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1測試設備組成

1．1手動測試設備

手動測試設備組成如圖1所示。測試時，被覆線連接、光纖衰減及對應的網(wǎng)口連接都需要手動完成。測試完所有通道需要耗費大量時間，而且進行同步時間測試，需要反復切斷連接通道來統(tǒng)計設備信道建立時間，手動測試難免產生人為誤差。此外測試結果需要人工記錄，測試效率偏低.

1．2自動測試設備

自動測試設備組成如圖2所示。測試時將被測試的兩個被覆線通道通過雙絞線連接，然后將兩個通道對應的局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）網(wǎng)口分別與工控機LAN1、LAN2連接，工控機通過網(wǎng)口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。管理網(wǎng)口與工控機網(wǎng)口LAN3連接，可用于查詢當前設備狀態(tài)。光纖通道測試原理與被覆線通道測試原理相同。將被覆線通道1與被覆線通道2～通道8分別連接進行測試，可完成所有被覆線通道的測試。將光纖通道1與光纖通道2連接、光纖通道3與光纖通道4連接、光纖通道5與光纖通道6連接、光纖通道7與光纖通道8連接，分別進行測試，即可完成所有光纖通道的測試。各通道對應的LAN網(wǎng)口只有通道連接時有效。上述過程中，被覆線及光纖的連接可分別通過繼電器及光衰減器實現(xiàn)，進而實現(xiàn)產品的自動測試功能。在測試過程中，工控機通過管理網(wǎng)口LAN3查詢通道連接狀態(tài)及歷史狀態(tài)，測試產品開機時間、鏈路狀態(tài)、以及產品同步時間等指標。

2硬件設計

自動測試設備主要由工控機、串口卡、網(wǎng)卡、網(wǎng)絡交換機、程控繼電器、掃碼器、程控電源、光衰減器等組成，硬件框圖如圖3所示。工控機用于運行上位機軟件完成對外圍設備的控制及產品的信息采集。串口卡安裝在工控機中，擴展4路串口，分別用于產品狀態(tài)查詢、電源輸出控制、繼電器模塊通斷控制及光衰減器控制。網(wǎng)卡用于擴展3路網(wǎng)口，其中兩路通過交換機與產品進行數(shù)據(jù)傳輸，剩余一路用于產品日志查詢。程控繼電器用于被覆線通道切換。掃碼器用于產品信息錄入。兩臺網(wǎng)絡交換機用于產品與測試設備的網(wǎng)絡信號橋接。程控電源用于產品測試過程供電，輸出電壓范圍（0～36）V，最大功率140W。光衰減器用于模擬光信號在光纖中傳輸?shù)乃p效應，衰減值可通過外部串口控制，可調衰減值范圍（0～60）dB，有效精度0．1dB。

3軟件設計

測試軟件開發(fā)環(huán)境為LabVIEW2013，采用虛擬儀器技術［3－5］實現(xiàn)自動測試過程控制、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)存儲與顯示以及自動生成報表等功能。測試軟件的開發(fā)應充分考慮通用化、系列化、模塊化的設計原則，滿足軟件可重用性、儀器可互換性、功能可擴展性等要求。首先軟件要與硬件系統(tǒng)結構相適應，根據(jù)硬件系統(tǒng)結構的特點制定軟件設計所涉及的數(shù)據(jù)結構，最后考慮軟件結構，實現(xiàn)測試軟件的各種功能［6－7］。測試軟件包括有線通信設備性能測試及數(shù)據(jù)處理相關模塊。

3．1性能測試

對有線通信設備進行測試可分為整機測試及組件測試兩項內容，測試的性能指標包含同步時間、漏包率、延遲時間等。歸納分析整機測試內容及組件測試內容，可以將測試軟件分解為多個功能模塊，通過這些模塊的組合來實現(xiàn)相關指標測試。（1）初始化模塊初始化模塊實現(xiàn)對繼電器、光程控衰減器、電源、局部變量、全局變量等控制軟件的初始化。（2）電源控制模塊電源控制模塊主要實現(xiàn)對程控電源的控制及狀態(tài)查詢。（3）繼電器與程控光衰減器模塊繼電器與程控光衰減器模塊實現(xiàn)對被覆線、光纖的通斷邏輯控制，根據(jù)測試階段的不同，進行鏈路通斷控制。（4）開機時間測試及狀態(tài)查詢模塊有線通信設備加電后，在30s內會通過串口回告測試設備一幀開機指令，該模塊用于判斷有線通信設備的通信狀態(tài)及開機狀態(tài)是否正常。（5）節(jié)點傳輸時延測試模塊有線通信設備在數(shù)據(jù)傳輸過程中存在時間延時，該模塊用于統(tǒng)計鏈路延時時間。上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時開始計時，收到數(shù)據(jù)后停止計時，該時間即為鏈路傳輸時延。在規(guī)定時間區(qū)間內重復執(zhí)行上述過程，取最大延時作為最終結果。其中，T0、T1為計時變量，T（n）為第n個數(shù)據(jù)包的傳輸時延。設定發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)最大值為30000，時延測試程序流程如圖4所示。（6）同步時間測試模塊同步時間是指從鏈路連接至正常通信的時間。該模塊從繼電器或光衰減器接通時刻開始計時，至狀態(tài)查詢模塊檢測到鏈路正常時刻停止計時，該時間即為同步時間。測試流程如圖5所示。（7）漏包測試模塊該模塊用于統(tǒng)計有線通信設備在數(shù)據(jù)傳輸過程中的漏包率。上位機采用用戶數(shù)據(jù)協(xié)議方式發(fā)送包含幀序號的測試數(shù)據(jù)，經過有線設備遠傳后回到上位機，上位機根據(jù)收到的幀序號測得漏包數(shù)據(jù)個數(shù)，由漏包數(shù)除以發(fā)送總包數(shù)可得到數(shù)據(jù)傳輸漏包率，程序執(zhí)行流程如圖6所示。測試時設定發(fā)送數(shù)據(jù)總包數(shù)為11000，漏包數(shù)為L，序號差x為收到幀序號減去上一幀序號，如果x＝1說明不漏包，否則漏包數(shù)為x－1。（8）日志下載及查詢模塊該模塊用于對有線通信設備整機日志功能及管控組件的日志功能進行測試。測試設備通過有線通信設備前面板網(wǎng)口發(fā)送日志查詢指令，有線通信設備回告響應設備狀態(tài)，通過回告內容判斷日志功能是否正常。（9）復位檢測模塊進行復位檢測時，有線通信設備物理復位后，會通過網(wǎng)口回告測試設備一幀狀態(tài)信息，復位檢測模塊接收到信息后進行解析判斷，檢查復位功能是否正常。（10）數(shù)據(jù)庫模塊數(shù)據(jù)庫模塊將測試結果傳輸至本地數(shù)據(jù)庫，本地數(shù)據(jù)庫連接信息中心，在信息中心處可調閱所有歷史測試記錄，并將測試數(shù)據(jù)生成測試報告［8－9］。

3．2數(shù)據(jù)處理

LabVIEW軟件能夠靈活調用電腦處理器的多核心實現(xiàn)多任務并行執(zhí)行，因此上位機能夠同時進行數(shù)據(jù)的收發(fā)處理，并行執(zhí)行流程，如圖7所示。在實際數(shù)據(jù)接收過程中，接收緩存區(qū)的數(shù)據(jù)并不是完整的一幀數(shù)據(jù)，因此不能直接處理，需要對接收的數(shù)據(jù)進行重新組幀。組幀流程如圖8所示。其中，R為接收數(shù)據(jù)包數(shù)。

4測試性能對比

對自動測試與手動測試效果進行對比，結果見表1。在整機測試過程中，自動測試所需時間較手動測試大幅縮短。在時間延遲測試、同步時間測試中，自動測試精度遠高于手動測試。在測試覆蓋性上，自動測試可測試產品的全部指標，而手動測試中，由于精度不足，光纖同步時間無法測試。通過對比可知，自動測試在測試效率、測試精度、測試覆蓋率上優(yōu)于手動測試。

5結論

通過實際測試使用性能對比，本文設計的自動測試設備能夠有效提升有線通信設備的測試效率及性能測試準確度，在實際使用中可縮減測試時間，有利于縮短產品生產周期，降低人力成本。

參考文獻

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作者：祝紅祥 周益青 施群 單位：上海無線電設備研究所