一种EOC设备的测试环境的搭建

【摘要】EOC技术把IP信号与CATV信号结合在一起，通过同一根同轴电缆接入到用户，既不影响有线电视信号的传输，又能够独享双向的宽带综合业务。EOC系统具有新型的网络结构，对EOC设备的网络性能进行测试时，需进行组网工作，建立一个完善的、便于测试的网络环境。环境的搭建过程是一个小规模的网络规划与设计工程，包括各种测试设备、电脑、线，要保证实验易调试、好测试、好维护，环境优质。本文针对EOC设备提出一种新型的测试环境的搭建方案，给出了方案设计和测试结果。

【关键词】EOCHINOC系统测试环境搭建组网综合布线

一、引言

EOC（Ethernet over Coax）技术即以太网信号在同轴电缆上传输的一种技术。EOC技术是对现有有线电视网络“三网融合”的最佳改造技术方案。国内外的主流EOC技术包括以下几种技术：MOCA、HomePlug BPL、HomePlug AV、HINOC等[1]。随着光纤到楼的铺设，EOC技术目前着重解决最后100米接入。EOC设备一般分为头端设备与终端设备，头端设备通常放在楼道间，终端设备放在每家每户，通过树型网络结构的有线电视把两者相连，两者协调工作，提供良好的传输信道。针对该技术的网络性能进行测试时，搭建好一个良好的、有益的测试环境是一个关键环节。

测试环境是指为了完成测试工作所必需进行的计算机硬件环境和软件环境的总称，是测试必须的工作平台和前提条件[2]。毫无疑问，稳定和可控的测试环境，可以使测试人员花费较少的时间就能完成测试用例的执行，也无需为测试用例、测试过程的维护花费额外的时间，并且可以保证每一个被提交的缺陷都可以在任何时候被准确的重现。良好的测试环境，可以减少环境的变动对测试工作的不利影响，并可以对测试工作的效率和质量的提高产生积极的作用。此外，良好的测试环境也保证了测试结果的真实性和正确性。

本文主要介绍在搭建EOC测试环境方面中提供一些方法和知识，本文提出了一种新型的环境搭建的方案，它不仅要解决了传统EOC测试环境中的布线复杂、费用高、使用难、扩展难等诸多缺陷，还使其施工更简单、费用更低廉，而且很适合EOC设备的测试。

二、需求分析

2.1HINOC技术介绍

本文的对于EOC设备的测试环境的搭建的原型是HINOC系统，HINOC（High performance Network Over Coax）技术是我国自主研发、新型的、对有线网络进行双向改造的EOC技术。该技术采用基于同轴电缆的射频调制技术，实现IP数据和CATV信号的共缆传输。HINOC使用 750MHz-1006MHz的频段进行以IP为主的数据信号传输，采用16MHz的频率带宽作为一个数据传输的单信道，采用QAM（Quadrature Amplitude Modulation，即正交幅度调制）的自适应调制方式，可支持QPSK、8QAM、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM、256QAM、512QAM和1024QAM，该技术利用现有的有线电视网同轴电缆的网络布线，仅通过增加HiNOC Bridge（HB）和HiNOC Modem（HM）等相关设备，即可在不影响原有CATV信号情况下实现高速和高质量多业务接入，可承载包括IPTV（Internet Protocol Television，即交互式网络电视）、VOD（Video On Demand，即视频点播）、VoIP（Voice over Internet Protocol，即网络电话）、高速上网等宽带业务应用[3]。

2.2测试需求分析

HINOC网络性能测试的指标包括：网络传输速率、吞吐量、延时、丢包、网络管理能力。主要测试设备是：Smartbits网络分析仪。目前在HiNOC系统的网络结构中，一个HB最多可以连接32个HM，那么我们需要建立1个HB对32个HM的测试环境，33个使用同轴电缆相连，同时所有设备均要接入网络，以便测试网络性能和网络管理能力。除了测试设备以外，系统还包括一些测试PC和网络连接设备（如交换机、路由器），为保证各个设备能独立完成正确测试、互不受到影响，且要使测试人员能够简单、方便的进行测试，减少错误、故障和失效的发生，我们需要设计良好的环境搭建方案。

三、环境搭建方案设计

3.1设备选型

另外，传统的环境搭建对设备控制大多采用1对1的方式，没有专业的管理设备，管理非常不方便。而且连接大多采用HUB+USB转串口线，如果被测试设备有数十个甚至几十个多，那么相应的HUB和USB转接线也要增多，会导致容易出现故障，且故障不易排查等问题。此外，测试时，测试人员不仅需要对每个设备进行终端设置，还需记住每个设备对应的终端，而其中如有调试线路出现故障，或测试过程需要改变调试线路，测试人员会因为庞大的系统而造成记忆混乱。我使用串口服务器统一管理设备，把设备按顺序全部接入到串口服务器的端口上，测试PC只需通过相应软件控制串口服务器就可以完成对设备的统一控制，减少了HUB+USB转串口线的中间环节，降低了故障发生的几率，更方便测试人员对设备进行统一管理。

再次，对于HINOC系统的33个设备的同轴网络的连接也是非常复杂的，需要通过许多不同型号的分支分配器和同轴线进行连接，设备测试时拔插的工作十分麻烦。我使用了信道箱管理同轴线，把所有分配器全部装入箱内，设备只需按顺序接到箱外的接口处。

Smartbits通过对各种插卡模块的接口发送和接收数据进行网络性能分析。根据测试的需要，某一（或多个）插卡模块的接口产生数据流量并发送，另一（或多个）插卡模块的接口负责接收数据，这样该封闭环体系实际模拟了一个通信过程，该过程实际上是通信数据流量的一次性循环。测试按照同轴电缆的网络结构分为上行测试、下行测试、1对1测试、1对多测试等，每次测试都需要重新对网络进行布线，工作麻烦、复杂。而且网络分析仪会占用被测设备的网络接口，此时无法进行网络管理能力的测试，为使测试简化、兼容，我提出了利用交换机的MAC地址转发的功能来解决这一问题，把Smartbits和被测设备同时接入到交换机中，只需配置交换机，就可实现各种网络结构的测试。

最后，我还使用了PDU管理电源线，减少了测试人员对电源插座每次频繁开关的人力工作，实现了设备电源的自动控制。

3.2逻辑设计

测试环境按模块划分可具体分为5个模块：硬件设备模块、电源模块、串口调试模块、网络模块、同轴网络模块[4]。

系统测试的硬件设备包括：测试PC设备、网络连接设备、网络测试设备、被测设备4部分[5]。

测试PC设备包括：1台网管测试计算机、1台调试计算机；

网络连接设备：1台交换机、1台路由器、5台PDU、3台串口服务器、3台信道箱；

网络测试设备：1台smartbits；

被测设备包括：1台HB、32台HM。

电源模块由调试计算机、PDU、插座、电源线构成。33个被测设备通过电源线接入插座，插座再接入PDU，将4台PDU的4个网络接口接入路由器，这样测试时测试人员可以通过PDU的IP地址控制被测设备的上下电情况。

串口调试模块与电源模块类似，由调试计算机、串口服务器、串口线构成。33个被测设备通过串口线接入串口服务器，将2台串口服务器的2个网络接口接入路由器，这样测试人员可以通过串口服务器的IP地址控制33个被测设备的配置。配置时可以联合串口服务器软件与matlab，对33个设备进行统一配置。

网络模块由交换机、路由器、调试计算机、网管测试计算机、Smartbits、网线等构成。联合Smartbits与交换机的路由转发功能，可以节省测试网络性能的工作量，不用考虑网络的拓扑情况以及把网线在各个被测设备间接来接去。

同轴模块有信道箱、同轴线构成。2台信道箱，一台为树型网络结构，一台为星型网络结构，均为1个输入，32个输出。当要切换信道时，调整被测设备的同轴网口即可。

3.3布线设计

我们把所有服务器与客户端以及网络测试设备按测试项目分区域摆放好，被测设备与网络连接设备装入2台42U的统一机柜中，具体摆放如图2所示：

四、应用结果

4.1测试场景

通过模块化的环境搭建，使实验室干净整洁、搭建过程轻松、测试人员理解简单、测试过程统一有效、测试结果稳定正确。能满足了实验室的有条不紊的测试工作[6]。

测试现场图如图3所示：

4.2测试结果

对HINOC的测试结果表示：HINOC设备的吞吐量为上行53.75Mbps，下行56.23Mbps；延时为上行13ms，下行10ms；丢包为0%；网管功能良好，HINOC系统已经达到了HINOCv1的设计目标。部分测试结果如图4所示：

五、总结

本文对EOC技术以及网络结构进行了介绍，对传统的环境搭建方法与我的搭建方法进行了对比与分析，提出了使用PDU和串口服务器方便测试控制、利用交换机的转发功能简化布线工作，使用机柜存放设备的新型EOC环境搭建的方案，使网络人员能够更熟练的把握EOC设备测试的要领。同时介绍了HINOC系统，对HINOC的网络性能结果进行了描述，为建设功能完备性能优良的传输网下一代综合网络管理系统、全面提高传输网络的有效性、优化网络质量、提高客户服务质量打下了坚实的基础[7]。本文的环境搭建的方法不仅适用于EOC技术，也可适用于一般网络的测试，EOC技术在国内仍然属于初级阶段，对EOC设备的测试环境的搭建还有待大家都共同开发和发展。

参考文献

[1]武树斌，吉萌.广电EoC接入技术发展现状及演进趋势[J].中国有线电视，2012，No.32110：1172-1177

[2]王勇编著.网络综合布线与组网工程（第2版）.北京：科学出版社，2011（1）

[3]国家广播电影电视总局广播科学研究院[C]，北京大学，西安电子科技大学，上海明波通信技术股份有限公司，上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司.高性能同轴电缆接入技术（HINOC）研究与实现论文集，2011（3）

[4]雷震甲，吴晓葵，严体华编著.网络工程师教程（第三版）（修订版）.北京：清华大学出版社，2011（9）

[5]陶国芳.计算机网络综合布线系统实验室的设计和实现[J].实验室研究与探索，2006，03：331-334

[6].网络工程实验室的建设设计[J].实验科学与技术，2008，No.2803：130-133

[7]马伏贵.浅谈计算机网络综合布线的施工[J].油气田地面工程，2009，v.28；No.21305：87-88