孫繼平 彭銘

文章編號：1671?251X（2024）04?0001?08

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.18185

摘要：為滿足煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控、5G 等不同業(yè)務(wù)對時延、可靠性、帶寬等指標(biāo)的不同需求，煤礦信息綜合承載網(wǎng)應(yīng)具有下列功能：①網(wǎng)絡(luò)切片功能，支持 FlexE接口技術(shù)或信道化子接口技術(shù)，將端口帶寬資源劃分到不同網(wǎng)絡(luò)切片中；不同網(wǎng)絡(luò)切片之間的業(yè)務(wù)彼此隔離承載，互不影響。②網(wǎng)絡(luò)切片在線帶寬擴容功能，帶寬調(diào)整過程中業(yè)務(wù)不出現(xiàn)丟包。③網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置掉電保護功能。④符合 IEEE 802.3和 TCP/IP協(xié)議，支持 IPv6協(xié)議和 IPv6業(yè)務(wù)承載，支持 IPv4、IPv6業(yè)務(wù)同時承載。⑤支持萬兆光接口、千兆光接口、10/100/1000 Mbit/s 自適應(yīng)接口，核心與匯聚節(jié)點宜支持5萬兆及以上光接口。⑥宜采用環(huán)形或雙環(huán)結(jié)構(gòu)。⑦業(yè)務(wù)質(zhì)量實時監(jiān)測功能，實時監(jiān)測指定業(yè)務(wù)的時延、抖動和丟包率情況。⑧1588v2時鐘同步功能，支持5G 基站業(yè)務(wù)接入。煤礦信息綜合承載網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：①光端口傳輸距離應(yīng)≥20 km；電端口傳輸距離應(yīng)≥100 m 。②骨干網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥10 Gbit/s；接入網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥1 Gbit/s 。③不同幀長的丟包率均≤0.01%（在70%網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載條件下）。④單節(jié)點傳輸時延應(yīng)≤1 ms（當(dāng)以太網(wǎng)幀幀長度為1518 byte 時）。⑤節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)抖動≤100μs。⑥單接口支持切片數(shù)量應(yīng)≥5。⑦ FlexE接口技術(shù)最小帶寬應(yīng)≤1 Gbit/s；信道化子接口技術(shù)最小帶寬應(yīng)≤2 Mbit/s。⑧網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間應(yīng)≤50 ms 。⑨在電網(wǎng)停電后，承載網(wǎng)設(shè)備在備用電源下的連續(xù)工作時間應(yīng)≥4 h。

關(guān)鍵詞：煤礦智能化；煤礦信息；承載網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)切片；FlexE

中圖分類號：TD655 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research and formulation of coal mine information comprehensive bearer network standards

SUN Jiping， PENG Ming

（School of Artificial Intelligence， China University of Mining and Technology-Beijing， Beijing 100083， China）

Abstract： In order to meet the different requirements of coal mine monitoring， positioning， video， audio， remote control， 5G and other services for latency， reliability， bandwidth and other indicators， the coal mine information comprehensive bearer network should have the following functions.① The network slicing function supports FlexE interface technology or channelized sub interface technology， and divides port bandwidth resources into different network slices. The services between different network slices are isolated and carried by each other without affecting each other.② The online bandwidth expansion function of network slicing ensures that there is no packet loss during the bandwidth adjustment process.③ Network slices set the power-off protection function.④ The network complies with IEEE 802.3 and TCP/IP protocols， supports IPv6 protocol and IPv6 service bearer， and supports both IPv4 and IPv6 services simultaneously.⑤ The network supports 10GE optical interface， 1GE optical interface， 10/100/1000 Mbit/s adaptive interface. The core and aggregation nodes should support optical interfaces of 50GE or above.⑥ It is advisable to use a circular or double ring structure.⑦ The real time monitoring function for business quality， monitors the delay，jitter， and packet loss rate of specified services in realtime.⑧1588v2 clock synchronization function supports 5G base station service access. The main technical indicators of the coal mine information comprehensive bearer network should meet the following requirements.① The optical port transmission distance should be ≥20 km. The transmission distance of the electrical port should be ≥100 meters.② The transmission rate of the backbone network should be ≥10 Gbit/s. The transmission rate of the access network should be ≥1 Gbit/s.③ The packet loss rate for different frame lengths is ≤0.01%（under 70% network traffic load conditions）.④ The single node transmission delay should be ≤1 ms （when the Ethernet frame length is 1518 bytes）.⑤ Node forwarding jitter should be ≤100μs.⑥ The number of slices supported by a single interface should be ≥5.⑦ The minimum bandwidth of FlexE interface technology should be ≤1 Gbit/s. The minimum bandwidth of channelized sub interface technology should be ≤2 Mbit/s.⑧ The self-healing time of network reconstruction should be ≤50 ms.⑨ After a power outage in the power grid， the continuous working time of the bearer network equipment under standby power supply should be ≥4 hours.

Key words： coal mine intelligence; coal mine information; bearer network; network slicing; FlexE

0引言

煤礦信息綜合承載網(wǎng)根據(jù)不同業(yè)務(wù)對時延、可靠性、帶寬等的不同需求，通過網(wǎng)絡(luò)物理層切片（以下簡稱網(wǎng)絡(luò)切片）劃分不同的信道，可同時承載監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控、5G 等業(yè)務(wù)的煤礦信息傳輸網(wǎng)絡(luò)[1-3]，是煤礦智能化建設(shè)的關(guān)鍵。2022年，國家能源局綜合司下達(dá)了“煤礦信息綜合承載網(wǎng)通用技術(shù)規(guī)范”能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究制定項目（項目編號：能源20220138），并確定由中國礦業(yè)大學(xué)（北京）為主要起草單位，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的編寫制定工作。起草單位共同組建成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)研究及編制起草工作。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）孫繼平教授作為項目工作組組長，負(fù)責(zé)項目整體技術(shù)方案和指標(biāo)的確定及起草工作。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組通過多種途徑廣泛收集了與煤礦信息綜合承載網(wǎng)有關(guān)的技術(shù)資料，全面掌握了現(xiàn)有煤礦信息綜合承載網(wǎng)有關(guān)的應(yīng)用和技術(shù)情況，在分析研究和試驗驗證的基礎(chǔ)上，確定了煤礦信息綜合承載網(wǎng)的技術(shù)要求、試驗方法等內(nèi)容，形成了《煤礦信息綜合承載網(wǎng)》（征求意見稿）。本文根據(jù)《煤礦信息綜合承載網(wǎng)》（征求意見稿）進(jìn)行整理。

1一般要求

煤礦信息綜合承載網(wǎng)（以下簡稱承載網(wǎng)）應(yīng)符合本文件和 MT/T 1131—2011《礦用以太網(wǎng)》[4]、GB/T 21671—2008《基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗收測評規(guī)范》[5]、YD/T 1160—2001《接入網(wǎng)技術(shù)要求——基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)》[6]等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，承載網(wǎng)路由器應(yīng)符合 MT/T 1081—2008《礦用網(wǎng)絡(luò)交換機》[7]的規(guī)定，承載網(wǎng)中的其他設(shè)備應(yīng)符合國家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣及文件制造和成套。

用于爆炸環(huán)境的承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)是礦用防爆型，宜是礦用本質(zhì)安全型，其輸入輸出信號應(yīng)是本質(zhì)安全型[8]。承載網(wǎng)接入路由器應(yīng)是礦用本質(zhì)安全型產(chǎn)品，不應(yīng)使用風(fēng)扇散熱。承載網(wǎng)入井線纜入井口處應(yīng)具有防雷措施。

2主要功能

1）承載網(wǎng)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)切片功能，支持 FlexE 接口技術(shù)[9]或信道化子接口技術(shù)，將端口帶寬資源劃分到不同網(wǎng)絡(luò)切片中[10]；不同網(wǎng)絡(luò)切片之間的業(yè)務(wù)彼此隔離承載，互不影響，即如果網(wǎng)絡(luò)切片 A 內(nèi)數(shù)據(jù)擁塞丟包，不影響網(wǎng)絡(luò)切片 B 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；滿足監(jiān)控、定位[11]、視頻[12]、音頻、遠(yuǎn)控、5G 等業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳輸要求[13]。網(wǎng)絡(luò)切片應(yīng)具有在線帶寬擴容功能，帶寬調(diào)整過程中業(yè)務(wù)不出現(xiàn)丟包。承載網(wǎng)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置掉電保護功能，承載網(wǎng)設(shè)備掉電重啟后網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置保持不變，無需重新配置。

2）承載網(wǎng)應(yīng)符合 IEEE 802.3和 TCP/IP 協(xié)議，應(yīng)支持 IPv6協(xié)議和 IPv6業(yè)務(wù)承載，可支持 IPv4、IPv6業(yè)務(wù)同時承載。承載網(wǎng)應(yīng)支持萬兆光接口、千兆光接口、10/100/1000 Mbit/s 自適應(yīng)接口，核心與匯聚節(jié)點宜支持5萬兆及以上光接口。承載網(wǎng)宜采用環(huán)形或雙環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。承載網(wǎng)應(yīng)具有業(yè)務(wù)質(zhì)量實時監(jiān)測功能，可實時監(jiān)測指定業(yè)務(wù)的時延、抖動和丟包率情況。承載網(wǎng)應(yīng)具有1588v2時鐘同步功能，支持5G 基站業(yè)務(wù)接入[14]。

3）承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有3層路由功能[15]，支持虛擬局域網(wǎng) VLAN 和虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有初始化參數(shù)設(shè)置和掉電保護功能。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)可被承載網(wǎng)網(wǎng)管管理，應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP、Telemetry、Netconf 等管理功能。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有故障診斷和故障指示功能。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有電源監(jiān)測與指示功能。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有 ACL 數(shù)據(jù)報文過濾功能。承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有 CPU 保護功能。

4）承載網(wǎng)網(wǎng)管應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃和拓?fù)涑尸F(xiàn)功能，支持指定業(yè)務(wù)入網(wǎng)絡(luò)切片。承載網(wǎng)網(wǎng)管應(yīng)具有拓?fù)涔芾怼⒏婢芾?、性能管理、配置管理等功能。承載網(wǎng)網(wǎng)管應(yīng)具有遠(yuǎn)程配置下發(fā)功能，支持網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)感知和用戶運維，輸出告警、報告等。承載網(wǎng)網(wǎng)管應(yīng)具有業(yè)務(wù)拓?fù)淇梢暫土髁柯窂娇梢暪δ埽С衷O(shè)備免配置即插即用。承載網(wǎng)網(wǎng)管宜支持 XML、SNMP、RESTful 等北向接口，實現(xiàn)承載網(wǎng)網(wǎng)管和煤礦整體管理系統(tǒng)平臺的對接。

3主要技術(shù)指標(biāo)

1）根據(jù)采掘工作面到地面中心站的最遠(yuǎn)距離及光纖插接損耗等，提出光端口傳輸距離應(yīng)≥20 km，電端口傳輸距離應(yīng)≥100 m。

2）根據(jù)綜采工作面遠(yuǎn)控帶寬需求約1 Gbit/s 和承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀等，提出承載網(wǎng)傳輸速率：骨干網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥10 Gbit/s；接入網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥1 Gbit/s。

3）根據(jù)煤礦監(jiān)控[16]和遠(yuǎn)程控制等需求和承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀，提出承載網(wǎng)不同幀長的丟包率均≤0.01%（在70%網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載條件下）。

4）根據(jù)煤礦監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制等需求[17]，以及承載網(wǎng)技術(shù)和綜合承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀等，提出單節(jié)點傳輸時延應(yīng)≤1 ms（以太網(wǎng)幀長度為1518 byte 時）。

5）根據(jù)煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控等需求[18]和承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀，提出單節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)抖動應(yīng)≤100μs。

6）分析研究表明，煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控等不同業(yè)務(wù)，對帶寬、時延、可靠性的需求不同。因此，根據(jù)煤礦業(yè)務(wù)需求和承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀等，提出單接口支持切片數(shù)量應(yīng)≥5。

7）切片粒度越小，越便于用戶配置。根據(jù)煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控等需求和承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀[19]，提出網(wǎng)絡(luò)切片帶寬可按需調(diào)整，并滿足下列要求：① FlexE 接口技術(shù)最小帶寬應(yīng)≤1 Gbit/s。②信道化子接口技術(shù)最小帶寬應(yīng)≤2 Mbit/s。

8）根據(jù)煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控等需求和綜合承載網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀，提出網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間應(yīng)≤50 ms。

9）根據(jù)煤礦井下供電情況，煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控等需求和備用電源技術(shù)現(xiàn)狀，提出電網(wǎng)停電后，承載網(wǎng)設(shè)備在備用電源下的連續(xù)工作時間應(yīng)≥4 h。

4試驗用儀器和設(shè)備及連通性測試

4.1試驗用儀器和設(shè)備

試驗用光衰減器應(yīng)能模擬光纜最大傳輸距離。試驗用損傷儀應(yīng)能模擬承載網(wǎng)帶寬限制、時延、時延抖動、丟包、亂序、重復(fù)報文、誤碼、擁塞等網(wǎng)絡(luò)異常狀況。

試驗用承載網(wǎng)性能測試工具應(yīng)滿足下列要求：①應(yīng)具有承載網(wǎng)流量監(jiān)聽功能。②應(yīng)具有承載網(wǎng)協(xié)議分析功能，能對承載網(wǎng)中的協(xié)議進(jìn)行解碼和流量分布統(tǒng)計。③應(yīng)具有承載網(wǎng)節(jié)點和拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)功能，能夠自動生成承載網(wǎng)節(jié)點列表，包括節(jié)點的媒體訪問控制地址、IP 地址和名稱。④應(yīng)具有承載網(wǎng)流量仿真功能，可指定數(shù)據(jù)包的內(nèi)容（IP地址、媒體訪問控制地址）和數(shù)據(jù)包的長度，并可指定所產(chǎn)生流量的大小。⑤應(yīng)具有 RFC2544網(wǎng)絡(luò)性能測試，包括吞吐率、傳輸時延和丟包率測試功能。⑥應(yīng)具有因特網(wǎng)包探索器 Ping 和 TraceRoute測試功能。⑦應(yīng)具有從承載網(wǎng)設(shè)備上獲取簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP 數(shù)據(jù)功能。⑧應(yīng)具有故障管理（如告警、定位、清除）和配置管理測試功能。⑨應(yīng)具有測試結(jié)果分析及圖表打印輸出功能。⑩宜具有易于使用的圖形用戶界面和腳本功能，提供方便和用戶友好的配置。

4.2連通性測試

承載網(wǎng)連通性測試如圖2所示，測試步驟如下：①將測試設(shè)備連接到被測網(wǎng)絡(luò)的一個端口。②用測試工具對被測網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點設(shè)備進(jìn)行10批次因特網(wǎng)包探索器 Ping 測試，每次間隔1 s，以測試網(wǎng)絡(luò)連通性。③測試工具對其他端口進(jìn)行測試，重復(fù)步驟② ， 直到遍歷所有的測試節(jié)點設(shè)備。④檢查所有端口是否全部聯(lián)通，如果全部聯(lián)通則判定系統(tǒng)連通性符合要求。

5.1網(wǎng)絡(luò)切片功能試驗

網(wǎng)絡(luò)切片功能試驗方法如下：①查看是否能配置 FlexE 接口或信道化子接口，按 YD/T 3992—2021《靈活以太網(wǎng)（FlexE）鏈路接口測試方法》[20]的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。②創(chuàng)建至少2個不同的網(wǎng)絡(luò)切片，分別命名為網(wǎng)絡(luò)切片 A 和網(wǎng)絡(luò)切片 B 等。③在每個網(wǎng)絡(luò)切片中配置不同的帶寬資源，模擬不同業(yè)務(wù)的帶寬需求。④在網(wǎng)絡(luò)切片 A 中發(fā)送大量數(shù)據(jù)以模擬擁塞情況，查看網(wǎng)絡(luò)切片 B 中的數(shù)據(jù)傳輸是否受影響。

5.2網(wǎng)絡(luò)切片的在線帶寬擴容功能試驗

網(wǎng)絡(luò)切片的在線帶寬擴容功能試驗方法如下：①準(zhǔn)備模擬業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)生成工具，用于產(chǎn)生不同帶寬的數(shù)據(jù)流。②查看是否有在線增加網(wǎng)絡(luò)切片帶寬的設(shè)置。③隨機選擇1個網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行帶寬調(diào)整，將帶寬設(shè)置到更高或更低的數(shù)值，查看帶寬調(diào)整過程中是否出現(xiàn)丟包。

5.3網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置掉電保護功能試驗

網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置掉電保護功能試驗方法如下：①創(chuàng)建多個不同網(wǎng)絡(luò)切片，設(shè)置各個網(wǎng)絡(luò)切片的帶寬等參數(shù)。②將承載網(wǎng)設(shè)備斷電。③重新給承載網(wǎng)設(shè)備供電，查看承載網(wǎng)設(shè)備重啟后網(wǎng)絡(luò)切片的設(shè)置是否保持不變。

5.4 IPv6協(xié)議和 IPv6業(yè)務(wù)承載及 IPv4與 IPv6同時承載功能試驗

IPv6協(xié)議和 IPv6業(yè)務(wù)承載及 IPv4與 IPv6同時承載功能試驗方法如下：①在承載網(wǎng)設(shè)備上啟用 IPv6協(xié)議，通過測試終端設(shè)備進(jìn)行 IPv6協(xié)議的 Internet 訪問，查看網(wǎng)絡(luò)連接是否正常。②查看承載網(wǎng)設(shè)備是否可以自動配置和手動配置 IPv6地址，是否可以正確獲取 IPv6地址。③配置 IPv6路由表，檢查承載網(wǎng)設(shè)備是否能對 IPv6路由支持和轉(zhuǎn)發(fā)。④發(fā)送 IPv6業(yè)務(wù)流量，如視頻流、音頻流等，查看承載網(wǎng)設(shè)備是否能夠承載 IPv6業(yè)務(wù)。⑤在承載網(wǎng)設(shè)備上同時啟用 IPv4和 IPv6協(xié)議，測試承載網(wǎng)設(shè)備是否能夠同時承載 IPv4和 IPv6業(yè)務(wù)。

5.5接口功能試驗

接口功能試驗方法如下：①檢查承載網(wǎng)設(shè)備是否可通過光接口和電接口通信，并測試接口速率是否符合要求，是否指示相應(yīng)的通信狀態(tài)。②斷開承載網(wǎng)設(shè)備的光接口和電接口，檢查是否指示不通信狀態(tài)。

5.6環(huán)形或雙環(huán)結(jié)構(gòu)功能試驗

環(huán)形或雙環(huán)結(jié)構(gòu)功能試驗方法如下：①對于環(huán)型結(jié)構(gòu)，斷開任意2個承載網(wǎng)路由器間的連接，檢查全部受試承載網(wǎng)路由器是否均能與中心站正確通信，并指示相應(yīng)的通信狀態(tài)。②對于雙環(huán)結(jié)構(gòu)，先拆除1個環(huán)路，檢查全部受試承載網(wǎng)路由器是否均能與中心站正確通信，并指示相應(yīng)的通信狀態(tài)；恢復(fù)已拆除環(huán)路，拆除另一環(huán)路，檢查全部受試承載網(wǎng)路由器是否均能與中心站正確通信，并指示相應(yīng)的通信狀態(tài)。

5.7業(yè)務(wù)質(zhì)量實時檢測功能試驗

業(yè)務(wù)質(zhì)量實時檢測功能試驗方法如下：打開業(yè)務(wù)質(zhì)量實時檢測界面，查看是否顯示指定業(yè)務(wù)的時延、抖動和丟包率情況。

5.81588v2時鐘同步和5G 基站業(yè)務(wù)接入功能試驗

1588v2時鐘同步試驗方法如下：①使用支持1588v2時鐘同步測試設(shè)備或軟件，向承載網(wǎng)設(shè)備發(fā)送1588v2時鐘同步請求。②查看承載網(wǎng)設(shè)備的時鐘同步狀態(tài)，包括時鐘偏移、時鐘抖動等指標(biāo)。③查看時鐘同步是否成功，檢查承載網(wǎng)設(shè)備與外部時鐘源是否保持同步。

5G 基站業(yè)務(wù)接入功能試驗方法如下：①配置和啟動5G 基站，確保其與承載網(wǎng)設(shè)備連接正常。②使用網(wǎng)絡(luò)測試工具 Ping，測試承載網(wǎng)設(shè)備與5G 基站是否 Ping 通，檢查承載網(wǎng)設(shè)備是否能夠與5G 基站正常通信。

5.9 3層路由、虛擬局域網(wǎng) VLAN 和虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN 功能試驗

3層路由功能試驗方法如下：①配置多個子網(wǎng)和路由協(xié)議功能，模擬不同子網(wǎng)之間通過3層路由實現(xiàn)路由互通。②使用網(wǎng)絡(luò)測試工具 Ping 在不同子網(wǎng)之間進(jìn)行連通性測試，檢查承載網(wǎng)設(shè)備是否能夠進(jìn)行3層路由轉(zhuǎn)發(fā)。

虛擬局域網(wǎng) VLAN 功能試驗按 YD/T 1240—2002《接入網(wǎng)設(shè)備測試方法——基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)設(shè)備》[21]和 YD/T 3918—2021《接入網(wǎng)設(shè)備測試方法支持網(wǎng)絡(luò)切片的光線路終端（OLT）》[22]的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN 功能試驗按 YD/T 4609—2023《切片分組網(wǎng)絡(luò)（SPN）南向接口測試方法》[23]的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

5.10初始化參數(shù)設(shè)置和掉電保護功能試驗

初始化參數(shù)設(shè)置和掉電保護功能試驗方法如下：①開啟承載網(wǎng)設(shè)備，并進(jìn)入初始化參數(shù)設(shè)置界面。②嘗試設(shè)置不同的參數(shù)，并檢查承載網(wǎng)設(shè)備是否能夠正確保存和加載這些參數(shù)。③切斷承載網(wǎng)設(shè)備電源，2 min 后重新復(fù)電，檢查所設(shè)置的各種參數(shù)是否保持不變。

5.11網(wǎng)管功能試驗

網(wǎng)管功能試驗按 YD/T 1240—2002的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

5.12故障診斷和故障指示功能試驗

故障診斷和故障指示功能試驗方法如下：承載網(wǎng)設(shè)備設(shè)置端口、板卡等故障，檢查是否能正確診斷故障，是否有相應(yīng)故障指示。

5.13電源監(jiān)測與指示功能試驗

電源監(jiān)測與指示功能試驗方法如下：承載網(wǎng)設(shè)備工作正常，斷開電源，檢查是否有相應(yīng)的電源指示。

5.14 ACL 數(shù)據(jù)報文過濾功能試驗

ACL 數(shù)據(jù)報文過濾功能試驗方法如下：①承載網(wǎng)設(shè)備設(shè)置1個或多個 ACL 規(guī)則。②發(fā)送符合 ACL 規(guī)則的數(shù)據(jù)報文，并檢查是否按照規(guī)則的定義被允許。③發(fā)送不符合 ACL 規(guī)則的數(shù)據(jù)報文，并驗證是否按照規(guī)則的定義被拒絕。④打開承載網(wǎng)設(shè)備日志，檢查 ACL 規(guī)則的操作記錄是否正確并生成相應(yīng)的日志條目。⑤在設(shè)備上修改已有的 ACL 規(guī)則，添加新的規(guī)則或刪除部分規(guī)則。⑥重復(fù)步驟②和步驟③ ， 驗證 ACL 規(guī)則的更改是否生效，并檢查設(shè)備是否能夠正確地過濾數(shù)據(jù)報文。

5.15 CPU 保護功能試驗

CPU 保護功能試驗方法如下：①根據(jù)承載網(wǎng)設(shè)備的 CPU 保護設(shè)置，發(fā)送足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)流，使得承載網(wǎng)設(shè)備的 CPU 利用率超過設(shè)定的閾值。②查看承載網(wǎng)設(shè)備的處理行為，是否按照預(yù)期的模式進(jìn)行 CPU 保護，如丟棄或限制流量。③檢查承載網(wǎng)設(shè)備的告警和日志，查看是否生成相應(yīng)的保護事件記錄。

5.16網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃和拓?fù)涑尸F(xiàn)功能試驗

網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃功能試驗方法如下：①登錄承載網(wǎng)網(wǎng)管，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃界面。②創(chuàng)建不同的網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃方案，包括網(wǎng)絡(luò)切片名稱、網(wǎng)絡(luò)切片帶寬、網(wǎng)絡(luò)切片分級等參數(shù)配置。③檢查切片規(guī)劃方案是否創(chuàng)建成功，并是否可在承載網(wǎng)網(wǎng)管中進(jìn)行查看和編輯。

拓?fù)涑尸F(xiàn)功能試驗方法如下：①在承載網(wǎng)網(wǎng)管中，選擇拓?fù)涑尸F(xiàn)功能，查看承載網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。②檢查拓?fù)涑尸F(xiàn)是否準(zhǔn)確，包括設(shè)備連接關(guān)系、設(shè)備狀態(tài)、鏈路狀態(tài)等信息是否正確顯示。③檢查是否支持不同的拓?fù)湟晥D切換。

5.17拓?fù)涔芾?、告警管理、性能管理、配置管理功能試?/p>

拓?fù)涔芾砉δ茉囼灠?YD/T 4446—2023《切片分組網(wǎng)絡(luò)（SPN）設(shè)備測試方法》[24]有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

告警管理功能試驗方法如下：①模擬設(shè)備故障、鏈路中斷、性能異常等不同告警事件。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠?qū)崟r接收并顯示告警類型、告警級別、告警時間等告警信息。

性能管理功能試驗方法如下：①配置承載網(wǎng)網(wǎng)管的采集周期、采集項等性能管理參數(shù)。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠?qū)崟r采集和展示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的吞吐量、延遲、丟包率等性能數(shù)據(jù)。

配置管理功能試驗方法如下：①登錄承載網(wǎng)網(wǎng)管，進(jìn)入配置管理界面。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠顯示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口配置、路由配置、安全配置等配置信息。

5.18遠(yuǎn)程配置下發(fā)、網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)感知、報告生成和用戶運維功能試驗

遠(yuǎn)程配置下發(fā)功能試驗方法如下：①登錄承載網(wǎng)網(wǎng)管，建立與承載網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程連接。②選擇目標(biāo)承載網(wǎng)設(shè)備，編輯 IP地址、創(chuàng)建端口、修改協(xié)議類型等相關(guān)配置參數(shù)。③將新的配置下發(fā)到目標(biāo)承載網(wǎng)設(shè)備，并檢查配置是否成功應(yīng)用到承載網(wǎng)設(shè)備上。

網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)感知功能試驗方法如下：①在承載網(wǎng)網(wǎng)管中查看承載網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)、鏈路狀態(tài)、接口利用率等健康狀態(tài)信息。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠準(zhǔn)確感知和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的健康狀態(tài)，并實時更新相關(guān)信息。

報告生成功能試驗方法如下：①使用承載網(wǎng)網(wǎng)管的報告生成功能，生成網(wǎng)絡(luò)性能、配置變更、故障排查等方面的報告。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠準(zhǔn)確地收集和分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

用戶運維功能試驗方法如下：①使用承載網(wǎng)網(wǎng)管模擬常見的設(shè)備重啟、接口關(guān)閉/開啟、配置回退等用戶運維操作。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠有效地執(zhí)行這些操作，并及時反饋操作結(jié)果和狀態(tài)。

5.19業(yè)務(wù)拓?fù)淇梢暋⒘髁柯窂娇梢暫驮O(shè)備免配置即插即用功能試驗

業(yè)務(wù)拓?fù)淇梢暪δ茉囼灧椒ㄈ缦拢孩俅蜷_承載網(wǎng)網(wǎng)管的業(yè)務(wù)拓?fù)漤撁婊蚬δ苣K。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠正常顯示業(yè)務(wù)拓?fù)鋱D。

流量路徑可視功能試驗方法如下：①打開承載網(wǎng)網(wǎng)管的流量路徑頁面或功能模塊，輸入源節(jié)點和目的節(jié)點，模擬流量路徑查詢。②檢查承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠正確計算并展示業(yè)務(wù)流量經(jīng)過的源節(jié)點、途徑節(jié)點和目的節(jié)點。

設(shè)備免配置即插即用功能試驗方法如下：①準(zhǔn)備1個未配置的承載網(wǎng)設(shè)備。②將承載網(wǎng)設(shè)備連接到承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。③查看承載網(wǎng)網(wǎng)管是否能夠自動管理承載網(wǎng)設(shè)備并完成初始化配置。

5.20北向接口和平臺對接功能試驗

北向接口和平臺對接功能試驗方法如下：①分別使用 XML、SNMP、RESTful 等接口測試工具發(fā)送請求至承載網(wǎng)網(wǎng)管的北向接口，并檢查煤礦整體管理系統(tǒng)平臺是否能夠正確接收和處理這些數(shù)據(jù)。②查看承載網(wǎng)網(wǎng)管是否返回響應(yīng)報文，并檢查響應(yīng)報文的數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容是否正確。

6 主要技術(shù)指標(biāo)測試

6.1傳輸距離測試

承載網(wǎng)以光纜為傳輸介質(zhì)時，根據(jù)圖3（a）測試傳輸距離，圖中光衰減器模擬最大傳輸距離的光纜線路損耗。承載網(wǎng)以電纜為傳輸介質(zhì)時，根據(jù)圖3（b）測試傳輸距離，圖中仿真線模擬最大傳輸距離的電纜線路損耗。2種介質(zhì)情況下，在最大吞吐率時進(jìn)行測試，檢查是否丟包，若無丟包，則最大傳輸距離符合要求。

6.2主干網(wǎng)傳輸速率測試

骨干網(wǎng)傳輸速率測試方法如下：①將網(wǎng)絡(luò)測試儀連接到骨干網(wǎng)的路由器上。②使用測試軟件在網(wǎng)絡(luò)測試儀上生成速率≥10 Gbit/s 的流量。③在骨干網(wǎng)的另一端使用分析軟件測量接收到的流量，比較發(fā)送和接收到的流量數(shù)據(jù)，計算傳輸速率是否≥10 Gbit/s。

接入網(wǎng)傳輸速率測試方法如下：①將網(wǎng)絡(luò)測試儀連接到接入網(wǎng)的路由器上。②使用測試軟件在網(wǎng)絡(luò)測試儀上生成速率≥1 Gbit/s 的流量。③在接入網(wǎng)的另一端使用分析軟件測量接收到的流量，比較發(fā)送和接收到的流量數(shù)據(jù)，計算傳輸速率是否≥1 Gbit/s。

6.3隨流檢測測試

采用承載網(wǎng)隨流檢測技術(shù)測試網(wǎng)絡(luò)的時延、抖動、丟包率等性能指標(biāo)，如圖4所示，損傷儀模擬網(wǎng)絡(luò)鏈路劣化丟包，測試步驟如下：①構(gòu)造端到端以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，并通過測試工具模擬煤礦以太網(wǎng)業(yè)務(wù)流量發(fā)包，發(fā)送業(yè)務(wù)流量小于被測系統(tǒng)內(nèi)部帶寬。②被測系統(tǒng)基于業(yè)務(wù)部署隨流檢測功能，通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺可以查看到端到端業(yè)務(wù)流量時延、抖動和丟包率。③通過損傷儀模擬承載網(wǎng)內(nèi)部鏈路丟包率30%，測試工具呈現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)流量丟包30%。④通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺可以查看到端到端、逐跳的業(yè)務(wù)流量時延、抖動和丟包率，并且呈現(xiàn)丟包鏈路。

6.4網(wǎng)絡(luò)切片測試

網(wǎng)絡(luò)切片測試步驟如下：①50 GE 及以上速率接口測試 FlexE 接口切片和信道化子接口切片，10 GE 及以下速率接口測試信道化子接口切片。②被測網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)切片個數(shù)≥5，如果是 FlexE 接口技術(shù)，每個網(wǎng)絡(luò)切片帶寬為1 Gbit/s，如果是信道化子接口技術(shù)，每個網(wǎng)絡(luò)切片帶寬為2 Mbit/s。③將測試工具的2個端口連接到被測網(wǎng)絡(luò)鏈路的源端口和目的端口上。④通過測試工具的1個端口向被測網(wǎng)絡(luò)注入包長1518 byte 流量，各網(wǎng)絡(luò)切片優(yōu)先級相同。⑤第1個網(wǎng)絡(luò)切片注入流量帶寬為網(wǎng)絡(luò)切片帶寬的70%，其余網(wǎng)絡(luò)切片不注入流量，在測試工具接收端口接收測試幀，計算并記錄第1個網(wǎng)絡(luò)切片發(fā)送和接收的時間差，以及數(shù)據(jù)幀數(shù)量差。⑥第1個網(wǎng)絡(luò)切片注入流量帶寬為網(wǎng)絡(luò)切片帶寬的70%，其余網(wǎng)絡(luò)切片注入流量帶寬為網(wǎng)絡(luò)切片帶寬的120%，在測試工具接收端接收測試幀，計算并記錄第1個網(wǎng)絡(luò)切片發(fā)送和接收的時間差，以及數(shù)據(jù)幀數(shù)量差。

6.5網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間測試

在最大吞吐率條件下，使幀長和幀速率不變，斷開承載網(wǎng)中任意2個承載網(wǎng)路由器連接，網(wǎng)絡(luò)測試工具根據(jù)丟包量和幀速率計算網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間。

6.6備用電源連續(xù)工作時間測試

使備用電源處于充滿狀態(tài)，停止承載網(wǎng)設(shè)備外部電源供給，記錄承載網(wǎng)設(shè)備在備用電源下連續(xù)工作時間是否≥4 h。

7結(jié)論

1）為滿足煤礦監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控、5G 等不同業(yè)務(wù)對時延、可靠性、帶寬等指標(biāo)的不同需求，承載網(wǎng)應(yīng)具有下列功能：①網(wǎng)絡(luò)切片功能，支持 FlexE 接口技術(shù)或信道化子接口技術(shù)，將端口帶寬資源劃分到不同網(wǎng)絡(luò)切片中；不同網(wǎng)絡(luò)切片之間的業(yè)務(wù)彼此隔離承載，互不影響；滿足監(jiān)控、定位、視頻、音頻、遠(yuǎn)控、5G 等業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳輸要求。②網(wǎng)絡(luò)切片在線帶寬擴容功能，帶寬調(diào)整過程中業(yè)務(wù)不出現(xiàn)丟包。③網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置掉電保護功能，承載網(wǎng)設(shè)備掉電重啟后網(wǎng)絡(luò)切片設(shè)置保持不變，無需重新配置。④符合 IEEE 802.3和 TCP/IP 協(xié)議，支持 IPv6協(xié)議和 IPv6業(yè)務(wù)承載，支持 IPv4、IPv6業(yè)務(wù)同時承載。⑤支持萬兆光接口、千兆光接口、10/100/1000 Mbit/s 自適應(yīng)接口，核心與匯聚節(jié)點宜支持5萬兆及以上光接口。⑥宜采用環(huán)形或雙環(huán)結(jié)構(gòu)。⑦業(yè)務(wù)質(zhì)量實時監(jiān)測功能，實時監(jiān)測指定業(yè)務(wù)的時延、抖動和丟包率情況。⑧1588v2時鐘同步功能，支持5G 基站業(yè)務(wù)接入。

2）承載網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有下列功能：①支持3層路由功能，支持虛擬局域網(wǎng) VLAN 和虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN。②初始化參數(shù)設(shè)置和掉電保護功能。③可被承載網(wǎng)網(wǎng)管管理，具有網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 SNMP、 Telemetry、Netconf 等管理功能。④故障診斷和故障指示功能。⑤電源監(jiān)測與指示功能。⑥ ACL 數(shù)據(jù)報文過濾功能。⑦ CPU 保護功能。

3）承載網(wǎng)網(wǎng)管應(yīng)具有下列功能：①網(wǎng)絡(luò)切片規(guī)劃和拓?fù)涑尸F(xiàn)功能，支持指定業(yè)務(wù)入網(wǎng)絡(luò)切片。②拓?fù)涔芾?、告警管理、性能管理、配置管理等功能。③遠(yuǎn)程配置下發(fā)功能，支持網(wǎng)絡(luò)健康狀態(tài)感知和用戶運維，輸出告警、報告等。④業(yè)務(wù)拓?fù)淇梢暫土髁柯窂娇梢暪δ埽С衷O(shè)備免配置即插即用。⑤宜支持 XML、SNMP、RESTful 等北向接口，實現(xiàn)承載網(wǎng)網(wǎng)管和煤礦整體管理系統(tǒng)平臺的對接。

4）承載網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：①光端口傳輸距離應(yīng)≥20 km；電端口傳輸距離應(yīng)≥100 m。②骨干網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥10 Gbit/s；接入網(wǎng)傳輸速率應(yīng)≥1 Gbit/s。③不同幀長的丟包率均≤0.01%（在70%網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載條件下）。④單節(jié)點傳輸時延應(yīng)≤1 ms（當(dāng)以太網(wǎng)幀長度為1518 byte 時）。⑤節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)抖動≤100μs。⑥單接口支持切片數(shù)量應(yīng)≥5。⑦ FlexE 接口技術(shù)最小帶寬應(yīng) ≤1 Gbit/s；信道化子接口技術(shù)最小帶寬應(yīng)≤2 Mbit/s。⑧網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自愈時間應(yīng)≤50 ms。⑨在電網(wǎng)停電后，承載網(wǎng)設(shè)備在備用電源下的連續(xù)工作時間應(yīng)≥4 h。

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[20] YD/T 3992—2021靈活以太網(wǎng)（FlexE）鏈路接口測試方法[S].

YD/T 3992-2021 Test methods for flexible ethernet （FlexE）interface of link[S].

[21] YD/T 1240—2002接入網(wǎng)設(shè)備測試方法——基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)設(shè)備[S].

YD/T 1240-2002 Test method for access network- broadband access based on ethernet technology[S].

[22] YD/T 3918—2021接入網(wǎng)設(shè)備測試方法支持網(wǎng)絡(luò)切片的光線路終端（OLT）[S].

YD/T 3918-2021 Test methods for access network optical line terminal（OLT） supporting network slicing[S].

[23] YD/T 4609—2023切片分組網(wǎng)絡(luò)（SPN）南向接口測試方法[S].

YD/T 4609-2023 Test method of slicing packet networks（SPN）equipment southbound interface[S].

[24] YD/T 4446—2023切片分組網(wǎng)絡(luò)（SPN）設(shè)備測試方法[S].

YD/T 4446-2023 Test methods for slicing packet networks（SPN）equipment[S].