的任何系统、仪器、设备或建筑物。本发明因此尤其涉及运输工具(无论是陆地、海上(或河上)还是空中类型的)、任选地工业或家用类型的设备、以及建筑物。
图1示意性示出了有线(通信)网络RC的非限制性示例，本例中是点对点类型的。在该示例中，(以太网类型的)网络RC包括五个构件Oj(j＝1至5)。但构件Oj的数量可取任何大于或等于二的值。
每个构件Oj包括与有线类型的通信介质MCk连接的至少一个通信界面IC。在图1上非限制性示出的示例中：
-构件O1(j＝1)包括与第一通信介质MC1(k＝1)连接的唯一通信界面IC，
-构件O2(j＝2)包括分别与第一通信介质MC1和第二通信介质MC2(k＝2)连接的两个通信界面IC。该第二构件O2(j＝2)还包括路由部件MR，所述路由部件与该构件的两个通信界面IC联接并且负责将接收到的数据路由到构件Oj′(j′≠2)，
-构件O3(j＝3)包括分别与第二通信介质MC2、第三通信介质MC3(k＝3)和第四通信介质MC4(k＝4)连接的三个通信界面IC。该第三构件O3(j＝3)还包括路由部件MR，所述路由部件与该构件的三个通信界面IC联接并且负责将接收到的数据路由到构件Oj′(j′≠3)，
-构件O4(j＝4)包括与第三通信介质MC3连接的唯一通信界面IC，以及
-构件O5(j＝5)包括与第四通信介质MC4连接的唯一通信界面IC。
例如，每个构件Oj能够是通信计算机或网关。
注意到，在点对点类型的网络的变型中，所有构件Oj可全部两两串联连接。此外，一些构件Oj可不包括路由部件。
还注意到，当所述网络包括公共通信介质(或总线)时，每个构件经由与该构件的通信界面连接的通信介质与该总线连接。因此，没有任何构件Oj需要路由部件。
如图1上所示，网络RC的至少一个构件Oj在内部装配有至少一个测试装置DT。
根据本发明的测试装置DT至少包括生成部件MG，所述生成部件能够与该测试装置所属的构件Oj的通信界面IC连接和/或与和构件Oj的该通信界面IC连接的通信介质MCk连接。
注意到，在图1上非限制性示出的示例中，测试装置DT在内部与每个构件Oj的每个通信界面IC相关联。但这不是必须的。实际上，网络RC的至少其中一个构件Oj可装配有测试装置DT，并且当构件Oj包括多个通信界面IC时，至少其中一个通信界面IC可与测试装置DT相关联。
还注意到，在图1上非限制性示出的示例中，每个测试装置DT不仅与该测试装置所属的构件Oj的通信界面IC连接，还与和构件Oj的该通信界面连接的通信介质MCk连接。但这不是必须的。事实上，至少其中一个测试装置DT可仅与该测试装置所属的构件Oj的通信界面IC连接，或仅与和该测试装置所属的构件Oj的通信界面IC连接的通信介质MCk连接。
第一构件Oj的生成部件MG配置用于生成用于测试，所述测试用于传输到该第一构件Oj的通信界面IC或由与该第一构件Oj连接的第一通信介质MCk传输。理解到，传输模式取决于所考虑的测试装置DT与通信界面IC和/或通信介质MC的连接。
每个生成的测试用于引发第一构件Oj的通信界面IC的至少一部分和与该第一构件Oj连接的至少第一通信介质MCk和/或网络RC的第二构件Oj′(j′≠j)的通信界面IC的至少一部分对该测试的反应。例如，在存在涉及通信介质切断的故障的情况下，网络RC的第二构件Oj′(j′≠j)的通信界面IC不能被测试信号访问，根据本发明的装置DC的一些变型可检测到这种情况。
换句话说，由第一构件Oj的测试装置DT生成的测试可尤其用于引发：
-第一部件Oj的通信界面IC的至少一部分、与该第一部件Oj连接的第一通信介质MCk、以及网络RC的第二构件Oj′的通信界面IC的至少一部分的反应，或
-第一构件Oj的通信界面IC的至少一部分、与该第一构件Oj连接的第一通信介质MCk、网络RC的第二构件Oj′的通信界面IC的至少一部分、以及任选地与该第二构件Oj′连接的第二通信介质MCk′的反应，或
-网络RC的第二构件Oj′的通信界面IC的至少一部分以及任选地与该第二构件Oj′连接的第二通信介质MCk′的反应。
由于由测试装置DT生成的测试，无论是在网络RC的设计阶段还是在实施阶段，或者当网络RC完全安装在系统(例如运输工具)中时，测试网络RC的物理层的至少其中一些通信道变得可能。因此，网络RC的测试可在实验室(例如工厂)、售后服务处或任何地方(例如在缺陷或故障之后的分析环境中)进行。
注意到，此处“通信道”理解为确保第一构件与第二构件之间的有线传输的一组物理元件，这些元件是第一构件的通信界面的至少一部分、至少一个有线通信介质、和第二构件的通信界面的至少一部分。
例如，第一构件Oj的测试装置DT的生成部件MG可配置用于生成参数设定文件，所述参数设定文件限定测试并且能够引发该第一构件Oj的通信界面IC或网络RC的第二构件Oj′的通信界面IC的新的参数设定。理解到，使用由参数设定文件重新设定参数的通信界面IC将引发新的反应，所述新的反应将能够被观察到并因此能够被分析。
还例如，第一构件Oj的测试装置DT的生成部件MG可配置用于生成波形式(例如电压)，所述波形式限定测试并且能够通过与该第一构件Oj连接的第一通信介质MCk传输。理解到，使用第一通信介质MCk来传输波形式将引发反应(例如该波形式的改变)，这将能够被观察到并因此能够被分析。
生成部件MG可实施成电路(或“硬件”)形式或电路与软件(或信息或“software”)模块(例如信号的数字处理模块)组合的形式。
如非限制性所示，注意到，第一构件Oj的测试装置DT还可有利地包括确定部件MD，所述确定部件配置用于经由该第一构件Oj的第一通信介质MCk和/或该第一构件Oj的通信界面IC来确定由测试引发的反应。
为此，构件Oj的测试装置DT的确定部件MD例如可配置用于确定测试波形式的变化，该变化由于该波形式从生成部件MG传输而造成。该变化于是构成对所生成的测试的反应。
重要的是注意到，在多个构件Oj中存在测试装置DT的情况下，能够利用第一构件Oj的测试装置DT来生成测试并且利用至少另一构件Oj′(j′≠j)的测试装置DT的确定部件MD来确定由该测试引发的反应。但还能够利用第一构件Oj的测试装置DT来生成测试并且利用该同一测试装置DT的确定部件MD来确定由该测试引发的反应。
确定部件MD可实施成电路形式或电路与软件模块(例如信号的数字处理模块)组合的形式。
如非限制性所示，还注意到，测试装置DT还可包括记录部件ME，所述记录部件配置用于在生成测试之后记录经确定的反应(例如对应于该测试的识别码)。该选项尤其用于能够获取记录在记录部件ME中的反应以进行分析，如下文所述。
例如，这些记录部件ME可配置成任选地软件类型的存储器的形式(例如带有事件计数)。
如非限制性地所示，还注意到，测试装置DT还可包括诊断线路LD，所述诊断线路能够与部通信设备EC联结以便向生成部件MG传输命令，所述命令请求生成选定的测试或限定由该通信设备EC提供的要生成的测试和/或接收测试结果。
该通信设备EC包括人机界面和显示屏EA。所述通信设备例如可为固定或便携式计算机、或通信平板电脑、又或专用于诊断的设备。
例如，通信设备EC的使用者可在存储列表中选择测试，所述测试涉及网络RC的物理层的至少一个要测试的元件，并且所述使用者可触发将该选定的测试向网络RC的测试装置DT指示的命令的传输，所述测试装置负责生成该选定的测试并且/或者确定对该选定的测试的反应。在变型中，通信设备EC的使用者可在存储列表中选择或自己限定要生成的测试的定义，所述要生成的测试涉及网络RC的物理层的至少一个待测试元件，并且所述使用者可触发将该测试定义向网络RC的测试装置DT传输，所述测试装置负责生成该测试或确定对该测试的反应。
当测试装置DT还包括确定部件MD和/或记录部件ME时，所述测试装置的可能的诊断线路LD还可使通信设备EC的使用者能够利用该通信设备EC获取在实施测试后确定并且任选地经记录(或经存储)的反应以在EA屏幕上进行分析。
理解到，反应的存储实际上能够使使用者在期望时分析该反应(即使时长过短)，从而使使用者能够进行实时分析。
还注意到，在图1上非限制性示出的示例中，每个测试装置DT都包括诊断线路LD。但这不是必须的。实际上，至少其中一个测试装置DT可不包括诊断线路LD。在该情况下，每个构件Oj可包括例如带有按钮或专用输入的测试触发装置，以及例如带有显示或专用输出的分析装置。在变型中，每个构件Oj可配置用于在一些特定阶段中(例如在运输工具通电之后)触发一个或多个测试。
还注意到，在图1上非限制性示出的示例中，所有诊断线路LD经由线缆与能够和通信设备EC连接的主诊断线路LPD连接。这是非常有利的，因为这避免了必须使通信设备EC与具有需介入测试(用于生成测试和/或确定反应)的测试装置DT的每个构件Oj连接。例如，在运输工具的情况下，该主诊断线路LPD可包括在(规定或非规定的)诊断插座位置处的端部。
还注意到，测试可在网络RC的特定运行模式(称为“测试模式”)中执行，在该特定运行模式期间，构件Oj之间的功能性通信中断或不完全(例如单向)。这种情况可尤其发生在调试阶段或网络RC的每次启动或重新启动时。
但是还可考虑在其它阶段(例如在实施整个运输工具的电磁兼容性测量时)触发测试模式。这种触发例如可经由诊断线路LD或借助于经由网络RC传输到所涉及的每个构件Oj的功能性消息来进行。
还注意到，每个测试的结果(经确定的反应)可任选地在内部被自动使用，以例如自动改进通信界面IC的参数设定。
此外，可任选地由网络RC的至少其中一个构件Oj来执行测试结果(经确定的反应)的原始数据的处理。这些处理例如能够是统计类型的或与日期(时间戳)有关的。
本发明有利地能够以精确的方式测试在同一介质上双向通信的高速有线通信网络的物理层。本发明因此被证实在(尤其是运输工具的)开发(或设计)、调试和修理阶段特别有用。这能够尤其在重要使用时(例如在运输工具自主运行的情况下)导致有线通信网络的运行安全性的显著改进。

Claims (10)

1.一种用于第一构件(Oj)的测试装置(DT)，所述第一构件包括能够在高速有线类型的通信网络(RC)内部与第一通信介质(MCk)连接的至少一个通信界面(IC)，所述通信网络在同一介质上双向通信并且至少包括第二构件(Oj′)，所述第二构件包括与所述第一通信介质(MCk)联结的至少一个通信界面(IC)，其特征在于，所述测试装置包括生成部件(MG)，所述生成部件能够与所述通信界面(IC)和/或与所述第一通信介质(MCk)连接，并且配置用于生成测试，所述测试用于传输到所述第一构件(Oj)的通信界面(IC)或通过所述第一通信介质(MCk)传输以引发所述第一构件(Oj)的通信界面(IC)的至少一部分和至少所述第一通信介质(MCk)和/或所述第二构件(Oj′)的通信界面(IC)的至少一部分对所述测试的反应。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述生成部件(MG)配置用于生成参数设定文件，所述参数设定文件限定所述测试并且能够引发所述第一构件(Oj)的通信界面(IC)和/或所述第二构件(Oj′)的通信界面(IC)的新的参数设定。
3.根据权利要求1或2所述的测试装置，其特征在于，所述生成部件(MG)配置用于生成波形式，所述波形式限定所述测试并且能够由所述第一通信介质(MCk)传输。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括确定部件(MD)，所述确定部件配置用于经由所述第一通信介质(MCk)和/或所述第一构件(Oj)的通信界面(IC)来确定由所述测试引发的所述反应。
5.根据权利要求3和4的组合所述的测试装置，其特征在于，所述确定部件(MD)配置用于确定所述波形式的变化，所述变化由于所述波形式从所述生成部件(MG)传输而造成，所述变化构成所述反应。
6.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括记录部件(ME)，所述记录部件配置用于对应于所述测试的识别码记录经确定的所述反应。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括诊断线路(LD)，所述诊断线路能够与外部通信设备(EC)联结以便向所述生成部件(MG)传输命令，所述命令要求生成选定的测试或限定要生成的测试和/或接收测试结果。
8.一种包括至少一个通信界面(IC)的构件(Oj)，所述至少一个通信界面能够在高速有线类型的通信网络(RC)内部与第一通信介质(MCk)连接，所述通信网络在同一介质上双向通信并且至少包括另一构件(Oj′)，所述另一构件包括与所述第一通信介质(MCk)联结的至少一个通信界面(IC)，其特征在于，所述构件还包括与所述构件(Oj)的通信界面(IC)和/或与所述第一通信介质(MCk)连接的至少一个根据上述权利要求中任一项所述的测试装置(DT)。
9.一种高速有线类型的通信网络(RC)，所述通信网络在同一介质上双向通信，其特征在于，所述通信网络包括经由至少一个通信介质(MCk)彼此联结的至少两个根据权利要求8所述的构件(Oj)。
10.一种运输工具，其特征在于，所述运输工具包括至少一个根据权利要求9所述的通信网络(RC)。
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