高速公路機電系統中的以太網交換機檢測技術

張文都

(陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710018)

在信息技術如此發達的時代，其在各個行業當中都有所應用，信息技術的應用不僅可以節省了大量的人工投入，并且提高了工作效率，增加了經濟效益。在我國的高速公路建設中，逐漸的實現了機電一體化的工作模式，在對機電工程的控制方面，國家有一定的規章制度對其進行規范。隨著這種機電工程的應用，信息技術在其中發揮了巨大的作用，其中以太網的交換技術使用的最為廣泛。以太網技術的發展，對我國的信息產業是一個巨大的改革，在以太網交換技術應用到高速公路的機電工程中，提高了高速公路的管理水平，增加的經濟效益。對于以太網交換技術的應用，主要是要有著很好的穩定性能，保證機電工程運行的可靠性，所以要對以太網的交換機進行檢測，保證其在相關性能方面可以符合標準。因此，結合目前我國國家和通信行業廣泛使用，基于以太網技術的局域網系統的驗收評測規范。但是在城域網應用領域中仍需要解決網絡環路的相關問題。不過由于發布時間較早和機電系統的快速發展，不同類型的以太網交換機的技術要求和測試方法等標準，以太網在局域網中取得了巨大的成功，目前交通行業其他標準也未對應用于高速公路機電系統。根據不同的以太網應用領域，包括生成樹協議(STP)、以太網環路保護切換協議(ERPS)、環回檢測和成環點定位技術。目前，全球的標準組織的以太網交換機的產品和以太網工程進行規范，均正在積極對以太網環路檢測技術進行標準化，隨著標準的不斷成熟，以太網的環路檢測技術將逐步降低以太網的環路風險，便于網絡的管理。

1 高速公路中以太網交換技術

1.1 現狀

近幾年來，我國的高速公路建設取得了相當好的成就，四通八達的高速公路

網架起了經濟的橋梁，帶動了經濟的快速發展，同時，在高速公路上也應用了先進的技術加以對路側的監控及數據的傳送，這就是以太網轉發方式在高速公路機電系統的廣泛應用。以太網作為局域網的一種，因其簡單實用性使其在機電系統中得到很好的應用，目前百兆的以太網在高速公路的機電系統中應用的較為廣泛，通過光纖實現遠距離數據的傳輸工作，以太網是應用交換機節點泛洪的方式使廣播幀在環路的節點上進行泛洪，最后實現廣播幀在環路的各個交換機節點上永無休止的進行傳輸。

1.2 測試方法

根據不同的情形，以太網交換機的檢測可分為二層性能檢測和三層性能檢測或行光口性能檢測和交換機性能檢測。但網絡上的性能測試又各以上四種不同，網絡測試方法可分為主動和被動測量二種，主動測量現在在網絡上已被廣泛使用，被動測量因其低效性所以在網絡性能判斷中并不被廣泛使用。主動測量是主動產生測量流量并注入網絡流收的，雖然會在一定程度上改變網絡本身的運行情況，來根據運行的情況進行性能的分析，其對流量的高度可控性和對網絡性能測量的高效性使其成為網絡測試的主要方式。

2 高速公路中以太網交換機測試

2.1 以太網

以太網在實際的使用過程中，具有自己的優勢，主要是可以將任何的協議數據進行封裝，其工作原理是，當其接收到單播幀或者是廣播幀的時候，就會通過一定的方式向其他的系統對該幀進行泛洪。以太網技術在使用的時候比較簡便，有很強的兼容性，成本花費比較低，標準化也比較成熟，所以用戶在使用的時候非常的方便，隨時隨地都可以應用，對其網絡進行的管理和維護工作也都是非常的簡單。

2.2 以太網測試內容

根據國家標準《基于以太網技術的局域網系統驗收測評規范》，YDT1141-2007《以太網交換機測試方法》、《路由器測試規范-低端路由器》等標準中的規定，以太網交換機測試總結如表1所示。

表1 測試項目

2.3 測試項目

性能指標則是用專用的以太網測試儀器進行測試，同時這些性能指標的測試結果也可以評價局域網系統是否符合驗收要求。從GBT 21671-2008《基于以太網技術的局域網系統驗收測評規范》中可以知道，局域網的性能也是通過對網絡吞吐量、傳輸時延、丟包率等性能指標的測量來判斷的。以太網測試儀是適合于現場使用的結構堅固測試平臺，協議測試和功能測試通過實際數據傳輸來驗證，它具有完整的以太網測試特性，具有雙光口和雙電口，以太網業務接口模塊，HST-3000支持多個數據流的測試，包括10/100/1000M以太網鏈路的流量發生與故障排查，能夠測試高達1Gbit/s的電口與光口鏈路。由于驗收檢測中各種條件的限制，對于交換機的常規測試，能支持點到點或者路由網絡的測試。

3 高速公路中以太網交換機測試合格判據

3.1 數據包的傳送能力

數據包在傳送的過程中，會因為資源不足的原因引起數據包的丟失，這種丟失的數據包多少就是常說的丟包率，目前百兆的以太網在吞吐量方面一般都是百分之七十以上的，在實際的運用中，根據測量出的吞吐量的大小進行的發包和丟失的數據包在幀長上的不同，一般情況下的測試結果都是0，那么在實際的測量中得到的丟包率一般情況下也都是0。在進行實際測量工作中時，在數據幀的傳送上，根據不同的長度來進行的測量一般的吞吐量都能夠達到百分之九十九以上。

3.2 延時

對于背靠背幀數還沒有確切的判定要求，為了防止時鐘不同步的誤差，從實際測量結果中可以看出，隨著數據幀長度的加大，背靠背幀數相應減小。延時是指數據包從發送端口到目的端口所需的時間，在實際測量中，要求在64bit幀長情況下測得的傳輸延時要小于0.1ms。

結語

隨著信息技術的發展，對于在高速公路的機電工程中的應用將會越來越廣泛，那么在實際的應用過程中，應該根據實際的運行狀況來對以太網交換機的使用進行檢測，以求達到系統能夠和機電工程相匹配。由于目前我國在以太網交換機在高速公路機電工程方面的使用還沒有一個系統的標準，所以我們只能在實踐中不斷的進行檢測調試，以求達到預期的目標。

[1]GBT 21671-2008，基于以太網技術的局域網系統驗收測評規范[S].

[2]JTG F80/2-2004，公路工程質量檢驗評定標準（第二冊機電工程）[S].

[3]YDT 1381-2005，IP網絡技術要求網絡性能測試方法[S].

[4]YDT 1098-2001，路由器測試規范-低端路由器[S].

[5]YDT 1141-2001，千兆比以太網交換機測試方法[S].