CN114070493A - 数字用户线设备的自动测试装置及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字用户线设备的自动测试装置及应用方法，包括：调整测试参数的外部终端；与外部终端通信连接的综合控制单元；基于综合控制单元调整两个相连第一被测模块、第二被测模块之间线缆长度的换线单元，其配置为包括：与综合控制单元相配合的控制电路；与两个被测模块相配合的多段线缆；将多段线缆连通的多个继电器；其中，所述控制电路与各个继电器连通。本发明提供一种数字用户线设备的自动测试装置及应用方法，使得其在测试时可根据实际使用情况选择进入不同模型，测试完成后将测试结果汇总成测试文档，省去了设备配置、线缆更改、误码测试、测试记录和文档汇总等时间，大幅度提高了工作效率，降低了测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信设备的测量、测试领域。更具体地说，本发明涉及一种用在数字用户线设备误码性能测试的自动测试装置和方法。
背景技术
数字用户线技术是一种通过双绞线进行数据传输的高速传输技术。数字用户线可提供多种传输速率，以满足不同用户的需求。传统的数字用户线测试系统主要包括被测模块、测试仪器和双绞线缆。其原理框图见图8。
数字用户线设备有多种可配置速率，每种速率对应一种传输距离，速率越高传输距离越短，速率越低传输距离越远。最大通信距离下的误码性能是考核数字用户线设备的主要指标，为了检验设备的功能性能，需要对设备每个速率下最大通信距离的误码性能进行测试，测试完成后还需要填写测试记录。
现在的测试方式存在以下不足：
a、测试过程中改变被测设备的状态，更改测试线缆距离，等待同步时间花费较长时间，几乎占据测试时间的一半。
b、每一个测试平台需要一个专人值守，耗费人力资源。
c、在测试过程中需要不停的更换距离，不同距离间通过鳄鱼夹或连线器相连，多次更换线缆距离会使鳄鱼夹与线缆间部分芯线断开，导致接触不良，使线缆接触不可靠，其结果不仅损坏线缆还降低了测试效率。
d、测试数据量大，纸质文档不便于保存，以及后期分析。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种数字用户线设备的自动测试装置，包括：
调整测试参数的外部终端；
与外部终端通信连接的综合控制单元；
基于综合控制单元调整两个相连第一被测模块、第二被测模块之间线缆长度的换线单元，其配置为包括：
与综合控制单元相配合的控制电路；
与两个被测模块相配合的多段线缆；
将多段线缆连通的多个继电器；
其中，所述控制电路与各个继电器连通；
各被测模块与最外端的继电器开关的闭合侧连接，相邻继电器的开关闭合侧之间通过相配合的连接线连通；
各段线缆一端被配置为与继电器的闭合端连通，另一端被配置为与开关的接入侧连通。
优选的是，所述综合控制单元被配置为包括：
与外部交流或直流电源连接，以直流稳压工作电源给各模块的电源模块；
基于外部终端命令控制对各模块完成测试工作的控制模块，其通过通信模块与外部终端设备进行通信连接；
为通信模块、控制模块提供工作时钟的时钟模块；
基于控制模块的命令向第一被测模块发送相应测试数据的码型发生模块；
通过与第一被测模块连通的第二被测模块接收数据的码型接收模块。
优选的是，所述时钟模块被配置为包括晶振以及与其相配合的第一FPGA；
通信模块被配置为包括接口转换芯片以及与其相配合的协议解析机构；
控制模块被配置为包括具有CPU内核的第二FPGA；
码型发生模块被配置为包括相配合的时钟电路、伪随机码产生器。
一种应用自动测试数字用户线设备装置的方法，包括：
步骤一，将被测模块与外部终端、综合控制单元进行连通；
步骤二，通过外部终端对被测模块主从、速率、距离和测试时间进行选择；
步骤三，综合控制单元基于外部终端的选择配置被测模块的主从和速率，并基于配置的速率控制换线单元选择对应的线缆长度开始测试；
步骤四，综合控制单元在测试时间达到上限后，认定一个速率测试完成，综合控制单元选择下一个速率进行测试，直到选择的速率全部完成测试；
步骤五，综合控制单元将测试结果发给外部终端，以便于外部终端将数据解析后形成对应测试报告。
优选的是，在步骤二中，在外部终端的数据库中，存储有与被测模块测试主从、速率、距离和测试相对应的模板集。
优选的是，在步骤三中，所述综合控制单元基于控制电路控制各继电器的通断状态，以确定有几段线缆在被测模块之间处于连通状，以匹配对应的线缆长度；
其中，每段线缆的长度控制在0.5km。
优选的是，在步骤五中，一个速率的测试过程被配置为包括：
S1,在被测模块同步后，将同步信息上报综合控制单元，综合控制单元通知码型发生器发送伪随机码；
S2，码型接收器基于相连通的两个被测模块接收码型发生器发送的伪随机码，并将收到的伪随机码进行解析后送入综合控制单元，同时开启计时功能；
S3,当计时器的时间达到选择模板所规定的测试时间，认定当前速率测试完成，综合控制单元对收发数据和测试时间进行分析、计算得出相应的误码率，并将测试结果存入寄存器。
本发明至少包括以下有益效果：本发明为提升效率，减少工人的工作量，提出一种自动测试装置，描述了该装置的设计应用方法，包括：电源系统设计、自动误码测试设计和自动换线设计。采用该方法的自动测试装置可根据实际使用情况选择进入不同模型，测试完成后将测试结果汇总成测试文档，省去了设备配置、线缆更改、误码测试、测试记录和文档汇总等时间，大幅度提高了工作效率，降低了测试成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明自动测试装置系统框图；
图2为本发明自动测试装置原理框图；
图3为本发明换线单元的线缆调整原理框图；
图4为本发明通信模块原理框图；
图5为本发明综合控制单元的原理框图；
图6为本发明码型发生的原理框图；
图7为本发明外部终端上软件运行的流程图；
图8为现有技术对数据用户线设备测试的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1-3示出了根据本发明的一种数字用户线设备的自动测试装置的实现形式，其中包括：
调整测试参数的外部终端1,如网管PC机，其作用在于通过网管机上的软件设置测试参数，在具体应用于自动测试装置的软件流程图7所示；
与外部终端通信连接的综合控制单元2；
基于综合控制单元调整两个相连第一被测模块3、第二被测模块4之间线缆长度的换线单元5，被测模块是用于数字用户线(Digital Subscriber line，DSL)技术的各种模块化设备，换线单元根据综合计算控制模块的命令，调整线缆距离，其配置为包括：
与综合控制单元相配合的控制电路6，其用于控制各继电器的通断状态；
与两个被测模块相配合的多段线缆7，实际应用时将每500米线缆设置为一段，各段线缆均为双绞铜线8；
将多段线缆连通的多个继电器9，其用于配合控制线缆是否连入两个被测的模块之间，以增加或减小测试线缆的长度；
其中，所述控制电路与各个继电器连通；
各被测模块与最外端的继电器开关的闭合侧10连接，相邻继电器的开关闭合侧之间通过相配合的连接线连通；
各段线缆一端被配置为与继电器的闭合端11连通，另一端被配置为与开关的接入侧12连通，线缆长度调整的换线单元主要由线缆、继电器和继电器的控制电路组成，原理框图详见图3所示，实际应用时将每500米线缆一组连接至继电器，综合(计算)控制单元根据测试模板中的传输速率得出相应的距离，然后控制相应的继电器动作，来改变线缆的距离，继电器的接触电阻较小，使用寿命较长，价格便宜，维修方便，不用人工接线，减小其线缆长度更改时频繁连接、断开，造成的线缆间部分芯线断开的问题，提升测试效率。
如图2，在另一种实例中，所述综合控制单元被配置为包括：
与外部交流或直流电源连接，以直流稳压工作电源给各模块的电源模块13，外部电源采用交流或直流供电，电源系统处理后产生各个模块的直流稳压工作电源；
基于外部终端命令控制对各模块完成测试工作的控制模块14，其通过通信模块15与外部终端设备进行通信连接，通信模块提供RS232、USB或以太网口，实现自动测试装置与网管PC机的通信，控制模块将网管PC机收到的命令信息进行解析，根据命令信息开启相应的模块，并开展工作，将测试结果上报PC机；
为通信模块、控制模块提供工作时钟的时钟模块16，为自动测试装置各个模块提供稳定的工作时钟；
基于控制模块的命令向第一被测模块发送相应测试数据的码型发生模块17，其根据综合计算控制模块的命令，向被测模块1发送相应的测试数据；
通过与第一被测模块连通的第二被测模块接收数据的码型接收模块18，接收被测模块2收到的数据，而在实际工作中，综合控制单元对外提供电源接口、管理接口等。
如图4、6，在另一种实例中，电源系统由交流电源系统和直流电源系统组成。交流电源系统将外部输入的交流电源通过整流器、稳压器等装换成直流电源。直流电源系统将外部输入的直流电源或交流电源系统转换出的直流电源，通过高转换效率的DC-DC芯片，最终转换成各模块需要的直流稳压电源；
所述时钟模块被配置为包括晶振(未示出)以及与其相配合的第一FPGA(未示出)，时钟主要由晶振和FPGA组成。晶振给FPGA提供一个系统时钟，再由FPGA内部的数字锁相环和分频模块，为其它单元提供工作所需的时钟，这种方式可以最低限度减少晶振使用的数量，从而降低成本和功耗；
通信模块被配置为包括接口转换芯片19以及与其相配合的协议解析机构20；通信单元主要由接口转换芯片和协议解析组成，框图见图4。网管PC机通过接口转换芯片与RS232接口、USB接口或以太网接口与自动测试装置进行物理连接，网管PC机通过网管软件将命令发送给协议解析单元后，协议单元获取相应的命令后发送给综合控制计算单元，同时它将综合计算单元测试的结果，传送给网管PC机，实现网管PC机与综合计算控制单元的通信；
控制模块被配置为包括具有CPU内核的第二FPGA(未示出)，综合计算控制单元采用具有CPU内核的FPGA实现，将CPU与FPGA合并从而降低成本、功耗。综合计算控制单元主要由测试模板分配、被测模块状态监测、测试数据分析、测试结果上报等模块组成，内部应用框图详见图5，在实际应用过程中，测试模板分配单元根据收到的网管PC机命令，分配对应的传输速率、传输距离和测试的时间等，被测模块状态监测单元主要监测被测试模块的电压是否正常、传输速率是否正确、是否同步等信息，当以上均正常时根据测试模板下发相应的参数给码型发生器。测试数据分析将码型发生单元的随机数据和码型接收器收到的随机数据进行比较分析。当一个速率测试完成后，自动进入下一个速率进行测试，当所有速率均测试完成后，将所有测试结果通过通信单元上报网管PC机，并通过状态指示信号点亮指示灯，控制蜂鸣器，告知操作人员测试完成，在实际应用时，本发明的FPGA可以根据系统集成的需要，只设置控制模块中的一个，而时钟模块中与晶振相配合的为其它单元提供工作所需时钟的功能，可以直接由控制模块中的FPGA按功能模块进行划分实现，当然地为了保证模块与模块之间的独立性，也可以如本发明所示的对FPGA进行分别设置；
码型发生模块被配置为包括相配合的时钟电路21、伪随机码产生器22，码型发生模块主要由时钟电路、伪随机码产生器和误码插入组成，框图详见图6。为了使测试情况更加准确模拟实际使用的情况，码型发生器产生一种周期性的近似随机噪声的伪随机序列，使用更加贴近实际使用厂家的方式对信道进行更加全面的测试。误码插入单元可通过手动插入误码使测试更加灵活。码型接收模块将被测试模块2恢复出来的伪随机数据通过采样数据重构，再将重构后的数据送至综合计算控制单元。
一种应用自动测试数字用户线设备装置的方法，包括：
步骤一，将被测模块与外部终端、综合控制单元进行连通,网管PC机上需要相应的网管软件，使用时先要“连接”网管软件，连接成功后，通过网管软件设置测试参数，然后点击“开始”，当测试完成时将测试数据汇总形成测试文档，存入数据库，方便后期数据统计、分析；
步骤二，通过外部终端对被测模块主从、速率、距离和测试时间进行选择，打开PC机的网管软件，选择被测模块选用的主从、速率、距离和测试时间的模板，点击开始，平台进入自动测试模式；
步骤三，综合控制单元基于外部终端的选择配置被测模块的主从和速率，并基于配置的速率控制换线单元选择对应的线缆长度开始测试；
步骤四，综合控制单元在测试时间达到上限后，认定一个速率测试完成，综合控制单元选择下一个速率进行测试，直到选择的速率全部完成测试；
步骤五，综合控制单元将测试结果发给外部终端，以便于外部终端将数据解析后形成对应测试报告，这里的测试结果指保存在寄存器中的每一个速率测试结果的总和；
在步骤二中，在外部终端的数据库中，存储有与被测模块测试主从、速率、距离和测试相对应的模板集；
在步骤三中，所述综合控制单元基于控制电路控制各继电器的通断状态，以确定有几段线缆在被测模块之间处于连通状，以匹配对应的线缆长度；
其中，每段线缆的长度控制在0.5km；
在步骤五中，一个速率的测试过程被配置为包括：
S1,在被测模块同步后，将同步信息上报综合控制单元，综合控制单元通知码型发生器发送伪随机码；
S2，码型接收器基于相连通的两个被测模块接收码型发生器发送的伪随机码，并将收到的伪随机码进行解析后送入综合控制单元，同时开启计时功能；
S3,当计时器的时间达到选择模板所规定的测试时间，认定当前速率测试完成，综合控制单元对收发数据和测试时间进行分析、计算得出相应的误码率，并将测试结果存入寄存器。
通过自动测试装置的应用方法，可根据实际使用情况选择进入不同模型，以与对应的待测模块型号或厂家相匹配，在测试完成后将测试结果汇总成测试文档，省去了设备配置、线缆更改、误码测试、测试记录和文档汇总等时间，大幅度提高了工作效率，降低了测试成本。
以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种数字用户线设备的自动测试装置，其特征在于，包括：
调整测试参数的外部终端；
与外部终端通信连接的综合控制单元；
基于综合控制单元调整两个相连第一被测模块、第二被测模块之间线缆长度的换线单元，其配置为包括：
与综合控制单元相配合的控制电路；
与两个被测模块相配合的多段线缆；
将多段线缆连通的多个继电器；
其中，所述控制电路与各个继电器连通；
各被测模块与最外端的继电器开关的闭合侧连接，相邻继电器的开关闭合侧之间通过相配合的连接线连通；
各段线缆一端被配置为与继电器的闭合端连通，另一端被配置为与开关的接入侧连通。
2.如权利要求1所述的数字用户线设备的自动测试装置，其特征在于，所述综合控制单元被配置为包括：
与外部交流或直流电源连接，以直流稳压工作电源给各模块的电源模块；
基于外部终端命令控制对各模块完成测试工作的控制模块，其通过通信模块与外部终端设备进行通信连接；
为通信模块、控制模块提供工作时钟的时钟模块；
基于控制模块的命令向第一被测模块发送相应测试数据的码型发生模块；
通过与第一被测模块连通的第二被测模块接收数据的码型接收模块。
3.如权利要求2所述的数字用户线设备的自动测试装置，其特征在于，所述时钟模块被配置为包括晶振以及与其相配合的第一FPGA；
通信模块被配置为包括接口转换芯片以及与其相配合的协议解析机构；
控制模块被配置为包括具有CPU内核的第二FPGA；
码型发生模块被配置为包括相配合的时钟电路、伪随机码产生器。
4.一种应用如权利要求1-3任一项所述自动测试数字用户线设备装置的方法，其特征在于，包括：
步骤一，将被测模块与外部终端、综合控制单元进行连通；
步骤二，通过外部终端对被测模块主从、速率、距离和测试时间进行选择；
步骤三，综合控制单元基于外部终端的选择配置被测模块的主从和速率，并基于配置的速率控制换线单元选择对应的线缆长度开始测试；
步骤四，综合控制单元在测试时间达到上限后，认定一个速率测试完成，综合控制单元选择下一个速率进行测试，直到选择的速率全部完成测试；
步骤五，综合控制单元将测试结果发给外部终端，以便于外部终端将数据解析后形成对应测试报告。
5.如权利要求4所述自动测试装置的应用方法，其特征在于，在步骤二中，在外部终端的数据库中，存储有与被测模块测试主从、速率、距离和测试相对应的模板集。
6.如权利要求5所述自动测试装置的应用方法，其特征在于，在步骤三中，所述综合控制单元基于控制电路控制各继电器的通断状态，以确定有几段线缆在被测模块之间处于连通状，以匹配对应的线缆长度；
其中，每段线缆的长度控制在0.5km。
7.如权利要求1所述自动测试装置的应用方法，其特征在于，在步骤五中，一个速率的测试过程被配置为包括：
S1,在被测模块同步后，将同步信息上报综合控制单元，综合控制单元通知码型发生器发送伪随机码；
S2，码型接收器基于相连通的两个被测模块接收码型发生器发送的伪随机码，并将收到的伪随机码进行解析后送入综合控制单元，同时开启计时功能；
S3,当计时器的时间达到选择模板所规定的测试时间，认定当前速率测试完成，综合控制单元对收发数据和测试时间进行分析、计算得出相应的误码率，并将测试结果存入寄存器。
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