学文网网络测试篇1
网络测试仪通常也称专业网络测试仪或网络检测仪，是一种可以检测OSI模型定义的物理层、数据链路层、网络层运行状况的便携、可视的智能检测设备，主要适用于局域网故障检测、维护和综合布线施工中，网络测试仪的功能涵盖物理层、数据链路层和网络层。
网络测试仪按网络传输介质可以分为无线网络测试仪和有线网络测试仪两类。
（来源：文章屋网 ）
网络测试篇2
关键词:网络时间协议；时间同步；频率同步；性能测试；线性拟合
中***分类号: TP393.04 文献标志码:A
Network time protocol performance evaluation in LAN environment
CHEN Chao.fu1,2*, WANG Lei1(
1.Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, China;
2.Graduate School, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, ChinaAbstract:
Network Time Protocol (NTP) is a simple, economic and efficient way to accomplish time and frequency synchronization of multiple nodes, while performance evaluation related work is hard to find in literature, making whether to use NTP in application an uneasy task. Aiming at this problem, local network NTP performance, and impact of system / network load, are measured and analyzed on Windows platform. By comparing time value obtained from IRIG-B time code reader and GetLocalTime Windows API, frequency skew of computer clock signal is approximated. The skew value is close to the value calculated by NTP. These conclusions can provide reference for NTP practice and time-sensitive application design on Windows platform.
Network Time Protocol (NTP) is a simple, economic and efficient way to accomplish time and frequency synchronization of multiple nodes, while relevant study on the performance evaluation is hard to find in literature, which makes it a question whether to use NTP in application. Concerning this problem, the local network NTP performance and impact of system / network load were measured and analyzed on Windows platform. By comparing time value obtained from IRIG.B time code reader and GetLocalTime Windows API, frequency skew of computer clock signal was approximated. The skew value was close to the value calculated by NTP. These conclusions can provide reference for NTP practice and time.sensitive application design on Windows platform.
Key words:
Network Time Protocol (NTP); time synchronization; frequency synchronization; performance evaluation; linear fit
0引言
对于许多分布式应用，精确的时间同步是整个系统正常工作的基本条件之一。例如控制系统、金融实时交易系统、交通运输调度系统等，都要求不同程度的时间同步。网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)提供高精度的时间校正和频率同步，目前已在许多领域得到了广泛应用。
在实际系统中决策是否以NTP作为时间同步手段时，首先关心的是给定应用环境中NTP能够达到何种性能。通常认为，广域网中NTP对时精度为1ms～50ms，局域网环境下则可达1ms［1-2］；使用改进型NTP，在物理层产生和处理时戳标记，减少了协议处理延迟，时间精度可达10μs量级［3］；赵英等［4］开发了基于Java的NTP客户端，对服务器运行状态和网络链路状态进行了测量和评估；Wolfgang等［5］分析和评估了离线情况下环境温度变化对NTP性能的影响。这些文献为评估NTP性能提供了一些依据，但未涉及系统启动特性，以及在系统负载或网络负载环境下NTP性能是否降级等问题。本文集中讨论了局域网环境下的NTP性能问题，并在实际应用中结合IRIG.B时码卡近似获取了计算机时钟频率偏差，进一步验证了NTP性能。测试数据和结论为NTP的实际应用和性能评估提供了参考。
1计算机时钟模型和NTP原理普通计算机时钟通过对精度不高的时钟基准信号(通常来自成本低廉的晶体振荡器)进行计数获得。这样的时钟C可用初始时间偏差o，频率偏差s和频率漂移d三个参数描述，其与理想时钟t的关系可表为：
C(t)=(1+s)×t+o其中频率偏差s是产生时间偏差的主要因素。以频率偏差100PPM(Parts Per Million)计算，24h的累积时间偏差将达到8.64s。频率漂移d与元器件老化、工作环境温度变化等因素有关，较短时间内对时间偏差的贡献可以忽略不计。除了由于频率偏差和漂移给上述时钟模型造成的固有缺陷，操作系统提供的时间相关编程接口(Application Program Interface，API)能够达到的实际精度不高，也对时间敏感应用提出了挑战。例如，Windows平台的GetLocalTime、GetSystemTimeAsFileTime的实际精度仅为10ms～15ms［6］。
NTP进行时间同步的核心为频率偏差的测算。基于网络传输延迟对称的假设，通过NTP数据报文交换和对报文收发时间戳的计算，可以获得对频率偏差的较好估计。假设节点A以节点B作为参考时间源，一次数据报文交换过程如***1所示。
***片
***1NTP一次数据报文交换过程
当A收到从B返回的数据包时，A得到了四个时间戳t1～t4(NTP在Windows系统上的实现采用了插值算法来克服系统API精度问题［7］，Johan设计实现的高精度时间供应器也采用了类似的思路［8］)，由此可以计算A与B的网络传输延迟δ以及B相对于A的时间偏差计算值θ［1］: δ=(t4-t1)-(t3-t2)
θ=(t2-t1)+(t3-t4)2
可以推算出B相对于A的时间偏差真实值和时间偏差计算值θ、网络传输延迟δ满足式(1)［1］:
θ－δ2≤≤θ+δ2 (1)
即B相对于A的时间偏差真实值落在以时间偏差计算值为中心、宽度为网络传输延迟的区间内。在局域网环境中，传输延迟并不大(低负载情况下通常小于1 ms)，因此时间偏差的计算结果也比较接近真实值，即NTP可以获得较为可靠的同步效果。第4期
陈朝福等：局域网环境的网络时间协议性能测试计算机应用 第32卷2本地一级NTP服务器性能测试
2.1测试环境和方法
Windows操作系统自带的W32Time服务也支持NTP，但其实现并没有完全遵循NTP标准，甚至无法保证达到1s～2s 同步精度［9］。因此，测试中选用了NTP的***版本，版本号为4.2.4.p7。测试环境如***2所示，NTP一级服务器运行定制的Linux系统，测试计算机A、B运行Windows XP操作系统。
***2中，计算机A和计算机B通过NTP同步到NTP一级时间服务器，后者通过NTP与GPS模块输出的时间(NMEA.0183时码+秒脉冲同步信号)同步。NTP以系统服务的方式运行，通过NTP软件包中的网络时间协议查询(Network Time Protocol Query, NTPQ)程序查询系统运行状态。在以下各项测试中，通过循环调用NTPQ(间隔10s)并提取输出中的“delay”和“offset”字段并记录和处理。
2.2启动特性测试
***3中显示了计算机A首次运行NTP时，与参考时间源的时间偏差随时间变化的情况。可以看到在测试开始后的1h内，时间偏差迅速减小，随后基本保持稳定。这是由于首次运行NTP需要进行频率偏差的测算，测试结束后在计算机A打开ntp.drift发现测算出的频率偏差为-32(即该计算机时钟信号的误差为-32PPM，每秒产生的时间偏差为32μs)。
***片
***3首次运行NTP时间偏差曲线
与此相对照的是，计算机B之前已长时间运行过NTP，即已经过较充分的时钟频率偏差测算，因此测试之初时间偏差就比较小，并且在随后的测试中一直稳定在-6ms～-5ms。
2.3频率偏差测试从NTP的工作原理和2.2节测试可知，NTP能否稳定工作依赖于对频率偏差的测算是否准确。为了观察错误的频率偏差值对NTP运行的影响，本项测试中故意修改了计算机A的ntp.drift文件，将记录值由-32改为0，而计算机B则不作任何改动，随后启动NTP运行测试约45 min。***4显示了两个节点测得的时间偏差对比结果。可以看到计算机A的时间偏差有很大的波动，而计算机B的时间偏差则保持稳定。由此说明，频率偏差测算对NTP性能影响重大。由于石英晶体振荡器的频率会随环境温度的变化而产生一定变化，因此在对时间非常敏感的应用中，保持较为稳定的工作环境温度也成为一个需要考虑的因素。
2.4系统负载测试
虽然NTP无需占用很多CPU资源［2］，但在CPU非常繁忙的情况下NTP的性能如何依然是本文关心的一个问题。本项测试中，在两个测试节点运行能够大量占用CPU时间的程序，测试时间持续45min。从***5可以看到，计算机B的时间偏差测量值和低系统负载环境下的测量值相比变化不大，计算机A的时间偏差测量值在NTP重启动后依然能够呈现出递减的趋势。表1显示高系统负载下网络传输延迟略有增加，与低系统负载环境下测量值的均值比为1.17，这说明高系统负载环境下，或在较差的硬件配置下，NTP依然可以工作得很好。***片
***5高系统负载下NTP节点时间偏差曲线2.5网络负载测试
本项测试旨在观察网络负载对NTP的性能影响。测试中，在两个测试节点间进行大流量UDP数据收发，测试时间持续15 min。***6所示的测试结果和低网络负载环境下的测量值相比变化不大，但是网络传输延迟却显著增加了(见表2)，约为低网络负载环境下的3.4倍。根据式(1)，时间偏差测量值的误差也增大了，这将影响NTP时间同步的可靠性。如果长时间处于这种环境，时间偏差测量的误差必然影响到频率偏差的测算，由此造成NTP同步的稳定性下降。表2不同网络负载下计算机B到NTP服务器网络传输延迟比较。3结合IRIG.B时码卡对比测试
实际应用中，在某系统中部署了NTP时间同步系统，使用本地一级时间服务器，参考时钟为NMEA.0183时码+秒脉冲同步信号。
为了进一步检验NTP的性能，在时间同步网络中的其中一台计算机安装了IRIG.B时码卡(提供读取当前时间的API，标称精度为0.1ms)，并接收外部输入的IRIG.B码信号。在停用或启用NTP的情况下，分别采集计算机时间(通过GetLocalTime调用读取)和IRIG.B时码卡时间并取差值(间隔100ms，样本数64000)，对比情况如***7和***8所示。
***2中，计算机A和计算机B通过NTP同步到NTP一级时间服务器，后者通过NTP与GPS模块输出的时间(NMEA.0183时码+秒脉冲同步信号)同步。NTP以系统服务的方式运行，通过NTP软件包中的网络时间协议查询(Network Time Protocol Query, NTPQ)程序查询系统运行状态。在以下各项测试中，通过循环调用NTPQ(间隔10s)并提取输出中的“delay”和“offset”字段并记录和处理。
2.2启动特性测试
***3中显示了计算机A首次运行NTP时，与参考时间源的时间偏差随时间变化的情况。可以看到在测试开始后的1h内，时间偏差迅速减小，随后基本保持稳定。这是由于首次运行NTP需要进行频率偏差的测算，测试结束后在计算机A打开ntp.drift发现测算出的频率偏差为-32(即该计算机时钟信号的误差为-32PPM，每秒产生的时间偏差为32μs)。
***片
***3首次运行NTP时间偏差曲线
与此相对照的是，计算机B之前已长时间运行过NTP，即已经过较充分的时钟频率偏差测算，因此测试之初时间偏差就比较小，并且在随后的测试中一直稳定在-6ms～-5ms。
2.3频率偏差测试从NTP的工作原理和2.2节测试可知，NTP能否稳定工作依赖于对频率偏差的测算是否准确。为了观察错误的频率偏差值对NTP运行的影响，本项测试中故意修改了计算机A的ntp.drift文件，将记录值由-32改为0，而计算机B则不作任何改动，随后启动NTP运行测试约45 min。***4显示了两个节点测得的时间偏差对比结果。可以看到计算机A的时间偏差有很大的波动，而计算机B的时间偏差则保持稳定。由此说明，频率偏差测算对NTP性能影响重大。由于石英晶体振荡器的频率会随环境温度的变化而产生一定变化，因此在对时间非常敏感的应用中，保持较为稳定的工作环境温度也成为一个需要考虑的因素。
***片
***4频率偏差测算值对NTP性能的影响
2.4系统负载测试
虽然NTP无需占用很多CPU资源［2］，但在CPU非常繁忙的情况下NTP的性能如何依然是本文关心的一个问题。本项测试中，在两个测试节点运行能够大量占用CPU时间的程序，测试时间持续45min。从***5可以看到，计算机B的时间偏差测量值和低系统负载环境下的测量值相比变化不大，计算机A的时间偏差测量值在NTP重启动后依然能够呈现出递减的趋势。表1显示高系统负载下网络传输延迟略有增加，与低系统负载环境下测量值的均值比为1.17，这说明高系统负载环境下，或在较差的硬件配置下，NTP依然可以工作得很好。***片
***5高系统负载下NTP节点时间偏差曲线2.5网络负载测试
本项测试旨在观察网络负载对NTP的性能影响。测试中，在两个测试节点间进行大流量UDP数据收发，测试时间持续15 min。***6所示的测试结果和低网络负载环境下的测量值相比变化不大，但是网络传输延迟却显著增加了(见表2)，约为低网络负载环境下的3.4倍。根据式(1)，时间偏差测量值的误差也增大了，这将影响NTP时间同步的可靠性。如果长时间处于这种环境，时间偏差测量的误差必然影响到频率偏差的测算，由此造成NTP同步的稳定性下降。表2不同网络负载下计算机B到NTP服务器网络传输延迟比较。3结合IRIG.B时码卡对比测试
实际应用中，在某系统中部署了NTP时间同步系统，使用本地一级时间服务器，参考时钟为NMEA.0183时码+秒脉冲同步信号。
为了进一步检验NTP的性能，在时间同步网络中的其中一台计算机安装了IRIG.B时码卡(提供读取当前时间的API，标称精度为0.1ms)，并接收外部输入的IRIG.B码信号。在停用或启用NTP的情况下，分别采集计算机时间(通过GetLocalTime调用读取)和IRIG.B时码卡时间并取差值(间隔100ms，样本数64000)，对比情况如***7和***8所示。***片
***6高网络负载下NTP节点时间偏差曲线
表格(有表名)
表1不同系统负载下计算机B到NTP服务器网络传输延迟比较
ms
CPU占用率网络传输延迟统计值
最大最小平均
接近100%
0.50 0.29 0.48 0.49 0.49 0.48
0.31 0.49 0.27 0.48 0.21 0.320.50 0.21 0.401
接近0%
0.35 0.23 0.27 0.31 0.35 0.24
0.28 0.50 0.27 0.51 0.50 0.310.51 0.23 0.343
表格(有表名)
表2不同网络负载下计算机B到NTP服务器网络传输延迟比较
ms
网络IO网络传输延迟统计值
最大最小平均
接近100%
1.29 1.60 1.05 1.23 1.42 1.01
1.75 1.17 1.34 1.45 1.33 1.571.75 1.01 1.351
接近0%
0.49 0.50 0.22 0.49 0.48 0.31
0.49 0.52 0.33 0.25 0.50 0.20
0.52 0.20 0.398
***片
***7停用NTP时GetLocalTime与IRIG.B时码卡时间差值曲线***片
***8启用NTP时GetLocalTime与IRIG.B时码卡时间差值曲线
***7显示了停用NTP时，GetLocalTime与IRIG.B时码卡时间差值随时间变化的曲线。以IRIG.B时码卡时间为基准，理想情况下(测试计算机无频率偏差)时间差值曲线应接近水平(在某个值附近波动)，实际情况中由于频率偏差的存在，时间差值持续减小，通过线性拟合曲线近似满足:
y=0.000662x－685.40(2)其中：x的单位为100ms，y的单位为ms，物理意义为测试计算机的时钟每100ms比基准时钟快0.000662ms，可换算为每秒快6.62×10-6 s，即频率偏差为6.62PPM。在测试计算机查看ntp.drift文件发现由NTP计算出的频率偏差为7.055PPM，两者是非常接近的。***8中，在启用NTP并达到同步状态后，GetLocalTime与IRIG.B时码卡时间差值的平均值为3.39ms，99%以上的时间差值分布在［-1，9］ms内，对比停用NTP时的情况，表明NTP对计算机时钟频率偏差的校正是有效的。
4结语
实验环境测试结果和在实际系统中结合IRIG.B时码卡获得的测试数据表明，NTP对计算机时钟的频率偏差计算和校正具有良好的性能,通过校正频率偏差实现连续和稳定的时间同步，因此在将NTP投入最终应用之前应进行充分的试运行(如持续运行NTP一到两天时间)，使NTP获得较好的频率偏差测算结果。高系统负载测试表明NTP只需要很少的系统资源就可以运行，即使在硬件配置较差的情况下也能运行得很好。而在高网络负载下，网络传输延迟显著增大，则时间同步的误差范围也随之增大，给NTP性能的稳定性带来不利影响。
参考文献:［1］
MILLS D L. Internet time synchronization: The network time protocol ［J］. IEEE Transactions on Communications, 1991,39(10):1482-1493.
［2］
MILLS D L. Network Time Protocol (NTP) general overview ［EB/OL］. ［2011-07-19］..
［8］
JOHAN N. Implement a continuously updating, high.resolution time provider for Windows ［J/OL］. MSDN Magazine,(2004-03-10)［2011-07-19］. msdn.省略/en-us/magazine/cc163996.aspx.
网络测试篇3
关键词：无线网络；测试系统；设计
随着无线网络在国内外的大力普及，***府对3G网络建设的***策支持，国内无线网络技术发展迅速，而其中无线网络测试技术对整个网络建设起着举足轻重的作用。无线网络测试是网络新技术实践检验和不断修正必须经历的一道管卡，也是检验理论是否符合实践的关键。因此，一个完整高质量的无线网络测试系统对于无线网络的建设起着至关重要的推动作用，通过该系统可以合理的优化网络资源配置，通过改进现有网络，提高运营商的网络竞争力，并不断为新客户提供强有力的支持。
本文将从无线网络测试系统的需求出发，较为详细的分析无线网络测试系统的基本原理、整体功能设计和软件实现三个方面。
1 系统设计与分析
本文所设计的无线网络测试系统是为各运营商等客户量身打造的高效、功能化、智能化的测试平台，通过提供高质量的无线网络测试帮助运营商测试并了解无线网络的运行特点并作出评估，运营商以此为基础不断提升网络质量，为用户提供更优质的服务。
无线网络测试系统在建设中把握以下几个原则：⑴标准化原则，可以满足各种接口协议。⑵开放性原则，能够满足各种网络类型及接入设备的要求。⑶人性化原则，对结构体系不断优化，并设计良好的人机界面。⑷数据互通原则，能够与其他测试系统共享数据并不受其他因素的干扰。⑸安全原则，合理设置权限，并备份测试数据，保证测试系统及数据的安全性。⑹经济原则，在科学的理念指导下用尽量少的钱做出最优质的平台。
通过功能模块化的设计，将无线网络测试系统分解为各类***的子系统，可以更加灵活并为运营商提供更多的选择。其中专业测试子系统-Pro是其中最为突出的，本详细介绍。
专业测试子系统相对其他子系统，其功能最全面且最先进。通过该子系统的测试，运营商可以准确掌握网络出现问题的原因，网络运行的效果，并满足网络维护等各方面要求。
该系统的设计分为前端设计和后台设计。前端设计是设计测试系统接收和采集数据的模块。前端模块可以测试基本的语音和采集数据业务，通过设计良好的人机界面（类似Microsoft Office布局），通过多种方式直接展现给现场操作人员各种测量到的数据，供操作人员判断。按照之前的设计原则，前端设计有以下几点需要满足：⑴操作界面简单易上手；⑵能够支持目前国内外主流的网络制式（例如G***，GPRS等，包括各类2D，3D制式），通过功能模块化的设计，能够满足不同用户的个性化需求。⑶并能够正确译码空中接口的采集数据。⑷能支持手机或PC等各类接收终端。⑸能够适应不同的网络制式且具备相应的展示功能。⑹能够支持基站内数据导入和分析，并可以支持多数据表显示。
后台设计则是对前端采集到的测试数据进行后台分析统计的模块。尽管前端也具有一定的分析功能，但其主要功能是采集数据并进行一些简单的分析，因此有必要设计后台来对前端采集的数据进行优化分析处理，为网络建设提供参考。
针对不同的网络制式，后台要进行个性化的计算分析，提供相应的分析报告。后台内置了高效的数据显示、分析和统计模块、帮助客户详细了解网络的运行特点、以及进行网络诊断帮助客户网络维护，提高客户的分析效率。后台还能进行基于GIS模块展现支持各类地理信息，满足各种应用需求。同时，后台通过良好的界面设计，可以完整展现分析和测试得到的各类运行参数。另外，后台还能对基站小区内的信息进行自动化处理，帮助客户直观了解网络的运行情况。
2 系统功能实现
测试平台依据专业测试子系统-Pro后台，进行创造性的再设计，通过各类测试前端采集网络运行数据，并整合进客户自行设计的功能性产品所产生的数据，将所有信息打通形成数据链，对运营商维护网络运行提供基础。
无线网络测试平台的设计特点在于设计中整合各子系统的重点模块，应用相当广泛，在满足使用情况的同时缩减开发开支，并极大的方便系统维护和更新。
相比以往的无线网络测试平台通常局限于某种测试接口，不能满足测试人员分析多个接口的需求，因此给无线网络测试带来了极大的阻碍，并降低了使用效率。该无线网络测试平台可以实现数据所有网络共享和并行监控，从而帮助客户发现和解决问题。
并且该无线网络测试平台还整合以往的实践经验，能够智能判断较基本问题并提出建议，并初步自动化分析故障，帮助提高测试效果。
无线网络综合测试平台为无线网络建设提供了新的视角。⑴可以集中化处理各类网络运行中的问题；⑵进行各种数据的对比分析和有针对性的提供解决方案；⑶通过功能化的设计降低技术人员的使用门槛。
[参考文献]
[1]程方，壬鹏.现代网络测试技术发展综述[J].重庆邮电大学学报.2008.57-60.
[2]唐兴.移动通信技术的历史及发展趋势[J].旺西通信科技.2008（2）：16-20.
网络测试篇4
【关键词】无线Mesh网络 性能测试平台 MP MAP
1引言
随着网络技术的飞速发展,日益壮大的无线技术为人们提供了方便、快捷的服务。但是传统的WLAN有其固有的缺点,如:组网不灵活、覆盖能力有限、存在潜在盲区、可靠性低等,这些问题的存在大大地限制了WLAN技术的普及和应用。而无线Mesh技术能很好地解决以上问题,因此其正成为人们关注和研究的焦点。
无线Mesh网路是一种无中心、自组织、自愈合的无线多跳网络,具有冗余、多跳、动态等特点。应用无线Mesh网络技术,可以很好地部署和扩展WLAN网络,使人们享受更加优质的网络服务。
无线Mesh网络具有一定的层次结构,可以分为Mesh骨干网和客户端网络,如***1所示。Mesh骨干网具有网状网结构,提供了大量的冗余链路。客户端网络有两种类型:(1)Ad hoc客户端网络,见***1的B1部分,其所有的终端(STA)都参与Mesh骨干网的动态路由,不仅能同Mesh骨干网的MP节点(Mesh Point)通信,也能与其他终端进行通信。(2)传统的客户端网络,见***1的B2部分,其特性类似于传统的点到多点的主从网络,MAP节点(Mesh Access Point)是其网络的中心,节点的任何通信都必须通过MAP进行转发,对MAP的依赖性很强。
无线Mesh网络由两种节点组成,Mesh路由器和Mesh客户端。Mesh路由器不仅具有普通接入点(AP)的功能,还具有无线Mesh网络的路由功能。Mesh客户端也具有Mesh网络的路由功能,但没有AP功能。根据不同的通信功能可将所有网络节点分为4类:①MP节点,MP使用IEEE802.11 MAC和PHY协议进行无线通信,并支持Mesh功能,即支持动态拓扑、路由的动态发现、数据包的转发等功能;②MAP节点,MAP是支持访问接入点功能的MP,不仅具有MP的所有功能,而且还具有AP功能;③MPP节点(有Portal口的MP/MAP节点),具有Portal功能,能连接其它类型网络并转发通信的MP/MAP节点。④简单客户端,即为IEEE 802.11传统无线局域网中的客户端。
综上,无线Mesh网络的特点如下:(1)无线,这是Mesh网络最显著的特点;(2)多跳,可以扩展无线网络的覆盖范围;(3)冗余性,个别节点出现故障,不会影响整个网络的运行;(4)移动性,主要是允许终端的移动性;(5)动态性,动态性不同于移动性,主要是在移动特性的基础上能够保持网络的通畅。
2研究方法的选择
目前研究无线网络主要有五种方法:理论分析、计算机仿真、模拟研究、虚拟研究、真实测试平台。为了更好地研究基于WLAN的无线Mesh网络,我们选择真实测试平台的研究方法,主要目的是基于其更好的适用性,能够更好地适用于真实的网络环境。
3测试平台的设计
本文性能测试平台的设计目标是:(1)实现一个能真实体现WLAN Mesh网络特点的网络环境,为具体的性能测试提供网络支持。(2)提供常规的网络性能研究,如网络的传输速率、传输时延、数据吞吐量等。(3)对网络性能的测评。(4)方便平台的管理和扩展。据此,将平台的系统设计在逻辑上分为:物理环境、网络环境和测试环境。这三种环境相互影响、相互支撑。
3.1物理环境
物理环境需要实现WLAN Mesh网络中各个关键节点的功能,是整个平台环境的基础。根据研究对象WLAN Mesh网络及研究目的确定平台所需要的物理设备,并在这些物理设备上实现待研究网络各节点的功能。
所选的物理设备应尽量降低成本,同时又能通过软件来模拟所需功能。平台最重要的设备是无线网卡,本平台系统所需的无线网卡应满足以下几个条件:(1)支持混杂模式,能够截取无线网络中的数据包;(2)有开源的驱动程序,能够根据需要进行增添或修改;(3)支持Host AP模式,可以模拟AP功能。因为各大设备公司基本上都有基于Atheros芯片组的无线网卡,我们选择的是基于Atheros系列芯片组的D-Link和TP-LINK的无线网卡产品。
物理环境主要涉及Mesh骨干网的三大类节点(MP/MPP/MAP)的功能实现和客户端网络节点(STA)的功能实现。
(1)MAP的实现
在WLAN Mesh网络中,MAP节点既是骨干网的终点,又是Mesh客户端的起点,它是将客户端网络和Mesh骨干网两个逻辑上***的网络实体联系成一个功能上统一的整体的设备,因此是整个网络的关键。本平台使用两块无线网卡作为MAP的功能载体,其中一块实现MP功能,另一块实现AP功能。
(2)MP的实现
MP是WLAN Mesh网络中最基本的功能实体,它处于Mesh骨干网中,使用IEEE 802.11 MAC和PHY协议进行无线通信,并且支持动态拓扑、路由的动态发现、数据包的转发等功能。在功能上,MP节点比较简单,只需使用一块无线网卡,同时设定网卡的工作模式为Ad Hoc模式,在路由协议、接入认证协议的支持下,实现Mesh骨干网MP节点的功能。
(3)MPP的实现
MPP是具有Portal口的MP,具有Portal功能,连接WLAN Mesh网络和其它类型的网络(如IEEE 802.3以太网)。通过MPP,Mesh网络内部的节点可以与外部网络进行通信。本平台系统的MPP节点使用两块无线网卡,一块是以太网卡,另外一块是无线网卡。以太网卡连接到本地以太网,无线网卡完成Mesh骨干网的通信。
(4)STA的实现
STA可由笔记本电脑、智能手机、PDA等充当。其功能简单,功能载体只要是具备无线收发功能的普通无线网卡即可。不过,考虑到平台的测试,需要有能监听网络任何数据包的特殊STA存在,这要求STA的无线网卡必须能够工作在混杂模式下,且具备截获无线网络中数据报文的能力。在本平台具体实现中,使用笔记本电脑。
3.2网络环境
网络环境负责形成实际应用场景的网络拓扑结构。网络环境平台是整个平台环境最关键的支撑,平台的任何服务(包括测试服务)都是基于网络环境的,它直接服务于测试环境。
网络环境的实现主要涉及以下四方面内容:①实现Mesh骨干网节点间的相互通信及路由;②实现客户端网络节点间的相互通信;③实现客户端网络和Mesh骨干网的互联;④实现无线Mesh网络与异构网络的融合。
3.3测试环境
平台支持的一个基本服务就是测试服务,即为研究无线Mesh网络性能提供一个实验平台。之前物理环境、网络环境的实现都是为了进行测试这个目的,测试环境的功能就是进行测试,此环境是平台最核心的部分。
进行测试之前主要完成测试内容的确定和测试工具的正确选择。测试内容将确定测试用例的详细过程,测试工具可以选择已有或者定制的嗅探工具。
4测试平台功能验证
在平台环境搭建好之后,要对平台进行功能测试。本平台的测试工作是在实验室里进行,共有6台电脑参与测试,其中2台充当STA,分别标示为STA1和STA2;其余4台为构成Mesh骨干网的MP节点,分别标示为MP0、MP1、MP2、MP3,并且MP0是带Portal端口的MPP节点,MP2是由AP功能的MAP节点。
平台功能测试将从平台的4个关键功能加以验证,包括:MAP节点AP功能的验证、MAP节点双网卡通信的验证、Mesh骨干网各节点MP功能的验证、MPP节点Portal功能的验证。
(1)MAP节点AP功能的验证
一方面,STA1可以和MP2通信,ping通,平均时延1ms没有丢包;另一方面,STA1也能够和同一AP下的其他终端STA2进行通信。STA2也连接到MP2节点上,STA1可以ping STA2,ping通;同样,STA2也能够ping通STA1。这说明MP2节点的AP功能已完成。
(2)MAP节点双网卡通信的验证
MAP节点有两块无线网卡分别承载客户端网络的AP功能和Mesh骨干网的MP功能。两块网卡应该具备相互通信的能力,这可以通过STA1节点ping MP2节点的Mesh骨干网IP地址加以验证。结果能够ping通,平均时延1ms,丢包率为0,说明双网卡能够正确通信。
(3)Mesh骨干网各节点MP功能的验证
Mesh骨干网上,各节点运行路由软件来实现MP功能,使之具有自动发现路由、维护路由、更新路由等功能。作为MP2节点的终端STA1去ping Mesh骨干网的其他任何节点,都ping成功,平均时延在2ms左右,丢包率为0。这说明Mesh骨干网已经运行起来,并且比较稳定。
(4)MPP节点Portal功能的验证
本平台的MPP节点可以提供连接外网功能,平台的任何节点不仅可以ping通边界网关,还可以通过边界网关ping通DNS服务器或其他外网服务器。其中ping边界网关的结果是ping通,平均时延为3ms,丢包率为0,这说明平台的节点能通过MPP节点到达边界网关。
ping DNS服务器的结果是,ping通,且平均时延为3ms,丢包率为0。这说明平台的节点通过MPP节点不仅可以到达边界网关,还能到达DNS服务器或其他外网地址,平台提供了链接外网的服务。
通过上述4个方面的的测试及其结果分析,表明本平台的各个关键功能已经实现,平台能够有效地运行起来。这不仅验证了本文的设计方案的正确性,也为具体的网络性能研究、网络协议测试分析等提供了良好的平台支撑。
5结束语
为了更好地研究WLAN Mesh网络,本文提出构建性能测试平台来研究WLAN Mesh网络。由于时间等原因,本文给出的性能测试平台还存在不足之处,实现方案的某些方面还达不到设计目标要求。为增强平台功能,全面完成平台的设计目标,还需要在今后的工作中对以下三个方面进行进一步的研究:首先,完善平台运行环境的设计及实现,使平台的网络环境最大程度地逼近于真实的网络环境;其次,完善平台测试环境的设计及实现,同时丰富测试手段;再次,添加平台的特色服务,例如对安全接入协议进行性能测试。
参考文献
[1]方旭明,等编著. 下一代无线因特网技术:无线Mesh网络[M]. 北京: 人民邮电出版社,2006.
[2]Ali N.A, Ekram E, Eljasmy A, et al. Measured delay distribution in a Wireless Mesh Network test-bed,Computer Systems and Applications [C]. IEEE International Conference, March 31 2008-April 4 2008: 236-240.
[3]Akyildiz I.F, Wang X, Wang W. Wireless Mesh networks:a survey [J]. Computer Networks,2005,47(4): 445-487.
[4]IEEE Std 802.11i-2004. Amendment 6:Medium Access Control (MAC) Security Enhancements [S]. 2004.
[5]Wei Wang, Song Ci, Honggang Wang, et al. Quality-Based Adaptive Image Transmission in Multihop Wireless Mesh Networks [C]. Second International Conference, 22-24 Aug.2007: 942-946.
[6]IEEE 802. 15 Standard Group. IEEE 802. 15 [EB/OL]. http:∥/15/.
[7]IEEE 802 Standard Working Group.Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: high-speed physical layer in the 5 GHz Band [S]. IEEE 802.11a Standard, 1999.
[8]Rana Y K, Liu Baohua, Nyandoro A, et al. Bandwidth aware slot allocation in hybridMAC [C]. 31st IEEE Conference on Local Computer Networks, Piscataway: IEEE, 2006: 89-96.
网络测试篇5
关键词 CDMA;测试;网络优化;评估;导频
中***分类号TN8 文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)21-0217-02
0 引言
CDMA是(Code Division Multiple Access码分多址)的缩写,该技术使CDMA技术具有良好的保密性能;由于所有用户占用相同频段,该技术具有自干扰特性,随着用户的增加,用户之间的干扰增大,系统的解调受到影响,限制了系统的反向容量。
1 无线网络优化
1.1网络优化的概念
在我们所使用的各种通信网络中,有时候网络会出现拥塞,可应用性能低,网络不通畅的情况发生。因此有必要对网络进行故障排查,通过各种硬件或者软件技术使得网络性能达到我们的需要,使网络资源获得最佳效益。网络优化是整个无线网络建设过程中的重要一环,无线网络的性能随着网络的不断发展、用户数量的不断增长,以及用户分布的变化而不断变化,适时的网络优化是网络性能满足用户要求的保障。
1.2网络优化的目标
网络优化的目的就是对投入运行的网络进行参数采集、数据分析,找出影响网络质量的原因,通过技术手段或参数调整使网络达到最佳运行状态的方法,使网络资源获得最佳效益,同时了解网络的增长趋势,为扩容提供依据。
1.3网络优化的流程
完整的无线网络优化流程如***1所示,其中黄色的阶段包含数据业务,实际的网络优化项目需要根据客户的需求和项目的实际情况,在此基础上进行裁减,去掉其中不必要的阶段。对于第三方优化,基于网络优化合同选择必需的阶段[1]。
网络优化的过程是首先确保无线传播环境正常,然后从小到大单站到基站簇到全网,逐步解决网络中的问题。
网络优化各主要阶段作用如下:
1)频谱扫描:确保无线环境正常无干扰;
2)单站抽检:确保单个站点工作正常;
3)基站簇优化:确保小片区域网络工作正常;
4)全网优化:确保整网工作正常。
1.4无线网络评估
在CDMA无线网络规划和优化过程中,需要进行无线网络评估。
如果网络规划是在现有网络基础上进行扩容,对现有网络的情况又不熟悉,一般需要进行网络评估,用于为本期网络的规划提供指导。
正常的网络优化流程需要进行两次网络评估:
1)优化前的网络评估:一方面用于对网络状况进行分析,发现网络中存在的问题,为接下来的优化作准备;另一方面用于优化前后网络性能的对比。
2)优化后的网络评估:用于对优化后的网络效果进行评估。无线网络评估过程如***2所示 :
2 无线网络优化实现案例
本次评估为某电信CDMA室分系统测试。主要是对室内CDMA网络的语音通话质量的测试及网络优化。
测试硬件:联想笔记本电脑X200 ,LG测试手机和数据线
测试软件:鼎利前台Pioneer3.6.1
分析软件:鼎利后台Navigator2.9.4
2.1 情况描述
本次评估地点是一家背靠著名的于山风景区,文化氛围浓厚,交通便捷。问题描述:有用户反映在民营书城信号较差,有时会出现掉话等网络现象。受电信集团的委派,到实地进行网络信号的数据采集。
2.2 测试概述
测试使用鼎利Pioneer3.6.1.20,以短呼拨打10000测试台,设定通话时长为90s。在测试过程中发现民营书城没有装室分系统,主要利用室外基站进行信号的覆盖。在测试过程中抽测了1楼和2楼,发现大部份区域覆盖较差RX值在-85~-94之间,其中一楼3,4号楼梯之间Ec/Io很差,在此处发生过一次掉话,可能存在外部强干扰。
2.3 测试情况
前向Rx,Ec/Io,和反向手机的Tx的分布轨迹***如下:
2.4 问题分析
掉话分析:在1楼覆盖区中心区域3,4号楼梯之间有发生过一次掉话。在掉话前后RX正常,EC/IO值很差。因为此处在室内覆盖的中心区域,室外的基站的信号不过能在此外还能很强的信号,从信令看,PN171,PN234,PN3的邻区切换关系也做了,主导频PN171的EC/IO突然变得很差,很可能是由于书城里有加装某些设备,干扰了信号。具体的分析***如下:
2.5 网络优化建议
1)从覆盖上看,整体效果并不理想,建议加大设备的发射功率以加强覆盖。
2)3,4号楼梯中间区域EC/IO突然变差,可能存在外部的干扰,建议用扫频仪进行干扰排查。
3 结论
在进行网络优化的过程中,总结到CDMA室内信号覆盖测试3个比较重要的参数:这3个参数是EcIo、TXPOWER、RXPOWER。这3个参数是室内测试数据分析中最为关注的参数。在这里对这些参数做一些说明。
3.1 Ec/Io
Ec/Io反映了手机在当前接收到的导频信号的水平。Ec/Io反映了可用信号的强度在所有信号中占据的比例。这个值越大,说明有用信号的比例越大,反之亦反。在某一点上Ec/Io大,有两种可能性。一是Ec很大,在这里占据主导水平,另一种是Ec不大,但是Io很小,也就是说这里来自其他基站的杂乱导频信号很少,所以Ec/Io也可以较大。后一种情况属于弱覆盖区域,因为Ec小,Io也小,所以RSSI也小,所以也可能出现掉话的情况。在某一点上Ec/Io小,也有两种可能,一是Ec小,RSSI也小,这也是弱覆盖区域。另一种是Ec小,RSSI却不小,这说明了Io也就是总强度信号并不差。
3.2 TXPOWER
TXPOWER是手机的发射功率。在路测当中,正常的情况下,越靠近基站或者直放站,手机的发射功率会减小,远离基站和直放站的地方,手机发射功率会增大。如果出现基站直放站附近手机发射功率大的情况,很明显就是不正常的表现。可能的情况是上行链路存在干扰,也有可能是基站直放站本身的问题。比如小区天线接错,接收载频放大电路存在问题等。如果是直放站附近,手机发射功率大,很可能是直放站故障、上行增益设置太小等等。以上可以看出,测试中的TXPOWER水平,反映了基站覆盖区域的反向链路质量和上行干扰水平。
3.3 RXPOWER
RXPOWER是手机的接收功率。RXPOWER小的区域,肯定属于弱覆盖区域,RXPOWER大的地方,属于覆盖好的区域。但是RXPOWER高的地方,并不一定信号质量就好,因为可能存在信号杂乱,无主导频,或者强导频太多,形成导频污染。所以对RXPOWER的分析,要结合Ec/Io来分析。以上可以看出,RXPOWER,只是简单的反映了测试区域的信号覆盖水平,而不是信号覆盖质量的情况。
RXPower(dBm)是指手机的接收功率,而RxAGC 是指手机的接收功率调整,TXPower(dBm)是指手机的发射功率,而TxAGC 是指手机的发射功率调整。按照我目前的总结理解,RXPower和TXPower可以分别用RxAGC 和TxAGC来衡量。
参考文献
网络测试篇6
关键词.网络工程；布线；故障；测试；施工
近几年来，随着我国互联网建设浪潮的兴起，各城市在不断的发展，作为网络工程基础——网络布线系统已在我们工作生活中得到了广泛应用，不但涉及在办公场所，并在家居布线中也是不可缺少。我们常常在网络工程布线的施工中也会因各种原因使网络信号不稳定，也会造成了网络信号中断，这些给我们网络工程应用也带来了一些不便。
如果在网络应用出现问题时，我们一般可以从系统的网络相关设置入手(主要是检查IP地址、DNS以及网关是否错误或丢失等等)，检查网卡、交换设备等是否出现问题。排除这些故障因素后，基本可锁定为网络布线问题。目前在网络系统建设中，使用最广泛的就是非屏蔽双绞线。据统计，在造成网络故障的原因里，一般都是因为电缆线路常会出现一些问题。
本文探讨了网络工程施工布线过程控制及测试。
1施工过程控制
布线过程中，工人施工水平的高低直接影响着系统的性能，严重的还要重新返工。因此具体施工过程中，要严格按照施工规范，特别要注意以下几点：
1）避免线缆的机械损伤
为了保证线缆外皮不被刮破而影响电气传输特性，在所有的配线钢管管口都要安放塑料护口，实现线缆的平滑过渡。垂直线缆通过过线箱转入垂直钢管往下一层走时，在过线箱中要使用尼龙扎带绑扎悬挂，避免线缆重量全压在弯角的里侧线缆上，从而避免影响线缆的传输特性。在垂直线槽中的线缆要每米绑扎悬挂一次。线槽内布放线缆应平直、无缠绕，并且长短要一致。布线期间，线缆拉出线缆箱后尚未布放到位时，如果要暂停施工，应将线缆仔细缠绕收起，妥善保管。
2）消除电磁干扰
在综合布线系统中，水平线缆的管路尽量采用钢管，主干线缆的敷设尽量采用桥架，然后在施工的过程中，做好钢管与钢管之间、钢管与桥架之间、桥架与桥架之间的接地跨接工作。做好这样的管路后，我们再将非屏蔽线缆敷设其中，可有效地起到屏蔽作用，减少外界干扰对网络信号传输的影响，从而弥补非屏蔽布线系统的不足。
3）线槽最好安装在吊顶内
在安装线槽时应多方考虑，尽量将线槽安装在走廊的吊顶内，并且去各房间的支管应适当集中至检修孔附近，便于维护。集中布线施工要赶在走廊吊顶前即可，不仅减少布线工时，还利于已穿线缆的保护，不影响房内装修。一般走廊处于中间位置，布线的平均距离最短，节约线缆费用，提高综合布线的性能（线越短传输的品质越高），尽量避免线槽进入房间，否则，不仅费线，而且影响房间装修，不利于以后的维护。
4）规范打线方法
施工工人有时因为专业水准不够，为***省事，不考虑线序关系而直接将四对网线一一对应的连接。在这种情况下，当连接距离较短，网络应用简单时，网络不会出现连接上的故障，一切看起来很正常；但当连接距离较长，网络繁忙或高速运行时，就容易出现丢包厉害，网络时断时续甚至连接不通的状况。在我们进行网络排线的时候，应严格按照T568A或者T568B标准来链接，其核心是让3和6两个引脚为同一个绞对。在以太网中，一般是
使用两对双绞线，排列在1、2、3、6的位置。如果使用的不是两对线，而是将原配对使用的线分开使用，就会形成串扰，对网络性能有较大影响。在距离短的情况下并没有出现问题，然而一旦距离变长，故障就产生了。只需要将RJ45头重新按线序做过以后，就可以一切恢复正常。在现在的市场竞争下，有些双绞线厂商为了更好地实现双绞线的性能标准，将四对双绞线中的橙色、橙白色和绿色、绿白色这两对的缠绕度要比另外两对高一些，所以最好用它们做1、2、3、6，进一步提高网络性能。
5）尾线及标签
布放线缆应有冗余。在二级交接间、设备间双绞电缆预留长度一般为3m~6m，工作区为0.3m~0.6m，有特殊要求的应按设计要求预留。进柜尾线长短要一致，且不要过长。最好将线头按分组表分组，从线槽出口拉直用尼龙扎带（不可用铁丝或硬电源线等）绑扎好，绑扎点间距不大于50cm。关于标号的问题，线缆按照计算机平面***进行标号，每个标号对应一条4对芯线，对应的房间和插座位置不能弄错，在实施中，这是最容易出错的地方。可以
在两端的标号位置距末端25cm，贴浅色塑料胶带，上面用油性笔写上标号或贴上纸质号签后再缠上透明胶带。
6）备用线缆
按3%的比例穿备用线，备用线放在主干线槽内，每层至少一根备用线。当发生意外故障时，可以使用备用线。
2完工测试
在网络建设过程中，综合布线完成后，还需要对双绞线进行测试。结构化布线非屏蔽双绞线测试可分为两部分，即导通测试和认证测试。
2.1导通测试
网络电缆的铺设安装是一个以安装工艺为主的工作，工人的技能水平有高低，工作中的错漏也不可能百分百的能得到完全避免。为确保线缆安装满足性能和质量的要求，我们必须进行导通测试。导通测试注重结构化布线的连接性能，不关心结构化布线的电气特性，可以保证所完成的每一个连接都正确。通过这种方式，常见的连接错误如电缆标签标错、连接开路和短路等都可以被检查出来。经过导通测试后，可基本满足网络应用需求。
2.2认证测试
网络的应用并非只是满足基本需求，我们还需要对结构化布线系统依照标准进行测试，以确定结构化布线是否全部达到设计要求，这就是认证测试。
认证测试并不能提高综合布线的通道性能，只是确认所安装的线缆、相关连接硬件及其工艺能否达到设计要求。只有使用能满足特定要求的测试仪器并按照相应的测试方法进行测试，所得结果才是有效的。
在具体测试中，会发现一些问题，主要有以下几个方面：
1）近端串扰未通过。故障原因可能是近端连接点的问题，或者是因为串对、外部干扰、远端连接点短路、链路电缆和连接硬件性能问题、不是同一类产品以及电缆的端接质量问题等等；
2）接线***未通过。故障原因可能是两端的接头有断路、短路、交叉或破裂，或是因为跨接错误等；
3）衰减未通过。故障原因可能是线缆过长或温度过高，或是连接点问题，也可能是链路电缆和连接硬件的性能问题，或不是同一类产品，还有可能是电缆的端接质量问题等；
4）长度未通过。故障原因可能是线缆过长、开路或短路，或者设备连线及跨接线的总长度过长等。经过以上严格测试后，将故障点及不符合测试要求的线路逐一整改，直至满足测试标准。通过这样，避免了以后网络故障隐患的发生，构建了我们日常网络应用的优秀基础平台。
3 结束语
总而言之，在网络工程中的首先要做好施工过程控制，施工后再做好测试，避免网络工程以后发生故障而影响使用，从而构建日常网络应用的优秀基础平台。
参考文献
[1]张新房.***说建筑智能化系统[M].中国电力出版社，2009-8-1.
[2]梁华.建筑智能化系统工程设计手册[M].中国建筑工业出版社，2003-3-1.
[3]章云，许锦标.建筑智能化系统[M].清华大学出版社，2007-8-1.
[4]白玉岷.弱电系统的安装调试及运行[M].机械工业出版社，2010-1-1.
网络测试篇7
终端用户的新接入业务增加了对于广域网络中更高带宽的需求。传输速度为40/43Gbps的发展与同步数字体系(SDH)的下一阶段相符合。众所周知的技术呈现了全新的前景，现在正在实施下一个合理步骤：引入40/43Gbps技术，这为测量设备带来了新的挑战。
从10Gbps通信技术达到SDH中的下一个更高级别似乎很简单。但是，它需要许多技术性的调整，以达到电信级的质量。
较高的传输速度而不管未使用的DWDM波长？
15年前，建立了SDH/SONET技术，那时侯对于使用全光网络还只有很少或根本没有任何想法，而光通信通道可以通过使用光交叉连接器而透明地交叉连接。电信正在迅速地向这种类型的网络发展，而DWDM技术正在给予动力援助。在SDH中使用的网络操作中心(NOC)信令机制仍然以端对端连接为基础，而光通信信道则没有被说明。正如建议G.709中所说明的那样，ITU已经为此加紧推进了光传送网络(OTN)的标准化。这种光传送网络体系对于SDH的主要优势在于：它定义了光通信信道和相关的信令功能。
在OTN中除了OUT开销外，ITU-T第G.709号建议也规定了前向误码纠错(FEC)的使用，它并不只是允许了线缆交换网络中的位错检测，也进行了纠错，以实现较长的传输路径。
由G.709所描述的光传送网络体系并不是一种新的发展技术。当该项技术在多年前最初被定义的时候，它并没有实现任何突破。广域网络通过使用SDH/SONET技术而在全球范围内得到了大部分的认可，而并没有发生向全光网络的进一步发展。现在，随着传输体系中下一个阶段的实现，有了对于OTN技术的需求。***1显示了世界上第一台依照G.709的测试仪，它是由JDSU制造的。它是一种模块化系统，可以为STM-256和OTU3而装配上接口卡，为抖动发生器和抖动分析器留下两个空槽。满配置的测试仪可以进行40/43Gbps网络元件所需要的所有测试。
抖动―传输中信号损伤的危险源
在SDH/SONET标准中以及后来的OTN第G.709号建议中所说明的同步网络对于网络元件的同步以及时钟信号和数据信号的相位稳定性有着特别高的需求。通过参考标准的铷时钟信号或通过在网络元件上使用GPS，可以实现网状网络中的同步。然而，时钟信号中的不确定性仍然出现，尤其是在传输设备中，由于不同的物理机制而出现的不确定性。抖动和漂移被用来说明沿着理想数字信号时间轴的通常周期变化，例如，如果时钟信号在接收器采样过程中是不稳定的。正如ITU-T第G.810号建议中所说明的那样，如果这种周期性低于10赫兹，那么它被称为漂移。抖动和漂移具有不同的原因。
噪声和串扰造成了主要是在高频器件中的非系统性抖动。模式相关的系统抖动是由符号间的干扰所产生的，它是数字脉冲的之前和之后脉冲的影响。帧模式抖动是一种抖动现象，它是由信号结构所产生的，并且是由SDH或OTN信号的非扰码部分所造成的。由于在较高数据传输率上开销字节数量的增长，这种影响在STM-256或OTU3信号中变得更加重要。
为什么抖动对于传输有这样的威胁？
用于在理想点上(每个位的中心)对传输信号进行取样的时钟信号，是接收器对传输信号本身时钟恢复阶段得到的。由于信号上的低频抖动，得出的时钟信号跟随着频率变化，而只要抖动振幅不是特别的大，那么取样一般都是没有误差的。由于高频抖动，时钟恢复电路对于变化的跟随不能达到使信号取样没有误差的程度。在相位变化大于时钟周期的一半时(=0.5UI，或单位间隔)，错误的有效载荷信号取样就是不可避免的了，它造成了误码。其他因素可以更进一步地减少判定域值的范围。如果抖动振幅太高，那么有可能有效载荷信号会失去同步(帧丢失，LOF)。
OTU3高频抖动的最高级别是100mUI(单位间隔的10%)。峰-峰值通常是瞬时的，所以均方根(RMS)值是由积分计算的。由于它的时钟振荡器也受到热噪声和相位不纯性的制约，因此在它自身也有对于抖动分析器的高需求。这种振荡器的性能必须是最理想的，以测量具有任何程度不确定性的规定数值，这种振荡器需要花费很大的费用开发。根据ITU-T第O.172号建议，测量设备必须证明在相关的抖动频率范围内50mUI的最大内在抖动。
输入阶段的最大允许抖动(MTJ)是通过使用一个产生OTN或SDH信号的设备而确定的。正弦曲线抖动在不同频率上都适用于这种有效载荷信号。测量程序提高了在每个频率上的抖动振幅，超过规定的限值直到开始出现误码。
抖动传递特性说明了网元通过使用合适的技术减少或提高输入信号和输出信号之间抖动幅度的能力。这种抖动的减少对于在网状网络中防止在几个网段上积聚抖动尤其是必需的。
确定抖动接收器的测量准确度
网络测试篇8
【关键词】室内覆盖；穿透损耗；测试
0.概述
穿透损耗测试包括两种情况：一种是具有一定厚度的单个材料的穿透损耗测试，如玻璃，砖墙，水泥板等的穿透损耗测试。另一种是各种类型建筑物的整体穿透损耗测试，如玻璃幕墙大厦，水泥墙写字楼等的整体穿透损耗测试。前者能够给我们提供单体材料穿透损耗的参考数值，后者对解决实际工程中的室内覆盖问题十分重要。
鉴于传统的穿透损耗测试方法有若干缺点，本文提出一种新的穿透损耗测试方法，用于获取各种材料的单体穿透损耗值以及建筑物的整体穿透损耗值，有助于移动网络规划工作的开展。
1.单体材料穿透损耗测试
传统的穿透损耗测试方法，是采用手持设备采集现网测试信号数据进行穿透损耗分析。比如测试钢化玻璃的穿透损耗，先将手机伸到玻璃窗外测试信号强度，然后回到窗内测试室内信号，将两次测试的平均值的差值作为玻璃的穿透损耗。
这种方法有几点不妥。主要原因有以下几点：
第一，采用现网测试手机作为测试设备，意味着以该手机的信号强度标准为基准。虽然测试结果为相对差值，但即使是测试手机，也有相应的测试精度，比如误差为±2dB。这些误差会影响最终的测试结果。
第二，将现网信号作为测试信号，由于小区复用，不一定能保证信号源的单一性，即手机收到相同标识的扇区的信号而导致测试结果不准确。当然这种情况因为距离问题不常见，但鉴于无线环境的复杂性，并不能完全排除这种可能性，尤其是高层建筑。
第三，现网使用的频率没有2G频段，无法直接取得2G频段各种材料的穿透损耗值。
第四，所选的测试环境是否典型，如果测试环境不够典型，将不可避免地出现多信号源的现象。
对于第四点，不少人有疑问，周围有建筑恰恰是现实的情况反映，为什么反而对测试结果造成误差？这点有些类似传播模型校正，比如普通市区模型，为什么不选一个现实的站点进行电测及传播模型校正，而是选一片平整的典型的普通市区楼房区域进行电测和模型校正。现实的站点似乎更能反映电波的传播情况，但是其覆盖范围的适用性很窄，或者说其覆盖区域是不可复制的，其它地方很难找到类似的区域，不具备典型性。第四点中的穿透损耗测试也是一样，对于现网窄带信号的测试方法，周围近距离（如50M以内）的建筑物的强反射信号强度较强，时延很小，而接收设备不具备多径处理能力，因此反射信号将对最终结果有较大影响。同时测试环境也是不可复制的，即使在实际应用中周围同样有楼反射，但其相位和强度都无法预测，导致效果完全不同，因此测试结果的适用性值得商榷。
综上所述，当前测试方法的局限性在于：测试设备标准未知，测试频段并非3G频段以及测试环境并***型环境。
根据当前的资料和对穿透损耗的理解，比较合适的测试方法如下：
（1）采用比较精确的设备进行测试，比如扫频仪，误差为±1dB。测试误差在可控制范围内，而且其标准得到广泛认可。
（2）自行搭建信号发射源，发射预定频段信号进行测试，取得该频段准确的穿透损耗测试值。
（3）针对所需要测试的材料类型，选取典型的测试目标建筑。为了避免强反射信号的干扰，需要选取比较孤立的建筑物进行测试。此外，对测试目标楼有要求。假设楼右侧为玻璃窗墙，我们在楼右侧设定信号发射源对测试目标楼直射，距离测试目标楼距离大于200米（防止近场效应的影响），同时距离不应过大，避免接收信号淹没在背景噪声中。每一个位置取样点5次～8次，平均后消除快衰落的影响，依次测出1，2，3，4，……，n，n+1处的平均电平值，再对其进行处理得到玻璃幕墙的穿透损耗。
当然，这样测出的结果仅仅适用于单体材料的穿透损耗，对于建筑物整体的穿透损耗，仍然需要其它方法进行测试。
2.建筑物整体穿透损耗测试
传统的建筑物整体穿透损耗测试方法如下：在建筑物中收集特定BCCH的现网平均电平值，并在建筑物外面收集的平均电平值，两者差值为建筑物的整体穿透损耗均值，然后统计80%覆盖概率的损耗值，为最终整体损耗值。
类似于前面的分析，这种方法同样存在一些不妥之处。为了消除这些误差影响，需要对各种建筑物进行分类，并对同一种类型的建筑进行多次测试，将最终测试结果综合考虑，得到实际的穿透损耗值。
这种方法最大的优势在于其结合实际网络情况进行测试，特别是对同种类型的建筑多次测试后，在特定的环境下将获得与实际网络性能比较一致的结果，但这种测试方法得到的结果仍然无法作为参照标准，只是在工程建设中有一定的参考价值。
比较合适的测试方法如下：
（1）采用比较精确的设备进行测试，比如扫频仪，误差为±1dB。测试误差在可控制范围内，而且其标准得到广泛认可。
（2）自行搭建信号发射源，发射预定频段信号进行测试，取得该频段准确的穿透损耗测试值。
（3）针对所需要测试的建筑物类型，选取典型的测试目标建筑。为了避免强反射信号的干扰，需要选取比较孤立的建筑物进行测试。此外，对测试目标楼有要求。
我们在楼右侧设定信号发射源对测试目标楼直射，距离测试目标楼距离大于200米（防止近场效应的影响），同时距离不应过大，避免接收信号淹没在背景噪声中。每一个位置取样点5次～8次，平均后消除快衰落的影响，依次测出1，2，3，4，……，n，n+1处的平均电平值，再对其进行处理得到玻璃幕墙的穿透损耗。沿着测试路径1，2，3分别进行测试，再将测试结果进行处理分析，这样就得到单信号源对建筑物的整体穿透损耗值。
这样测试得出整体穿透损耗将比较保守，因为实际情况中周围建筑物往往有多条反射信号，CDMA的RAKE接收机完全可以把这些信号合并以加强覆盖效果，此外，密集市区的建筑物往往不只由单一扇区解决覆盖，因此实际情况将比测试情况好。但测试结果具有比较可靠的参考性。
3.一些穿透损耗参考值
穿透损耗测试结果往往是具有统计意义的参数值，不同的测试条件及测试环境，都会造成测试结果相差甚远。
4.结论
本文提出了“单体材料的穿透损耗值测试方法”以及“建筑物整体损耗值测试方法”，从工程的角度看，后者对解决覆盖更加重要。提出的“单信号源测试法”相信能够比较准确地测试出建筑物的穿透损耗结果。具有比较好的参考意义。原来的现网测试方法结合实际网络情况测试实际的穿透损耗，虽然不具备广泛适用性，也有参考价值。因此，可以以前者为主，后者为辅结合进行测试，最终得到比较准确的测试结果，帮助我们准确地进行链路损耗预算，指导CDMA网络的建设方案。
【参考文献】
[1][芬]哈里霍尔马，安提托斯卡拉著，周胜等译.WCDMA技术与系统设计.机械工业出版社，2002.
[2][美]Kyong II Kim编著，刘晓宇，杜志敏等译.CDMA系统设计与优化.人民邮电出版社.
网络测试篇9
运营商对未来网络发展的战略部署，如IPTV、NGN等，都对测试产生了空前的需求。您认为在测试领域，未来的主要增长点集中在什么领域？
杨淑媚：目前测试领域的主要增长点集中在通信新技术和新兴通信设备上。随着网络的规模和复杂性越来越大，各种新型业务的数量剧增，因此测试仪表应该从基本测试向系统测试的方向演进，测试也应从自动化向智能化方向发展，减少测试过程中人为的误差。而测试中比较突出的应该是网络测试、移动通信测试。
吴雪波：由于3G无线业务将会是运营商的主要收入来源，并且市场竞争将会非常激烈，而3G技术的复杂程度又前所未有的，因此运营商必然会需要大量3G测试仪表或系统来维护和优化他们的网络，以提供其市场竞争力。另外，NGN信令协议却又非常复杂，IP网络本身又缺乏固有的QoS保障体系，这就势必需要通过测试来保障 NGN网络的服务质量。对IPTV的测试需求，从长远来看一定是前景光明的。只是目前国家对IPTV的运营许可还没有完全放开，因此对IPTV的测试需求还不会象 3 G / NGN 那么旺盛。
通信技术的不确定和标准的快速更新，会对测试仪器的研发产生怎样的影响？
吴雪波：通信技术的不确定和标准的快速更新对测试仪器生产厂家来说，既有好的方面，同时也对我们提出了很大的挑战。从好的一方面来说，新的通信技术不断出现，就势必会带动网络设备生成厂家加大其研发投入，而测试仪表是研发比不可少的工具，这给仪表厂家带来更多的机会。而另一方面，新技术可能没过多久就被其它的新技术所替代了，仪表厂家刚投入巨资开发的仪表在还没有收回研发成本之前，就可能失去了用武之地。
金海良：由于技术、***治和市场的原因，并非所有的标准都会成为将来市场的主流。况且，即便是主流的标准也一直在更新和修订。这给通信测试领域带来新的挑战和机遇，这主要表现在以下两方面：第一，通信测试厂商首先要紧密贴合技术标准的发展变化，并具有足够的市场前瞻性。第二，通信标准多了以后，终端在不同标准的网络之间的系统选择、系统重选以及系统间切换等问题将变得非常重要。因此测试仪器需要支持各个通信标准，并能提供全面的系统间测试的解决方案。
电信运营商和设备商都可能是测试仪器的采购者，他们的对测试仪器的需求有什么不同？在测试仪器的产业链中，运营商是否对设备商有一定的引导作用？
杨淑媚：运营商主要是根据整个中国的通信用户需求以及其对今后通信网络的发展趋势的预测进行网络的规划的，也是由这个出发点决定运营商对通信设备的采购，同时由通信设备的采购决定的对仪表的需求。而设备商对通信设备的生产也是来源于运营商的需求以及设备商本身对网络发展趋势预测而采取的研发计划两方面的，这两方面形成了设备商对测试仪器的需求。从测试仪表的产业链中，运营商的市场需求对设备商是起到一定引导作用的，但同时仪表开发商和设备商都在通信技术的发展上要先于运营商的发展，以满足运营商不断增长的需求。
金海良：设备商采购测试仪器主要用于产品预研和研发、认证和预认证、生产和维修以及部署和安装。在各个阶段对测试仪器的需求是不同的，如研发和认证需要高性能、生产需要高测试速度、维修需要简单和低成本，安装需要便携等等。运营商采购仪器主要用于认证验收和网络准入、安装部署和维护优化等测试。由于用途不同，需求自然不同。作为其客户，运营商在测试仪器的产业链中对设备商有一定的影响，而实力强大、经验丰富的运营商对设备商甚至有相当的引导作用。
目前测试仪器在实际测试中还存在哪些不完善的地方，在未来NGN和3G时代，随着网络的演进，测试仪器将怎样“升级”？
杨淑媚：目前测试仪器在实际测试中，还有很多测试仪器并未达到满足用户在实际测试中的精度、准确度等方面的要求。在未来 NGN和3G时代，随着网络的演进，测试的复杂性会不断的提高，要确保测试精度和适应高速数据的测试，必须要提高仪器的智能程度，测试仪器的软件要便于升级以支持新出现的标准和一些临时标准。
吴雪波：由于3G和NGN网络协议非常复杂，网络流量也随着用户数量的增加日益增大，并且很多高层网络数据还进行了加密，这给测试仪器的实时监测、解密、统计和呼叫跟踪提出了很大的挑战。根据目前最快速的PCCPU 性能，还无法做到对复杂网络协议 (如 3 GIu b 接口 )的流量做到线速的实时呼叫跟踪。针对以上这个问题，新一代的测试仪器必须能够将更多的协议处理工作放到硬件来进行处理。目前基于特殊硬件设计的仪表已可以通过FPGA芯片来完成对于ATM信元的AAL2/AAl 5 实时重组，接下来还可以将更高层的协议重组 (如MAC / RLC ) 放到硬件上来进行处理。此外，还可以通过具有智能的硬件过滤器来过滤出需要监测的重要用户数据，从而做到对关键网络流量的实时处理和分析。
目前国内的测试水平较国际先进水平存在哪些差距？
吴雪波：目前国内的测试仪表厂家在电信软件产品方面已经有了很大的进步和发展，尤其是针对中国电信运营商的特殊需求能够十分快速地提供相应的定制解决方案，这是国内仪表厂家的优势所在。在同国际领先的测试仪表厂家相比，我认为国内厂家主要在两大方面可以进一步提高：第一是对高速采集硬件的设计能力上需要加强，目前国内的协议测试仪主要采用的是工控PC机加网络接口卡加软件的实现方式，这种架构在对流量非常高的 3 G / NGN / IP TV 网络的实时数据采集和处理方面，会存在明显的瓶颈；第二是在无线射频产品 (如频谱仪 )方面，在总体技术水平上同国外厂家相比还存在较大的差距。
金海良：中国是通信生产和消费大国，因此国内的测试水平与国际先进水平的差距不是很大。当然，由于技术经验的缺乏，在某些方面我们与国际先进水平还是有一些差距的。如在最新的通信技术测试方面，我们稍稍落后于一些先进的国家；在进行中国自主产权的TS - SCDMA 标准的产业化过程中，测试方面的经验也显得不足。不过，随着国内通信企业的强大，我们已经看到这种差距越来越小，相信不久的将来，中国的测试水平将加入国际先进的行列。
网络测试篇10
应用高速网络系统，使航空发动机试验人员实时获得试验和分析结果，是发动机试验及测试技术发展的必然趋势。本文即以LabWindows/CVI作为系统开发平台，利用C/S模式，采用TCP/IP协议，在某航空发动机地面试验测试系统中组建了一个基于虚拟仪器的远程网络测控系统。
【关键词】网络系统 虚拟仪器 远程网络 测控系统
国外、国内航空工业发展的实践都证明，航空动力装置测试设备和测试技术的先进与否直接决定了所研制发动机的先进性。进一步改进试验方法、提高测试技术水平，这在航空动力装置的研制过程中起着至关重要的作用。
由于发动机地面试验涉及的学科较多，让众多科研人员和专家都集中到试车台很不方便。进一步推动高速网络系统在整个发动机测试系统中的应用，使发动机试验人员实时的获得试验和分析结果，是发动机试验及测试技术发展的必然趋势。
本文旨在研究如何使测量到的数据能得到真正意义上的共享，实现远程测量。从根本上解决由于航空发动机试验的特殊性，科研人员无法全都集中在试验现场参加试验的问题，让他们在办公室里就能方便、快捷、直观的了解正在进行的试验。
2 系统设计
整个测控系统由数据采集与处理系统、网络交换机和数据显示系统三部分组成。数据采集与处理系统主要完成试验前的准备工作、试验数据的采集、处理和存储，并通过网络传送到数据显示系统；数据显示系统实时显示发动机各状态的参数值。
2.1 系统工作原理
本系统采用的是客户/服务器结构的应用程序。这种结构适用于分布式处理的计算机网络环境；采用基于TCP/IP协议技术实现网络间的数据传输，
实现本系统最关键的是数据采集和数据服务两部分。数据采集主要完成实时数据的采集和实现对设备控制，以及实时数据的收集存储；数据服务主要完成存储采集控制器所采集的数据，并提供网络服务功能，实现数据共享。这两部分完成之后，远程终端计算机只需要运行程序，启动面板对象显示线程，并通过网络不断的获取数据，同时为面板上虚拟仪器分派输入数据，用户就可以实时看到刷新的仪表面板画面。
2.2 Labwindows /CVI的网络实现机制
Labwindows/CVI是美国NI公司开发的基于C语言的软件开发平台。根据 Labwindows/CVI的通信机制，我们设计使用TCP/IP通信协议实现服务器端和客户端计算机之间的通信。TCP/IP通讯的基本原理是：通过指定IP地址（或计算机名）和端口，访问某个客户端。它是可靠的数据传输协议，连接之前需要进行握手。航空发动机试验中对于每个参数都要求准确、可靠，所以，我们选择TCP/IP这种具有高可靠性的数据传输方式。
2.3 通讯过程
使用TCP/IP协议进行网络通信时每个连接包括一个服务器和一个客户。服务器和客户端都可以通过网络向对方发送数据或从对方接收数据。服务器应用程序首先需要向系统注册，注册完成后就等待客户应用程序的连接请求。
在本系统中，测试服务器不仅需要采集、处理实验中的各参数信息，还要将所测得的参数信息返回给需要的客户端。一次具体的通信过程如***1所示。
3 网络化测控系统的实现
利用TCP/IP协议进行一对一的数据传输比较简单，在这里就不详细叙述了。在本系统中，客户端有很多，所以，需要建立起一个可以一对多的连接。在解决这个问题的过程中，采用了Labwindows/CVI中的多线程技术。主程序运行的过程中，不断扫描服务器端开放的程序端口，一旦有客户端请求连接，马上记录该客户端的信息，包括IP地址、计算机名等，并为之建立的连接分配通信句柄。同时，新建线程处理通信连接的信息发送和文件传输。这样，既不影响其它连接中的数据传输，又能快速的处理新建的连接。
实时波形的传输采用Datasocket技术实现，发送和接收的数据包同时包含实时波形的数据和波形参数，在数据发送的时候进行封装，接收端解开数据的封装，将获得参数显示在控件中。
4 程序运行效果
程序编写完毕后，在试车台进行调试，将服务器端程序和客户端程序分别在某航空发动机地面试验测试系统的计算机上运行，成功的实现了两端程序的连接。操作可靠，数据传输显示正确，基本实现了虚拟仪器远程网络控制的要求。
5 数据传送与接收的一致性问题
在进行发动机的地面试验过程中，对各试验参数的同步性要求比较高。采集服务器端在采集、分析的同时，要求客户端能够正确、同步地实时显示测试结果。但是在实际应用中往往会出现发送和接受的数据并不同步的问题，导致接收端显示的混乱。
在本网络化测控系统中，为保证客户端接收数据的一致性，我们采用数据属性方法，把时间信息与实时数据绑定、打包后后再进行数据。这样，在服务器和客户端之间传递的是实时数据、时间等内容的绑定整体。即使传输过程中出现数据丢失现象，丢失的也只能是绑定的数据包，并不会对下次传来的数据产生影响，从而避免了因某一项数据丢失而产生错误的情况发生。
具体做法是将每个数据包分为两项：数据项和属性项，分别存放采集数值和本数据包的标记――时间序号。由于每个包都有一个唯一的序号，因此接收方每次读到数据包时，只按序号来判断是否接收包并存放到显示数组中。
6 结束语
测控系统的网络化已成为现代测控领域的发展趋势，并将成为科学研究和自动化控制系统的重要组成部分。因此，在LabWindows/CVI环境下利用TCP/IP协议实现虚拟仪器远程网络控制一定能给发动机测试技术的发展注入活力。