張文都

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710018)

在信息技術(shù)如此發(fā)達(dá)的時(shí)代，其在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中都有所應(yīng)用，信息技術(shù)的應(yīng)用不僅可以節(jié)省了大量的人工投入，并且提高了工作效率，增加了經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó)的高速公路建設(shè)中，逐漸的實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的工作模式，在對(duì)機(jī)電工程的控制方面，國(guó)家有一定的規(guī)章制度對(duì)其進(jìn)行規(guī)范。隨著這種機(jī)電工程的應(yīng)用，信息技術(shù)在其中發(fā)揮了巨大的作用，其中以太網(wǎng)的交換技術(shù)使用的最為廣泛。以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)是一個(gè)巨大的改革，在以太網(wǎng)交換技術(shù)應(yīng)用到高速公路的機(jī)電工程中，提高了高速公路的管理水平，增加的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于以太網(wǎng)交換技術(shù)的應(yīng)用，主要是要有著很好的穩(wěn)定性能，保證機(jī)電工程運(yùn)行的可靠性，所以要對(duì)以太網(wǎng)的交換機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，保證其在相關(guān)性能方面可以符合標(biāo)準(zhǔn)。因此，結(jié)合目前我國(guó)國(guó)家和通信行業(yè)廣泛使用，基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)的驗(yàn)收評(píng)測(cè)規(guī)范。但是在城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中仍需要解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的相關(guān)問(wèn)題。不過(guò)由于發(fā)布時(shí)間較早和機(jī)電系統(tǒng)的快速發(fā)展，不同類(lèi)型的以太網(wǎng)交換機(jī)的技術(shù)要求和測(cè)試方法等標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中取得了巨大的成功，目前交通行業(yè)其他標(biāo)準(zhǔn)也未對(duì)應(yīng)用于高速公路機(jī)電系統(tǒng)。根據(jù)不同的以太網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，包括生成樹(shù)協(xié)議(STP)、以太網(wǎng)環(huán)路保護(hù)切換協(xié)議(ERPS)、環(huán)回檢測(cè)和成環(huán)點(diǎn)定位技術(shù)。目前，全球的標(biāo)準(zhǔn)組織的以太網(wǎng)交換機(jī)的產(chǎn)品和以太網(wǎng)工程進(jìn)行規(guī)范，均正在積極對(duì)以太網(wǎng)環(huán)路檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷成熟，以太網(wǎng)的環(huán)路檢測(cè)技術(shù)將逐步降低以太網(wǎng)的環(huán)路風(fēng)險(xiǎn)，便于網(wǎng)絡(luò)的管理。

1 高速公路中以太網(wǎng)交換技術(shù)

1.1 現(xiàn)狀

近幾年來(lái)，我國(guó)的高速公路建設(shè)取得了相當(dāng)好的成就，四通八達(dá)的高速公路

網(wǎng)架起了經(jīng)濟(jì)的橋梁，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)，在高速公路上也應(yīng)用了先進(jìn)的技術(shù)加以對(duì)路側(cè)的監(jiān)控及數(shù)據(jù)的傳送，這就是以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)方式在高速公路機(jī)電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。以太網(wǎng)作為局域網(wǎng)的一種，因其簡(jiǎn)單實(shí)用性使其在機(jī)電系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，目前百兆的以太網(wǎng)在高速公路的機(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用的較為廣泛，通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)的傳輸工作，以太網(wǎng)是應(yīng)用交換機(jī)節(jié)點(diǎn)泛洪的方式使廣播幀在環(huán)路的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行泛洪，最后實(shí)現(xiàn)廣播幀在環(huán)路的各個(gè)交換機(jī)節(jié)點(diǎn)上永無(wú)休止的進(jìn)行傳輸。

1.2 測(cè)試方法

根據(jù)不同的情形，以太網(wǎng)交換機(jī)的檢測(cè)可分為二層性能檢測(cè)和三層性能檢測(cè)或行光口性能檢測(cè)和交換機(jī)性能檢測(cè)。但網(wǎng)絡(luò)上的性能測(cè)試又各以上四種不同，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方法可分為主動(dòng)和被動(dòng)測(cè)量二種，主動(dòng)測(cè)量現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上已被廣泛使用，被動(dòng)測(cè)量因其低效性所以在網(wǎng)絡(luò)性能判斷中并不被廣泛使用。主動(dòng)測(cè)量是主動(dòng)產(chǎn)生測(cè)量流量并注入網(wǎng)絡(luò)流收的，雖然會(huì)在一定程度上改變網(wǎng)絡(luò)本身的運(yùn)行情況，來(lái)根據(jù)運(yùn)行的情況進(jìn)行性能的分析，其對(duì)流量的高度可控性和對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)量的高效性使其成為網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的主要方式。

2 高速公路中以太網(wǎng)交換機(jī)測(cè)試

2.1 以太網(wǎng)

以太網(wǎng)在實(shí)際的使用過(guò)程中，具有自己的優(yōu)勢(shì)，主要是可以將任何的協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，其工作原理是，當(dāng)其接收到單播幀或者是廣播幀的時(shí)候，就會(huì)通過(guò)一定的方式向其他的系統(tǒng)對(duì)該幀進(jìn)行泛洪。以太網(wǎng)技術(shù)在使用的時(shí)候比較簡(jiǎn)便，有很強(qiáng)的兼容性，成本花費(fèi)比較低，標(biāo)準(zhǔn)化也比較成熟，所以用戶(hù)在使用的時(shí)候非常的方便，隨時(shí)隨地都可以應(yīng)用，對(duì)其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的管理和維護(hù)工作也都是非常的簡(jiǎn)單。

2.2 以太網(wǎng)測(cè)試內(nèi)容

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)評(píng)規(guī)范》，YDT1141-2007《以太網(wǎng)交換機(jī)測(cè)試方法》、《路由器測(cè)試規(guī)范-低端路由器》等標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，以太網(wǎng)交換機(jī)測(cè)試總結(jié)如表1所示。

表1 測(cè)試項(xiàng)目

2.3 測(cè)試項(xiàng)目

性能指標(biāo)則是用專(zhuān)用的以太網(wǎng)測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)這些性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果也可以評(píng)價(jià)局域網(wǎng)系統(tǒng)是否符合驗(yàn)收要求。從GBT 21671-2008《基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)評(píng)規(guī)范》中可以知道，局域網(wǎng)的性能也是通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)吞吐量、傳輸時(shí)延、丟包率等性能指標(biāo)的測(cè)量來(lái)判斷的。以太網(wǎng)測(cè)試儀是適合于現(xiàn)場(chǎng)使用的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固測(cè)試平臺(tái)，協(xié)議測(cè)試和功能測(cè)試通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸來(lái)驗(yàn)證，它具有完整的以太網(wǎng)測(cè)試特性，具有雙光口和雙電口，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口模塊，HST-3000支持多個(gè)數(shù)據(jù)流的測(cè)試，包括10/100/1000M以太網(wǎng)鏈路的流量發(fā)生與故障排查，能夠測(cè)試高達(dá)1Gbit/s的電口與光口鏈路。由于驗(yàn)收檢測(cè)中各種條件的限制，對(duì)于交換機(jī)的常規(guī)測(cè)試，能支持點(diǎn)到點(diǎn)或者路由網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試。

3 高速公路中以太網(wǎng)交換機(jī)測(cè)試合格判據(jù)

3.1 數(shù)據(jù)包的傳送能力

數(shù)據(jù)包在傳送的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)橘Y源不足的原因引起數(shù)據(jù)包的丟失，這種丟失的數(shù)據(jù)包多少就是常說(shuō)的丟包率，目前百兆的以太網(wǎng)在吞吐量方面一般都是百分之七十以上的，在實(shí)際的運(yùn)用中，根據(jù)測(cè)量出的吞吐量的大小進(jìn)行的發(fā)包和丟失的數(shù)據(jù)包在幀長(zhǎng)上的不同，一般情況下的測(cè)試結(jié)果都是0，那么在實(shí)際的測(cè)量中得到的丟包率一般情況下也都是0。在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量工作中時(shí)，在數(shù)據(jù)幀的傳送上，根據(jù)不同的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行的測(cè)量一般的吞吐量都能夠達(dá)到百分之九十九以上。

3.2 延時(shí)

對(duì)于背靠背幀數(shù)還沒(méi)有確切的判定要求，為了防止時(shí)鐘不同步的誤差，從實(shí)際測(cè)量結(jié)果中可以看出，隨著數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的加大，背靠背幀數(shù)相應(yīng)減小。延時(shí)是指數(shù)據(jù)包從發(fā)送端口到目的端口所需的時(shí)間，在實(shí)際測(cè)量中，要求在64bit幀長(zhǎng)情況下測(cè)得的傳輸延時(shí)要小于0.1ms。

結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于在高速公路的機(jī)電工程中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，那么在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行狀況來(lái)對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)的使用進(jìn)行檢測(cè)，以求達(dá)到系統(tǒng)能夠和機(jī)電工程相匹配。由于目前我國(guó)在以太網(wǎng)交換機(jī)在高速公路機(jī)電工程方面的使用還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們只能在實(shí)踐中不斷的進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試，以求達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

[1]GBT 21671-2008，基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)評(píng)規(guī)范[S].

[2]JTG F80/2-2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（第二冊(cè)機(jī)電工程）[S].

[3]YDT 1381-2005，IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試方法[S].

[4]YDT 1098-2001，路由器測(cè)試規(guī)范-低端路由器[S].

[5]YDT 1141-2001，千兆比以太網(wǎng)交換機(jī)測(cè)試方法[S].