验证测试（共8篇）
验证测试 篇1
1引言
随着互联网业务的发展,用户持续增加,城域网规模和传输网络日益扩大,因城域网故障或传输故障而导致用户大面积故障所引起的投诉也日渐增多。
目前GPON网络中的重要设备OLT基本是双上联到单93的情况, 一旦中间的传输节点或者链路出现故障,则会导致该局向业务全阻。 鉴于此,某运营商与华为公司提出了OLT双上联至双93的思路,制定了三种方案, 并对其中两个方案进行了业务验证测试。 一般城域网拓扑如图1所示。
2OLT双上联两台城域网交换机方案的设计和实施
(1)交换机堆叠
随着网络的可靠性要求越来越高,单台交换机已经无法满足。 为此,可采用交换机堆叠方案。 S9300支持CSS(Cluster Switch System)系统,将几台交换机通过专用的堆叠电缆连接起来,对外呈现为一台逻辑交换机。
(2)交换机E-trunk
如图2所示 ,93之间采用E-trunk (Enhanced trunk)模式。 E-trunk是一种实现跨设备链路聚合的机制,基于LACP(单台设备链路聚合的标准)进行了扩展,能够实现多台设备间的链路聚合,从而把链路可靠性从单板级提高到了设备级。
E-trunk机制主要应用于OLT双归接入VPLS、 VLL、PWE3网络时OLT与93间的链路保护,以及对93设备节点故障的保护。 未使用E-trunk前,OLT通过Eth-trunk链路只能 单归到一 个93设备 ; 如果Eth-trunk出现故障或者93设备故障 ,OLT将无法与93设备继续进行通信。 使用E-trunk后,OLT可以双归到93上,从而实现设备间保护。
(3)OLT Smart Link上行
Smart Link ( 图3) 保护组也叫智能链路保护组 , 针对双上行组网,提供主、备链路冗余备份及快速迁移方案。 一个组内最多可包含两个端口,其中一个为主端口,另一个为从端口。 正常情况下,只有一个端口处于转发(ACTIVE)状态,另一个端口被阻塞,处于待命(STANDBY)状态。当转发状态的端口发生故障时, Smart Link组会自动将该端口阻塞 ,并将原阻塞的待命端口切换到转发状态。 当检测到主用链路故障,切换主用链路和备用链路,向备用链路上发送Flush报文,刷新环路上各节点的MAC表项和ARP表项。
Smart Link功能配置思路如下:
1)在OLT上配置Smart Link组 , 将对应接口加入Smart Link组中。
2) 在OLT进行配置 , 将需要进行负载分担的VLAN 500映射到实例10。
3)在OLT上创建Smart Link备份组 , 并指定接口角色。
4)在OLT上配置负载分担功能 ,实例10映射的VLAN数据从备份链路进行转发。
5)在OLT上使能回切功能,恢复故障后,流量切换到相对稳定的原主链路上。
6)在OLT上使能发送Flush报文功能。
7)在SW1、SW2对应接口上使能Flush报文接收功能。
8)在OLT上使能Smart Link组功能。
3三种方案的比较
3.1堆叠
(1)优点
1)扩容网络时,保护已有投资;
2)扩容时,简化配置、管理,将多台物理设备虚拟为一台设备;
3)多台设备间冗余、备份,提高系统的可靠性;
4) 现网成对设备在同一机房, 堆叠链路布放方便,不占用传输资源;
5)业务流量在trunk链路里负载分担 ,能充分利用链路带宽;
6)业务配置简单 ,和单机的配置一致 ,可以快速扩容链路开展业务;
7)便于后期维护;
8)2层、3层业务都支持。
(2)缺点
初始投资大。 堆叠分两种模式:主控板堆叠和接口板堆叠。 主控板卡堆叠方式每对93要采购4块专用的堆叠卡, 需要93之间安装距离不超过10米,投资成本高且受设备间距限制大。 接口板堆叠方式每对93需要4块8端口以上的10G板卡且具备支持堆叠功能。现网没有这种板卡,需采购。目前承载家客业务的汇聚交换机主要分布在各个基站,无法使用堆叠方式。
3.2 E-trunk
(1)优点
节约成本
(2)缺点
1)部署复杂;
2)对维护人员素质要求高;
3)扩容调整难度大;
4)只支持2层业务;
5) 只支持单GE一对一保护, 不支持大带宽聚合。
3.3 Smart Link
(1)优点
1) 相比单链路 ,Smart Link能提供更好的安全性;
2) 相比普通聚合组 / 保护组,Smart Link倒换速度更快(MAC表快速刷新加快业务倒换速度);
3) 相比MSTP,Smart Link技术能够提供更快的收敛性能;
4)相比RRPP,Smart Link更简单易用。
(2)缺点
1)Smart Link是华为私有协议 ,只能与华为的设备进行对接;
2) 只能使用手工链路聚合组 (不使用LACP协议),不能使用静态链路聚合组,即Smart Link不能和LACP协议同时协同工作;
3)浪费带宽,平时只有一半链路有流量;
4)只支持2层业务。
3.4三种方案的保护效果
利用未带业务的SW53/54, 分别通过G1/0/5端口下联省公司OLT, 再通过省公司机房一个测试ONU连接测试笔记本 , 搭建测试环境 , 进行Smart Link测试、E-trunk测试。 堆叠场景部署比较复杂 ,由于条件所限而未进行业务测试。
测试步骤如下:
(1)SW53/54、OLT、ONU添加Smart Link、 E-trunk测试。
(2)通过一个家客测试账号 ,PPP认证后上网 ,一直PING网关。
(3) 登陆SW53/54, 检查MAC地址 ,SW53 G1//0/5是主用端口。
(4)闭掉SW53 G1/0/5端口 ,模拟OLT一条上联中断,Smart Link业务测试没有中断,PING网关丢一个包后恢复;E-trunk测试业务测试出现中断,链路状态正常,需要下线后重新拨号才能上网;
解开SW53 G1/0/5端口,再闭掉SW54 G1/0/5端口, 业务测试没有中断,PING网关丢一个包后恢复; E-trunk测试业务测试出现中断,链路状态正常,需要下线后重新拨号才能上网。
通过实际测试验证,Smart Link可以正常满足家庭宽带的保护需要,出现故障后,用户业务会无感知切换至备用链路。 E-trunk可以保证链路状态正常,单业务需要重新认证才能恢复。
从测试效果看,两种技术都能保证在传输中断的情况下备用链路状态正常。 Smart Link对于双上联保护效果最好,业务不会中断;E-trunk则需要重新登陆才能恢复业务。
4结束语
本文分析了华为三种保护方式对城域网业务的保护效果,为下一步满大规模家客业务发展需要进行网络保护提供了理论依据。
验证测试 篇2
对于购车者而言，一台车内在品质的重要性不言而喻。但是作为我们日常生活中最常见的复杂机械系统，汽车光鲜的外表遮挡了我们求解的视线。通过长年累月的日常使用来验证汽车品质？我们不是试验品！
对于一个负责任的汽车厂家，如何能够在缩短开发周期、降低开发成本的同时保证质量，是必须要解决的问题。汽车试验技术正是解决这一问题的关键所在，整车耐久性试验是汽车开发试验中最重要的一个环节。此次我们跟随长安福特翼虎走进重庆西部汽车试验场，体验耐久性测试对于翼虎的苛刻，探秘翼虎出厂之前必须经历的“九九八十一难”。
耐久性试验是在模拟汽车在日常使用的情况下，使用15～20万公里是怎么样一种结果。其基本的原理是使用更加恶劣的环境进行加强测试，一般强化系数在4以上（即跑4万公里就相当于16万公里的实际结果），测试对于车辆的破坏程度远高于日常使用情况及国家标准。
现场体验我们看到，模拟现场包括坑洼路、高速路、砂石路、水泥路、有裂痕的柏油路等等，我们平常遇得到遇不到的，这条试车道上都有体现。而测试中测试工程师根据不同的实验目的，参照测试项目列表，驾驶翼虎以不同的速度通过这些路面，来获得测试数据。
高速通过坑洼路面就是模拟这种行驶情况。坑洼的最大深度约为10cm，坑沿边缘为直角设计。低于20km/h通过时，车身下探明显，但车身受到的冲击却并不大。而超过70km/h通过时，车身虽然下探不明显，但轮胎受到坑洼边缘的冲击会让车轮短时间离地，弹簧回弹速度略慢。
路沿冲击测试是所有项目中的重头戏，翼虎以不低于70km/h的速度驶上高约140mm的斜坡，这对于悬挂的强度及车辆循迹性都是一个较大的考验。翼虎的前轴采用结构简单的麦弗逊悬挂，下摆臂以及转向节均为铸铁材质。下摆臂采用了镂空的设计，在保证强度的情况下来减少簧下质量，有利于提升悬挂响应性。当车辆以这个速度冲击路肩的时候，那种对前悬的冲击几乎相当于一次小型碰撞，而这样的测试，整个耐久测试中每一台翼虎都将经历成百上千次。几圈下来，剧烈的颠簸和多变的路况让在车内乘坐的我有些头晕，而测试工程师还在按照要求一丝不苟的重复这些动作。“测试最重要的是按照测试列表要求精准进行，比如这里要求以70km/h的速度按照45度的角度冲击，那么就一点不能少、角度要百分百正确。”这样千锤百炼的实验，最后锻造出的是翼虎卓越的品质。
高速环形车道是测试车辆最高时速及高速稳定性的绝佳场地，西部汽车试验场的环道总长约5430米、最高安全车速达220km/h、幅度为44.5度，最高环要求行驶速度不低于200km/h。这条高速环道设计安全车速达到了全国最高标准。据测试工程师介绍，跑道最高时速可以达250km/h以上。以这样的速度体验汽车从侧面“竖起来”的感觉，绝对刺激不惊险！
验证测试 篇3
某电厂在进行网络工程改造时, 将总部与分部之间原来用于办公网络传输的数据链路改为传输生产数据 (图1) , 要求此链路与原办公网络完全物理隔离。系统集成商在完工报告中描述:在此链路中只保留了一台二层交换机和必要的光纤传输设备, 并将此交换机上的端口进行了物理关闭, 只保留一条生产用网络所需端口, 此时, 甲方要求检测单位对这条生产用网络专线进行安全验证检测, 以验证其是否与无关网络实现了物理隔离。
2 解决问题的思路
检测单位接收任务后, 通过仔细研究, 按照国家标准GB/T 22239-2008《信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求》中的要求, 从独立第三方入手分析, 解决问题的思路为:要验证此数据链路是否与无关网络实现物理隔离, 就必须测试此链路上是否有未知网络设备或无关数据的介入, 以证明这一专线的安全性, 从而满足用户对专线安全性的验证要求。
进一步分析, 我们认为:
1) 此链路跨度范围大 (两端点间直线距离约500米) , 而且基本为隐蔽工程, 单纯的物理排查无法保证没有遗漏, 而且改造后的网络拓扑结构图由集成商提供, 依据此拓扑图排查, 无法保证检测机构的第三方公正性;
2) 链路从原网络脱离时, 涉及到多台网络设备的剔除, 剔除的网络设备要重新进行网络规划, 并保证与原网络的兼容, 难度较大。这样, 集成商就有可能为了简化操作、节省成本, 并不将链路完全物理分割, 而仅仅是通过子网划分、VLAN等技术实现网路的逻辑隔离。
基于以上所述, 我们最终将检测点落在验证此链路中是否有其他网络设备或无关数据的介入。因为我们知道, 所有能对网络构成潜在威胁的主机设备只要在网络上联机, 就会留下痕迹, 而我们要验证的是网段上没有任何未知的主机或无关数据, 这就省去了通常在网络分析中较为复杂的定位问题, 提高了检测效率。通过对此未知网段的综合分析我们能够验证其间是否接有其他网络设备, 进而证明专网是否能实现数据的物理安全。
3 验证过程
采用综合分析的方法, 通过多种测试方法综合判定, 具体如下:
3.1 网络拓扑检测
网络拓扑检测主要是从物理的角度发现网段上存在的主机设备, 我们采用网络测试仪、MAC地址扫描器、ping命令三种方法综合分析, 从而最终确定此网段上是否存在未知设备。
3.1.1 使用工具
安捷伦网络测试仪;
MAC地址扫描器;
路由器ios中的Ping测试命令。
3.1.2 原理
网络测试仪:安捷伦FS350网络测试仪可以自动发现所连接网段的所有主机设备, 包括路由器、服务器、主机、远程站点等。我们将测试仪接入此专线, 并对找到的主机设备进行分析, 从而发现未知主机。
MAC地址扫描器:该软件用于批量获取网内主机网卡物理地址, 并对找到的MAC地址进行分析, 从而发现未知网卡。
Ping测试命令:我们在总部路由器ios中使用测试命令ping 0.0.0.0, 因为路由器具有数据转发功能, 当ping全网段ip地址0.0.0.0时, 路由器自动搜寻网段内所有ip地址, 有回应的ip地址将自动反馈在命令窗口中, 从而发现未知ip地址。
通过以上三种方法, 就能验证在这一专线上是否有接有未知的设备, 从而验证专线的安全性。
3.1.3 网络测试仪检测过程
1) 采用HUB将测试设备接入此专线, 因HUB对数据的转发是没有选择性的, 对所有端口进行复制转发, 这样就能保证数据的完整性 (接入方式见图1) 。
2) 专线两端路由器端口IP地址分别为12.1.1.1/24和12.1.1.2/24, 我们将网络测试仪网络地址设定为12.1.1.3/24。
3) 先开启网络测试仪, 再将专线两端设备开启, 这样就能保证在网络设备收敛时将测试仪包括在内, 测试过程自动完成。
4) 网络测试仪在本网段找到的主机如下:
路由器:12.1.1.1;路由器:12.1.1.2;安捷伦网络测试仪:12.1.1.5
5) 检测结果:未发现其他主机设备。
3.1.4 MAC地址扫描器检测过程
1) 采用HUB将设备接入此专线, 因HUB对数据的转发是没有选择性的, 对所有端口进行复制转发, 这样就能保证数据的完整性 (接入方式见图1) 。
2) 将地址扫描器配置完毕, 接入测试网段, 点击开始, 测试自动完成。
3) MAC地址扫描器找到的地址如下
路由器:12.1.1.1;路由器:12.1.1.2;扫描器测试电脑:12.1.1.6
4) 此时若在集线器位置人为加入一台网络设备:路由器 (12.1.1.7) , 扫描器找到的结果中将增加此路由器信息。
5) 检测结果:未发现其他新MAC地址。
3.1.5 Ping测试检测过程
1) 取出集线器等测试用的网络设备。
2) 登陆分部出口路由器 (思科) ios系统, 键入命令debug ip packet (产生有关数据包的信息, 这种数据包未经路由器进行快速转换) 、debug ip icmp (打开icmp调试开关, 用来显示接收或发送的icmp数据包的内容, 包括:类型、源地址、目的地址。)
3) 输入命令ping 0.0.0.0, 显示结果只包含两台路由器 (12.1.1.1、12.1.1.2) 信息。
4) 检测结果:可以看到, 除本路由信息外, 测试只找到一台主机设备, 经验证为总部路由器。
3.1.6 结论
上述三种检测结果均验证在单纯的此网段并未发现其他网络主机设备连接。
3.2 网络协议分析
3.2.1 使用工具
网络协议分析仪
3.2.2 原理
网络技术是不断变化的, 如果仅用拓扑检测法进行分析, 并不能保证覆盖所有的网络类型, 所以我们接着采用数据分析的方法验证此网段中是否有其他未知数据的接入。
我们知道, 所有网络上打开的设备即使不传输工作数据也要定期产生数据流量, 以用来维护本地信息或收敛网络, 而专线所传输的数据类型通常较为单一, 本例中专线所传输的数据均为UDP协议, 目标和源地址也相对固定。基于这一原理, 我们抓取专线上一定时长的数据进行分析, 如果未发现任何可疑数据, 则能验证此专线的安全性。出于对用户信息安全性的考虑, 我们对本文引用的抓包数据在不影响结论的前提下进行了修改。
3.2.3 检测过程
1) 采用网络分接器代替集线器, 将网络分析仪接入此专线, 因网络分接器对网络传输性能无任何影响, 不干扰数据流, 不占用IP, 这样就能保证数据的完整性。
2) 在系统正常工作状态下, 启动协议分析仪对数据包进行抓取, 持续一定时长后保存并分析。
3) 端点分析
端点测试结果如图2。
从图2可以看出, 本网段上所有数据流量的产生只涉及四个地址, 分别是192.168.0.90、192.168.0.92、192.168.0.100、192.168.0.255, 结合已有数据可知此四点分别对应总部路由器、分部路由器、网络协议分析仪、广播地址, 90号主机向92号发送流量35.014MB (共56269个数据包) , 92号向90号发送流量1.351MB (共11905个数据包) , 协议分析仪发送了一个广播包, 大小为247B, 所有数据均正常。如此时人为加入一个路由器 (cisco:6A:2F:30) , 即使该路由器不发送数据, 也会应产生其他数据包而被发现.经进一步协议分析, 测试时间内, 新加入的路由器共产生8个数据包, 7个为环回协议数据, 1个为cisco私有发现协议CDP。
4) 协议分析
正常测试共发现协议两种, 分别是UDP和NBDGM, UDP协议均产生在90号和92号主机之间, 用于传输正常数据;NBDGM协议数据包由协议分析仪产生, NBDGM是Windows的网络数据报输入输出协议, 通过UDP的138端口发送数据包, 用于网络浏览和登录, 是测试用笔记本产生的无用数据。
5) IP矩阵分析
IP矩阵检测结果显示该网段结构简单, 流向单一, 数据均在90号、92号之间传送。
6) 数据包分析
我们选取一个有代表性的数据包分析如下 (见图3) :
该数据包源地址与目的地址正确, 数据结构正常。
3.2.4 检测结果
综合各项数据分析可以看出, 此专线上的数据均为正常的工作数据, 没有可疑数据流量。
3.3 网络入侵检测系统 (IDS) 测试
3.3.1 使用工具
网络入侵检测系统 (IDS)
3.3.2 原理
网络入侵检测系统 (IDS) 专业上讲就是依照一定的安全策略, 对网络、系统的运行状况进行监视, 尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果, 以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。如果网络中接入了不安全的网络设备, 必定会对系统安全造成影响, 这主要依靠网络攻击产生, IDS长时间在线监测网络运行, 如果是专线传输, 则不会有攻击行为产生。
3.3.3 检测过程
因为要验证此专线的安全性, 所以IDS替换网络分析仪, 部署在这一专线上启动入侵监测系统, 模拟生产数据连续运行10天, IDS未发现有网络异常行为数据。
4 综述
结合以上三种检测结果, 我们可以确定, 某电厂所用生产网络专线是安全的, 从物理上实现了与无关网络的隔离。
本文所述的此类型网络专线被广泛应用在银行、证券、政府等信息网络系统的建设中, 随着用户对网络安全要求的日益提高, 对此类型专线的检测也将被越来越重视, 这一检测市场也将被逐渐开发出来。
参考文献
[1]Mark A.Dye.思科网络技术学院教程:网络安全[M].北京:人民邮电出版社.2008.
[2]彭祖林.网络系统集成工程测试与鉴定验收[M].北京:国防工业出版社, 2004.
验证测试 篇4
折叠翼用于缩小导弹横向尺寸,节省发射装置贮运空间,便于箱筒式发射,增加车辆、舰艇和飞机等的运载能力,提高武器装备的综合作战效能。折叠翼展开机构主要用于保证折叠翼面的顺利展开,其性能直接影响展开的快速性、稳定性及可靠性。目前,折叠翼主要应用于战术导弹和巡航导弹,且通常在大翼展巡航导弹中使用,如美国的ALCM和SLCM导弹翼面[1,2,3]。
国内学者针对折叠翼测试装置的设计与展开试验进行了相关研究。刘贺等[4]对折叠翼负载模拟系统进行了设计,设模拟系统可等效模拟弹翼旋转90°的展开过程。马玉勇等[5]以剪刀翼展开机构为对象,设计了折叠翼展开负载模拟装置, 模拟不同飞行攻角条件下折叠翼展开时的升力负载和阻力负载。李莉等[6]设计了一套剪刀式折叠翼测试装置,测得了展开过程中燃气作动筒驱动力对折叠翼展开性能的影响,并测试了展开时间、冲击加速度及左右折叠翼的展开同步性。
折叠翼展开过程中的性能评价参数主要包括展开时间、展开角度、翼展同步性、展开后对弹体的冲击力等。为获得折叠翼展开机构的上述性能指标,需对折叠翼展开机构进行测试装置设计及展开性能试验研究[7,8],以保证导弹发射后的正常飞行和成功完成预定任务。
1折叠翼展开机构工作原理
折叠翼展开机构主要由翼面、驱动装置、展开机构、定位和锁紧机构组成,如图1所示。其中, 电动缸1是折叠翼展开机构驱动装置用于提供翼面展开驱动力的; 推杆2用于传递推力和承受载荷的作用; 过位挡块3缓冲翼面展开到位瞬间发生的冲击; 当翼面展开到达预定位置时,锁紧销4使其定位锁紧。折叠翼展开机构工作过程如下: 电动缸1接到信号后工作,推动推杆2,传递动力,将剪切销剪断,推动翼面7绕旋转轴5旋转展开,直至锁紧销4动作将翼面7定位、锁紧。通过上述各组成部件的及时、准确动作,保证翼面展开到规定位置。
1. 电动缸 2. 推杆 3. 过位挡块 4. 锁紧销 5. 弹翼旋转轴 6. 到位传感器 7. 翼面
折叠翼的展开性能关系到导弹发射后能否正常飞行,是设计折叠翼时的重要指标,应满足以下条件: 1折叠翼能迅速展开到位,工作可靠,展开时间在1 s以内。2展开到位后,定位准确,展开角度为90°,允许偏差为 ± 0. 5°。3折叠翼完全展开到位后,锁紧可靠,且锁定后弹翼快速稳定。
2折叠翼展开机构测试装置设计
根据折叠翼展开机构的工作原理与性能要求,完成测试装置的设计及其原理样机研制,为折叠翼展开机构的性能试验提供测试平台。
2.1测试装置功能
根据折叠翼展开机构在展开过程中需测量的特征量,要求所设计的测试装置必须具有以下功能: 1测试折叠翼展开性能。测试折叠翼展开机构能否顺利展开,同时测试其展开时间、展开角度。2测试折叠翼展开过程的冲击力。包括剪切销冲击力、过位挡块冲击力和锁紧销冲击力。3测试折叠翼的振动。测试折叠翼展开过程中翼面上不同位置的振动情况。
2.2测试装置结构组成
折叠翼展开机构测试装置主要由折叠翼展开机构、气动载荷模拟装置、测试系统和试验台四部分组成。
( 1) 折叠翼展开机构。作为测试装置的试验对象,折叠翼展开机构的结构模型如图2所示。
( 2) 气动载荷模拟装置。折叠翼展开机构测试装置设计的关键在于模拟折叠翼展开时所受到的气动载荷,本文采用斜面上升法模拟,其模拟装置主要由万向球和模拟墙组成,如图3所示。万向球的支承底座通过销钉固定于折叠翼压心处, 在折叠翼展开过程中,万向球沿着模拟墙运动,万向球随着模拟墙高度的上升而上升,从而实现对翼面变形的模拟,进而间接地模拟折叠翼的气动载荷。
1. 万向球 2. 模拟墙 3. 翼面
( 3) 测试系统。包括展开时间测量模块,剪切销、锁紧销和过位挡块的冲击力测量模块以及翼面振动测量模块等。
( 4) 试验台。试验台由支撑平台、地脚和螺旋升降机构组成,如图4所示。试验台上方安装支撑平台,用来支撑折叠翼展开机构; 试验台下方安装地脚,方便测试平台的移动; 螺旋升降机构则是利用螺旋传动原理将螺母的转动转化为试验台的上下移动,用来调节试验台的水平。
1. 支撑平台 2. 地脚 3. 螺旋升降机构
2.3折叠翼展开机构性能参数测量方法
折叠翼展开机构性能参数包括展开时间、关键部位冲击力和翼面振动。确定各特征参数的测量步骤如下: 选择传感器类型、选定对应传感器量程、确定传感器测量方法和安装位置等。
( 1) 展开时间测量。折叠翼展开机构的展开时间要求在1 s以内,展开时间用光电编码器进行测量,翼面的起始点( 信号开始时刻) 到终止点 ( 信号终止时刻) 为展开时间t,根据光电编码器测量的角位移曲线经运算获取折叠翼展开的角速度和角加速度曲线。
( 2) 冲击力测量。折叠翼展开机构冲击力大小采用电阻应变式测力传感器( 冲击力传感器) 进行测量,而在展开过程中产生的冲击力有剪切销冲击力、锁紧销冲击力和过位挡块冲击力,上述冲击力的测试模块如图5所示。
1. 剪切销冲击力测试模块 2. 锁紧销冲击力测试模块 3. 过位挡块冲击力测试模块 4. 电动缸
选用的传感器型号为JHBM和JLBS。JHBM型传感器的主要特点是尺寸小、低高度、全密封, 适用于空间有限的场合; JLBS型传感器承受拉压力均可,具有测量精度高、稳定性好、温度漂移小等特点。
在折叠翼展开过程中,剪切销的主要功能是展开前对折叠翼定位,展开时剪切销被剪断,且折叠翼展开。剪切销的冲击力采用冲击力传感器进行测量,其传感器布置如图6所示。
1. 传感器盖 2. 冲击力传感器 3. 剪切销
锁紧销的主要功能是当折叠翼展开到终止位置时对折叠翼进行自动锁紧。由于锁紧销是通过插入到折叠翼方式锁紧的,故在测试冲击力时传感器与锁紧销的连接需通过修改锁定销的结构形式实现,如图7所示。首先将S形压力传感器固定安装在上盖板上,通过设计转接件连接到锁定销。既保证实现锁紧销的锁定可靠,又能将冲击力反馈到压力传感器上。
1. 锁紧销 2. 转接件 3. S 形压力传感器
过位挡块既能保证折叠翼展开时不会过位展开,又能辅助锁紧销对折叠翼进行锁定。为了测量过位挡块冲击力,设计其冲击力测试装置,如图8所示。
( 3) 翼面振动测量。折叠翼的翼面振动采用加速度传感器进行测量,在翼面上安装6个加速度传感器来采集6处位置的加速度曲线,传感器在翼面上的布局如图9所示,并根据加速度曲线来分析翼面的振动情况。测试过程中采样频率为100次 / s,绘制在连续单位时间内翼面沿加速度传感器轴向位移随时间变化曲线,进而分析出翼面的振动情况。
1. 压力传感器 2. 过位挡块 1 3. 过位挡块 2 4. 下底板
在传感器的选择上,考虑到减少对翼面结构或质量的影响,选用吸附式和非接触式的加速度传感器LC0103,可将传统的压电加速度传感器与电荷放大器集于一体,能直接与记录、显示和采集仪器相连接,简化了测试系统,提高了测试精度和可靠性。
2.4折叠翼展开机构测试装置总成
本文设计的折叠翼展开机构测试装置原理样机如图10所示。该样机可用于模拟折叠翼展开机构在发射状态下的展开过程,并测得展开时间、 各部件冲击力及折叠翼的振动情况等。
3折叠翼展开机构原理样机性能试验
利用所研制的折叠翼展开机构测试装置原理样机对折叠翼进行展开性能试验。将驱动电机力矩设置为5 N·m,折叠翼展开机构冲击力测量结果如图11所示。
本次试验测得折叠翼展开时间为0. 875 s,展开角度为90. 24°。由图11a可知,在折叠翼展开初始阶段剪切销所受冲击力逐渐增大直至剪断, 剪断时剪切销受到的最大冲击力为6426 N; 由图11b可知,锁紧销是在折叠翼展开即将到位时开始起作用,锁定过程中产生了多次冲击后完成锁定,其最大冲击力为4276 N,说明锁紧销在插入翼面销孔后与翼面发生多次撞击后才完成折叠翼的锁定; 由图11c可知,折叠翼展开机构展开到位时撞击到过位挡块,对过位挡块产生了瞬时冲击力,其最大冲击力为5428 N,说明折叠翼在展开到位时撞击过位挡块一次,反弹后即完成了折叠翼锁定。
在对翼面振动情况进行测量后,得到结论: 折叠翼展开机构在展开初始位置和展开到位时振动较大,其他时间段振动较小且平稳,表明折叠翼在展开动作开始时剪切销被剪断和到位时翼面与锁紧销、过位挡块发生了碰撞,而在展开过程中翼面未与其他部件发生干涉碰撞。
由于电机取不同转矩时,电动缸的输出推力值均不同,若改变电机转矩,其他试验条件不变, 即可实现在不同驱动力下的折叠翼展开试验。分别设置电机转矩为5 ~ 10 N·m进行折叠翼展开性能试验,其试验结果见表1。
由表1可知,随着电机转矩的增大,电动缸最大推力逐渐增大,展开时间逐渐缩短,展开角度在90 ± 0. 5°以内,说明折叠翼每次均能展开到位且安全可靠锁定。随着电动缸最大推力的增大,锁紧销和过位挡块受到的最大冲击力均逐渐增大, 而剪切销受到的最大冲击力则基本保持不变。原因是驱动力增大会使折叠翼展开到位时速度增大,折叠翼动能增大导致翼面与锁紧销和过位挡块的碰撞越激烈,而剪切销所受的最大冲击力则在折叠翼开始展开时产生,它主要取决于剪切销的材料和剪断部位的径向尺寸,故电动缸推力对剪切销所受最大冲击力影响相对较小。
4结论
( 1) 本文基于折叠翼展开机构工作原理和功能需求,完成了其测试装置的设计及原理样机研制。
( 2) 应用所研制的折叠翼展开测试装置,进行了不同转矩下的原理样机性能试验。试验结果表明: 所采用的试验方法可行,测得试验数据可靠,满足设计指标要求。
大学英语阅读测试及其效度验证 篇5
关键词：大学,英语阅读,测试,效度,验证方法
阅读理解在我国大学英语四六级考试中一直占有较大的比重, 良好的大学英语阅读测试可有效地测量考生的阅读能力。但阅读作为一种复杂高级的思维活动, 涉及心理、生理、语言和文化诸方面的知识, 相应的阅读技能构成不仅是语言, 还有思维方法、常识、专门知识等。由于受多因素影响, 阅读测试效度问题向来是大学英语测试领域研究的重点和难点问题之一。
1 影响大学生英语阅读测试表现的多因素分析
影响大学生英语阅读测试表现的因素是多样的。从内部因素和外部环境的角度, 可大致分为两类:学生本体因素和考试任务因素。
1.1 学生本体因素
除了阅读能力这个最基本和最主要的因素之外, 影响英语阅读测试表现的学生本体因素主要有学生语言知识、学生对测试涉及内容的专业背景知识、阅读策略与答题策略的知识与运用测试表现, 以及大学生的性格特点四个方面。
1) 语言知识语言知识不仅包括如音素、词汇、句法等方面的知识, 而且还相应的语篇知识, 如文本的结构特点、组织方式和语言风格等。很多研究者认为大学生的词汇知识比语法知识对阅读理解影响更大。例如Qian (1999) 利用相关分析和多重回归, 调查了词汇量和对词汇知识掌握的深度对成年英语学习者阅读分数的影响。结果发现阅读分数与词汇量和对词汇掌握的深度之间呈现很高的正相关。但也有一些研究者认为语法比词汇更能预测阅读测试表现。Shiotsu&Weir (2007) 利用结构方程调查了大学英语学习者的语法和词汇知识对多项选择阅读理解题分数的预测能力。结果表明:语法比词汇更能预测阅读理解水平。
2) 专业背景背景知识既包括与所读篇章内容有直接关系的话题知识, 也包括与所读篇章内容有间接关系的世界知识、文化知识等。社科人文类和生物物理类的考生在阅读与其专业相关的篇章上时得分较高。但这种背景知识的帮助并不是一直有效的。Clapham (1998) 的调查结果表明, 背景知识对语法分数低于60%的考生几乎不起任何作用;对语法分数高于80%的考生来讲, 背景知识的影响也不大, 而且随着语言水平的不断提高, 他们对背景知识的依赖将会越来越少。
3) 考试策略运用大学生在测试过程中使用的各种策略可统称为答题策略, 一般可分为阅读策略、考试管理策略和猜题策略。Gordon (1987) 通过实验发现低分组的考生更多地使用以词汇为中心的策略, 对篇章的整体理解停留在对文章或测试题中的一些关键词或个别词汇的理解上;而高分组的考生能从总体上理解文章, 能利用语境做出准确的预测, 使用词汇和语法知识处理语言难点等。
4) 性格特点。这里的性格特点主要指影响考生阅读表现的一些自身稳定的特点, 如考试动机、认知风格、情感因素等等。考生的情感因素如焦虑、抑制、自尊、动机, 以及性别、种族、年龄等都会对阅读理解产生一定的影响。Brantmeier (2003) 的研究结果发现男生在有男性倾向的篇章 (如体育类) 上的得分明显高于女生, 而女生在有女性倾向的篇章 (如家庭生活类) 上的得分明显高于男生。因此, 在命题过程中应把这些因素考虑进去, 并尽量减少这些因素的影响, 以确保不同的篇章内容和各种题型能保持平衡。
2 考试任务因素
考试任务因素对大学生英语阅读测试表现的影响包括对考试的物理环境是否熟悉, 题目的顺序等, 但影响较大的是文章特点、问题类型和测试题型。
1) 文章特点在阅读测试中, 所读文章的话题或内容、文章体裁、文章的修辞结构或组织形式、文章的语言特点甚至文章的呈现形式, 都会对测试表现产生影响。例如, 内容抽象的文章比描写实际存在的物体、事件和活动的文章要难。文章内容越简单具体, 越容易想象和有趣, 修辞手法和时空线索越清晰明显, 文章的可读性就越强。反之内容艰涩、神秘莫测的文章则较难理解, 大学生的测试表现也会相应降低。
2) 问题类型字面理解题型、重组或释义题型中所需信息可直接在阅读文本中发现和综合, 而暗示类、推理类和评价类的题型则需要在对文章内容有整体把握的情况下进行分析判断, 显然难度较大, 对学生的阅读测试表现有直接的影响。另外, 对认知难度的划分是非常主观的, 研究发现不同的考生对同一题型的难度界定有较大的差异, 这就对出题者提出更高的要求, 题目的难度和其假想的认知难度如果没有显着性相关, 试题的效度就难以保证。
3) 阅读测试题型目前, 国内大学英语考试中, 与阅读有关的考试题型常见的有短文回答、完型填空、总结性写作和多项选择题, 每种题型都有各自的优缺点, 并对测试效果产生影响。如短文回答可用来测量学生的多种阅读能力, 因为考生对问题的回答是建立在对文章的理解之上的;完形填空更多的测量词汇和语法, 较少考察考生的快速阅读能力和提取文章中心思想或重要细节的能力;总结性写作是一种综合性的考试任务, 考生只有在读懂了全文的主旨大意后才能顺利地做出总结和归纳, 但它很难判定考生的测试表现是其阅读能力还是写作能力造成的;多项选择题的优点是评分信度高, 但其效度遭到普遍怀疑, 因为这种考试任务缺少真实性。
4) 考场环境由于心理因素, 考生对考试环境的熟悉程度会对其测试表现造成影响, 已是公认的事实。同时考试环境的美观舒适、无噪音等也会轻微影响其测试表现。另外, 随着互联网的发展, 在网络上进行英语阅读训练、教学、测试已较为普及, 但相关的研究还较少, 一般认为阅读理解网络考试的信度低于传统的笔考。因为学生已经习惯进行纸质的阅读。但如果经过一段时间的适应后, 二者之间的差异性将会降低。
2 评价大学英语阅读测试效度的验证方法
大学生英语阅读测试的效度验证是指收集、积累不同方面的效度证据来支持对测试结果进行特定的解释或使用的合理性的过程。总的来说, 效度验证的方法可分为定性和定量两种。
2.1 定性方法
定性方法主要有专家法、口头陈述法和访谈法。专家法是最早使用的效度验证方法。在大学生阅读测试效度验证中一般请语言学家或有经验的语言教师根据自己的经验对阅读任务做出判断, 对文章的难易度、问题的类型和难度等进行评估。口头陈述是指让受试对象口头陈述处理任务过程的调查方法。口头陈述可分两类:内省和回顾。在大学生阅读理解测试中, 我们常用口头陈述来调查考生阅读和答题的过程是否符合命题者的设计意图、不同水平组考生使用的主要答题策略, 是否有考生根据无效答题策略找出正确答案的试题等。为了调查其他专家、教师、考生和其他试题用户对测试的反馈意见和心理感受等, 我们经常在口头陈述后进行访谈, 以获得更多的信息。
2.2 定量方法
定量方法主要是对调查问卷的数据进行相关分析、方差分析、回归分析、因子分析和结构方程建模等方法。在大学英语阅读测试中可用相关分析来调查测试任务和项目的特征, 如用一个任务与总体分数的相关系数来代表某一个测试任务或项目的区分度。方差分析是英国统计学家Fisher首先提出的一种统计方法, 也称F检验。方差分析分为单因素方差分析、双因素方差分析和多因素方差分析, 要求各组观察值服从正态分布或近似正态分布。在大学英语阅读测试中研究者常用方差分析调查多组均数之间的显著性差异。由于大学生英语阅读能力受到诸多因素的影响, 所以, 在阅读测试研究中通常采用多元回归来分析几个自变量对因变量 (阅读成绩) 的预测程度。在大学英语阅读测试效度验证的过程中, 研究者常用因子分析探索阅读能力的构成验证有关阅读能力的假设。结构方程建模是基于变量的协方差矩阵来分析变量之间关系的一种统计方法, 也称为协方差结构模型。结构方程建模既可用来分析潜变量与可观测指标的关系, 也可用来分析潜变量之间的关系。结构方程模型的功能十分强大, 方差分析、相关分析、回归分析和因子分析都可在结构方程模型上实现。
3 结束语
总之, 定性和定量方法各有优点和局限性。定性研究中的样本相对较小, 重在描述关系, 通常分析的是文本数据;而在定量研究中, 样本要比较大才能满足分析的条件, 重在验证事物间的假设关系, 通常分析的是数字数据。在大学生英语阅读测试中, 研究者一般采用定性的方法来研究考试的过程及考试的后效作用, 采用定量的方法研究考试的结果或分数。两种方法各有所长, 因此我们可以在大学生英语阅读测试效度验证中使用这两种不同的研究方法, 使其相互补充、扬长避短。
参考文献
[1]Qian D D.Assessing the roles of depth and breadth of vocabulary knowledge in reading comprehension[M].The Canadian Modern Language Review, 1999, 56 (2) :282-307.
[2]Shiotsu T, Weir C J.The relative significance of syntactic knowledge and vocabulary breadth in the prediction of reading comprehension test performance[M].Language Testing, 2007, 24 (1) :99128.
[3]Gordon C.The effect of testing method on achievement in reading comprehension tests in English as a foreign language[M]//.Master's thesis, Tel Aviv University, 1987.
[4]Clapham C.The effect of language proficiency and background knowledge on EAP students'reading comprehension[M]//A.J.Kunnan (Ed) , Validation in Language Assessment.Mahwah, NJ:Lawrence Erlbaum Associates, 1998.
[5]Brantmeier C.Does gender make a difference?Passage content and comprehension in second language reading[M].Reading in a Foreign Language, 2003, 15 (1) :1-24.
[6]Messick S.Validity.In R.L.Linn (Ed.) .Educational Measurement (3edition.) [M].New York:American Council on Education.Macmillan Publishing Company.1989.
验证测试 篇6
为了承载三网融合业务, 下一代广播电视网 (NGB) 迫切需要符合中国国情的边缘同轴宽带接入技术指导双向网络改造, 以满足带宽业务承载、具有多业务Qo S保障、可运营、可管理的运营要求。为此, 国家新闻出版广电总局科技司组织开展了C-DOCSIS技术标准研发工作, 并于2011年7月下达了C-DOCSIS标准制定任务。在广电总局科技司的领导下, 深圳天威视讯和广播电视规划院牵头, 组织歌华有线、华数传媒、博通、华为、数码视讯、中兴、思科、摩托罗拉、中广电设计院、广科院、哈尔滨元申广电等多家单位成立了标准起草组, 开展了C-DOCSIS标准的起草制订及标准验证工作。经过一年多的努力工作, 2012年8月, 广电总局正式发布GY/T 266-2012《NGB宽带接入系统C-DOCSIS技术规范》。
在C-DOCSIS标准起草过程中, 为充分评估C-DOC-SIS系统的物理层和数据链路层性能、系统组网能力和管理能力、系统对增值业务的支持能力, 广播电视规划院开展了C-DOCSIS系统测试方法的研究, 搭建了C-DOCSIS测试评估平台, 组织开展了C-DOCSIS标准符合性测试工作。C-DOCSIS系统评估为促进C-DOCSIS标准改进和完善提供了技术参考, 对C-DOCSIS测试评估结果的分析是后续开展C-DOCSIS技术要求和测量方法研究的基础性工作, 将为指导网络双向化改造进行设备选型提供重要依据。
2 C-DOCSIS系统介绍
C-DOCSIS对DOCSIS的PHY、MAC和射频接口进行了修改和补充, 定义了更加灵活的系统功能模型, 基于该功能模型可以实现分布式部署、集中式管理, 以满足大带宽业务承载及运营管理的需求。
(1) C-DOCSIS系统功能模型
根据标准GY/T 266-2012《NGB宽带接入系统C-DOCSIS技术规范》的定义, C-DOCSIS系统功能模型见图1。
C-DOCSIS系统头端由射频接口模块、分类转发模块和系统控制模块构成。其中, 射频接口模块主要实现C-DOCSIS系统的PHY层和MAC层功能, 包括PHY层子模块和MAC层子模块;分类转发模块通过C-DOCSIS数据格式标记 (CDT) 实现上、下行数据流的业务标记;系统控制模块实现对射频接口模块、分类转发模块的配置和管理。
(2) C-DOCSIS系统典型实现
GY/T 266-2012根据CMC对系统控制模块、分类转发模块、射频接口模块的不同组合实现, 定义了C-DOCSIS系统的几种典型实现:集成式、分布式、MAC层子模块和PHY层子模块分离式。
集成式中, 系统控制模块、分类转发模块和射频接口模块被集成到一个设备中, 该设备定义为CMC-I型, 实现C-DOCSIS头端功能。
分布式中, 位于网络中靠近用户侧位置的设备仅实现射频接口模块的功能, 该设备定义为CMC-II型, C-DOCSIS头端功能由汇聚设备和CMC-II型设备共同实现。
MAC层子模块和PHY层子模块分离式中, 射频接口模块MAC层子模块和PHY层子模块采用分离方式实现。位于网络中靠近用户侧位置的设备仅实现射频接口模块PHY层子模块的功能, 它利用汇聚设备来实现系统控制模块、分类转发模块和射频接口模块MAC层子模块的功能。
在C-DOCSIS分布式和MAC层子模块和PHY层子模块分离式实现中, 汇聚设备可以是PON OLT、交换机或路由器等。
3 C-DOCSIS系统评估测试
3.1 测试项目
为了充分评估C-DOCSIS系统, 需要对C-DOCSIS系统的物理层性能、数据链路层性能、业务支持能力、管理能力进行评估测试, 并对标准中系统功能模块接口和MAC层通信机制及消息进行了验证测试。
(1) 物理层性能
对局端设备的输出电平、工作频带、带外杂散电平进行测试来衡量C-DOCSIS系统的射频指标;对链路工作的动态接收范围、网络衰减离散性对信号传输速率的影响进行测试来衡量C-DOCSIS系统对网络的适应能力;对C-DOCSIS系统抗干扰能力进行测试, 包括高斯噪声性能、抗脉冲噪声能力、抗单频干扰能力等;对上下行物理层参数配置、设备的插损和反损进行测试。
(2) 数据链路层性能
主要测试网络连通性, 即在不同的组网模式下对C-DOCSIS系统进行吞吐率、时延、丢包率、时延抖动测试。
(3) 业务类测试
对C-DOCSIS标准中规定的业务支持能力进行验证, 包括对系统DHCP、组播、通道流量负载均衡控制功能、业务流分类及优先级功能、业务流Qo S参数、用户隔离等功能的验证, 对C-DOCSIS承载有线电视、IP电话、VOD、宽带接入等多种业务的能力进行评估。
(4) MAC层消息验证测试
按照标准对C-DOCSIS系统MAC层消息进行标准符合性测试, MAC层消息包括下行消息参数、UCD消息、Ranging消息、注册消息、动态服务流消息和DCC消息。
(5) 系统功能模块接口测试
按照标准对C-DOCSIS系统主要模块接口进行标准符合性测试, 包括C-DOCSIS数据格式标记 (CDT) 、C-DOCSIS管理消息、网络侧接口 (NSI) 等的验证测试。
(6) 安全性测试
对C-DOCSIS系统安全性能进行测试, 主要包括防DOS攻击、电缆线路加密、CM溯源、用户终端IP地址安全性、静态IP业务支持、CPE接入数量控制、广播包/未知包抑制和IP地址过滤等功能测试。
(7) 网络管理测试
对C-DOCSIS系统网管的设备管理、告警管理、性能管理、报表管理和系统管理功能, 设备管理信息库 (MIB) 支持能力测试。
(8) 工作环境试验
设备供电方式、功耗和高低温环境测试。
3.2 测试环境
根据上述测试项目, 结合C-DOCSIS系统的组网模式和典型应用场景, 广播电视规划院搭建了C-DOCSIS系统测试平台。C-DOCSIS系统测试平台框图如图2所示。
C-DOCSIS测试框图中, C-DOCSIS系统可以是集成式、分布式或者PHY子层和MAC子层分离式实现, 汇聚转发设备可以是OLT、路由器或者交换机。C-DOCSIS系统为集成式实现时, C-DOCSIS头端为CMC-I型设备;为分布式实现时, C-DOCSIS头端为CMC-II型设备, 汇聚转发设备集成C-DOCSIS头端功能的系统控制模块和分类转发模块;为PHY子层和MAC子层分离式实现时, 汇聚转发设备集成C-DOCSIS头端功能的系统控制模块、分类转发模块和射频接口模块MAC层子模块。C-DOCSIS系统组网模式可以根据实际网络应用需求灵活设计, 一个C-DOCSIS系统头端所带Cable Modem数量可以是32个、64个或96个或者更多, Cable Modem可以是符合DOCSIS2.0或者DOCSIS3.0规范的终端。
C-DOCSIS测试平台还包括频谱分析仪、网络分析仪、噪声发生器、数据网络分析仪等测试仪表, 模拟/数字电视、FTP、Vo D、认证等业务仿真系统以及网管等。频谱分析仪、网络分析仪可以实现物理层指标测试;数据网络分析仪通过2-3层数据流仿真可以实现C-DOCSIS网络连通性测试, 并与噪声发生器配合实现系统抗干扰能力测试;业务仿真系统可以实现C-DOCSIS系统综合业务承载能力测试。C-DOCSIS系统模块接口和MAC消息的验证测试通过对相应接口进行抓包分析实现。
3.3 测试情况
在C-DOCSIS测试平台搭建基础上, 广播电视规划院对多个C-DOCSIS样机进行了测试, 所测试C-DOCSIS系统头端覆盖CMC-I型、CMC-II型及分离式等类型。测试时, C-DOCSIS采用集中分配型网络进行组网, 测试所用终端包括符合DOCSIS 2.0或3.0规范的Cable Mode。
4 C-DOCSIS测试结果分析
4.1 物理层性能
(1) 局端输出电平
工作频道的单频道功率多在96~106d BμV, 所有绑定频道最大功率差不大于2d B, 较为平坦。
(2) RF带宽
系统工作在16信道捆绑条件下测试, -3d B RF带宽标称值为128MHz, 实际测试值为127±1MHz。C-DOCSIS系统工作在低频段、中频段或者高频段, 对RF带宽影响不大。
(3) 接收动态范围
C-DOCSIS系统的链路动态范围测量值多在50~60d B, 当链路衰减超出可调节的范围, 上下行吞吐量急剧下降。
(4) 网络衰减离散性对信号传输速率的影响
不同链路的衰减差值在15d B及以下时, 对上下行吞吐量影响不大。
(5) 上下行通道物理层参数配置
C-DOCSIS系统采用频分双工技术, 上下行使用不同的频段, 上行工作在5~65MHz, 下行工作在87MHz~1GHz, 上行支持QPSK~256QAM调制, 下行支持64QAM~1024QAM调制。
C-DOCSIS系统可以配置上行信道的中心频率和信道带宽, 以及下行信道的中心频率和调制方式等参数。但目前由于设备芯片的限制, 调制方式仅支持上行QPSK~64QAM调制及下行64QAM~256QAM调制。
(6) 抗噪声能力
在工作信道加入高斯噪声, 加入高斯噪声电平超过50d B时, 吞吐量有明显下降, 接近60d B时, 链路中断。
在工作信道加入单频干扰, 单频干扰信号电平达到65d BμV时, 吞吐量开始明显下降, 超过90d BμV时, 链路中断。
在上行工作信道加入脉冲噪声, 脉冲间隔为100ms时, 脉冲宽度对吞吐量影响不大;脉冲间隔为10ms时, 各样机表现不一, 有些吞吐量随着脉冲宽度的增加降低, 有些则基本不受影响;当脉冲间隔为1ms时, 吐量均明显下降。
(7) 反射损耗
能够满足GY/T 266-2012标准规定的要求。
4.2 数据链路层性能
(1) 吞吐量
在1个头端接96个终端, 下行采用256QAM调制、16信道绑定, 上行采用64QAM调制、4信道绑定的条件下, MAC层吞吐量能够达到下行800Mbps、上行100Mbps以上。
(2) 时延和抖动
下行时延在1ms左右, 时延抖动在1ms以内, 上行时延在10~20ms, 时延抖动在10ms以下。
(3) 丢包率
丢包率在10e-7以下。
4.3 MAC协议及接口验证
进行上下行信道的频率、调制方式及工作频宽等参数修改, 可变衰减器的数值调节, 动态服务流创建、改变、删除, 动态负载均衡开启关闭, 设备配置信息读取等操作时, MAC层交互消息符合标准规定。
C-DOCSIS系统控制模块与射频接口模块之间的控制消息和消息格式符合CDMM格式的要求;C-DOCSIS系统分类转发模块与射频接口模块之间以CDT格式来标识;C-DOCSIS业务流到VLAN和优先级的映射满足NSI接口业务流映射规则。
4.4 业务功能
C-DOCSIS系统支持基于信道连接的终端数量、流量负载的负载均衡, 以及二者组合策略的负载均衡。
C-DOCSIS系统支持按照TCP、UDP、IP方式对业务流进行分类, 能够实现服务流识别, 进行基于服务流的优先级设置, 同时支持各种Qo S参数配置, 包括限速、保证带宽、峰值带宽等。
C-DOCSIS系统支持端到端优先级调度, 可以将C-DOCSIS的服务流与EPON系统的逻辑链路标识一一对应, 以保证端到端的Qo S。
C-DOCSIS系统头端支持IGMP Snooping功能, 支持IGMP V2 (RFC 2236) 和MLD V1 (RFC 2710) 组播协议, 支持的并发组播组数不少于128个。
C-DOCSIS系统支持option60和option82, 支持识别不同终端 (PC或CM) , 能够将地址请求转发到不同的DHCP服务器。
C-DOCSIS系统支持数据透传功能、FTP上传下载功能和上下行带宽对称业务。
在加入C-DOCSIS系统后, 模拟电视信号的CTB、CSO和C/N无明显劣化, 数字信号的MER和C/N也无明显劣化。
4.5 安全性能
C-DOCSIS系统支持CM溯源, CM正常上线后, PC获取IP地址, 能够通过指令显示PC IP与CM IP及MAC的对应关系。
C-DOCSIS具备CPE接入数量控制功能, 支持测试系统用户终端IP检查。
C-DOCSIS头端设备支持CM用户发送ARP/DHCP/IGMP/ICMP等协议报文的数量检测, 当CM用户每秒钟发送这些协议报文数量超过一定门限时, 认为该用户存在DOS攻击行为而进行抑制。
C-DOCSIS系统支持用户隔离, 支持电缆线路加密。
4.6 网管
网管功能测试了网管软件设备配置管理、设备故障管理、安全管理、系统管理、设备性能管理和设备对MIB库的支持, 所测样机网管还不完善。
5 总结
C-DOCSIS面向大带宽业务承载及运营管理的需求, 基于DOCSIS技术, 提出了一种可分布式部署、集中式管理的有线宽带接入系统逻辑架构。C-DOCSIS通过CMC设备的分布式部署, 利用空分复用来实现更高的用户接入带宽, 在下行16信道绑定, 上行4信道绑定条件下, C-DOCSIS可实现下行800Mbps、上行100Mbps以上的接入速率, 能够满足NGB千兆到楼, 百兆到户的接入需求。C-DOCSIS实现基于业务流的Qo S保障, 具备多种安全策略, 能够满足综合业务承载对Qo S和安全的需求。在网络改造方面, C-DOCSIS技术还具备兼容性优势, 能够保护运营商原有DOCSIS设备的投入, 在不进行大规模网络改造的条件下实现灵活组网, 满足网络平滑升级的需求。
验证测试 篇7
改革开放以后,我国不仅经济取得了举世瞩目的进步和成就,也跟随世界的步伐进入了全面的信息时代,电子技术迅速发展,各种各样的电子产品进入了社会生活的各个角落。车载通信系统作为一种常见常用的典型电子产品,从设计、研发到生产、使用的全生命周期中都会面临各式各样的电磁环境,因此需要对其电磁兼容性引起重视,包括设计预测和测试验证。
当前,主要以美、欧等国家的电磁兼容测试技术处于国际领先水平,设备、分系统及系统电磁兼容测试技术早已达到实用阶段。美国的各类军用电磁兼容测试标准和手册已经成为大多数国家直接引用的标准,其先进性、合理性也得到公认,例如MIL-STD-462系列。在民用标准方面主要以国际电工委员会IEC标准、美国FCC标准和欧州EN标准为代表。
对于设备、分系统,目前国内主要依据国标、国军标和一些行业标准对其电磁兼容要求和标准测试方法进行规定,而在军用系统级电磁兼容方面,目前国内还没有统一的电磁兼容测试验证标准,对系统级的电磁兼容性测试验证的方法正处于依托于工程经验的探索中[1]。本文针对车载通信系统,根据其自身的工作特点和电磁特性,从可能存在的电磁兼容性问题和对系统电磁兼容性有较大影响的地方入手,提出了一种用于验证其系统级电磁兼容性的测试方法。
1 车载通信系统电磁兼容性测试方案
对于车载通信系统,由于任务需要,配置了覆盖多个频段的不同种类的通信手段,既有视距通信,也有超视距通信,且通信链路数量较多,系统的电磁环境复杂多样,系统内存在严峻的共址干扰问题,对系统的电磁兼容性设计和电磁兼容性测试验证都提出了较高的要求。
为了更准确的掌握系统级电磁兼容性,验证其解决共址干扰问题的电磁兼容性设计的有效性,针对车载通信系统自身的工作特点,考虑通信系统的收发电磁特性,参照GJB1389A规定的系统电磁兼容性要求和电磁兼容手册[2,3],制定了车载通信系统的电磁兼容测试项目,如图1所示。
对于车载通信系统,上述测试项目既包括了系统级电磁兼容性要求的主要内容,也涵盖了对系统级电磁兼容性影响较大的主要因素。通过对上述项目实际测试,可以对车载通信系统的系统级电磁兼容性有一个全面的掌握,也可以对系统级电磁兼容性设计,特别是对电磁兼容加固措施的效果进行验证,还可以获得第一手测试数据,用于指导后续通信系统电磁兼容加固,并能够实现通信系统兼容工作,保障通信系统的使用。
1.1 电磁兼容性测试原则
(1)根据电磁兼容要求、系统工作和使用特性、可能存在的电磁兼容性问题等确定系统级测试项目。
(2)制定可操作的系统级电磁兼容试验大纲,并确定系统的性能判剧和降级准则。
(3)选择恰当的测试地点,对于车载通信系统,往往由于系统庞大而无法进入暗室,因此可以考虑选择在外场进行测试。
(4)准备测试所需的保障条件,包括测试人员、配试设备和仪器等。
1.2 系统级电磁兼容测试项目
1.2.1 系统安全裕度测试
系统为了能够适应实际使用的电磁环境(不考虑有意干扰),需要具有一定的安全裕度,以保证系统的正常工作。根据电磁兼容工程理论,安全裕度是指系统敏感度门限与实际使用环境中的干扰信号电平之差值。系统安全裕度是系统级重要的电磁兼容性指标之一,因此系统安全裕度测试就是系统级电磁兼容性测试的重要项目。通信系统安全裕度要求为6 dB。
实际使用环境中的干扰信号可能通过两种耦合途径对系统造成影响,即传导和辐射,因此系统安全裕度测试也分为传导安全裕度和辐射安全裕度两方面进行测试。
(1)传导安全裕度测试
对于车载通信系统来说,可能产生传导干扰的主要为连接天线的射频线和电源线。按照安全裕度的定义,传导安全裕度测试,需要测试出通信系统某链路的敏感度电平,以及在实际使用环境中,通信系统正常工作状态下线缆上耦合的干扰信号电平,两者之差即为系统传导安全裕度[1]。
(2)辐射安全裕度测试
由于技术手段的限制,目前很难在很大的空间内产生可控的均匀强电磁场,因此对于车载通信系统的辐射安全裕度测试,考虑选取通信系统的典型位置和典型设备,包括方舱线缆出入口、门、窗、音频设备、控制计算机等,在局部施加辐射电磁场的方式进行测试。典型辐射安全裕度测试框图如图2所示。
简要测试步骤如下:
首先使用适当的天线或场强探头,在实际环境中通信系统正常工作时,测量系统典型位置和典型设备处的实际场强;
然后再通过信号源和功放在上面的测试位置处施加辐射电磁场,逐步增大场强,直到满足增大6 d B以上,并观察通信系统是否出现敏感。
1.2.2 天线隔离度与天线端口驻波测试
(1)天线隔离度测试
天线隔离度对于实现通信系统电磁兼容性是非常重要的指标。对于天线隔离度的测试,主要是在同频段天线之间和相邻频段之间进行测试,同时,为了更准确、真实地反映通信系统实际工作中的天线隔离度,需要采用系统内通信链路的发射机在大功率条件测试。其测试框图如图3所示。通过图3中的通过式功率计测出发射的准确功率,与测量接收机或频谱仪接收到的功率之差即为天线之间的隔离度。
(2)天线端口驻波测试
天线端口驻波是影响通信信号能量通过天线辐射的指标,因此天线端口驻波测试也应该采用系统内通信链路的发射机在大功率条件下进行测试。其测试框图参见天线隔离度测试框图,可以在通过式功率计测出在大功率发射状态下的天线驻波,这样能更准确地反映出系统的真实情况。
1.2.3 通信射频兼容测试
车载通信系统中,各个通信链路的共址干扰问题是系统电磁兼容设计的主要内容,而通信射频兼容测试则是检查和验证车载通信系统电磁兼容设计的主要手段,是系统电磁兼容性测试的主要内容,它包括以下三方面:
(1)通信链路互扰测试
对于通信系统内多条工作在同一频段的通信链路,其相互间的共址干扰问题非常严重,因此在设计需要采取相应的加固措施来解决该问题。本项测试主要针对系统内非谐波和互调带来的共址干扰进行测试,检查多条通信链路是否能够同时兼容工作,并得到测试数据用于指导系统的频率管理和频率规划。
其测试框图如图4所示。简要测试步骤如下:
通信链路1工作在频点f1,通过通信激励源使其工作在正常接收状态;
通信链路2工作在频点f2,大功率发射状态,并在其工作频段内从小到大调整f2的频率,检查通信链路1能否正常接收。
(2)谐波干扰测试
谐波是一种常见的非线性产物,当大功率信号通过有源器件或无源器件时产生,是造成通信链路间共址干扰的重要原因。对于工作频率满足倍频关系的两条通信链路,可能会产生谐波干扰。
谐波干扰测试包括两方面内容:
一是测量到达接收机端口的谐波干扰电平,其测试框图如图5所示。简要测试步骤如下:
通信链路1工作在频点f1,大功率发射状态;
频谱仪和滤波器调谐到f1的谐波频率处,如2f1,3f1,对谐波电平进行测量;
选取通信链路1的几个典型工作频率,分别进行谐波电平测量。
二是对谐波造成的通信链路间互扰进行检查,其测试框图如图4所示。简要测试步骤如下:
通信链路1工作在频点f1,为f2的谐波频率,通过通信激励源使其工作在正常接收状态;
通信链路2工作在频点f2,大功率发射状态,检查通信链路1能否正常接收;
在通信链路1工作频段内从小到大调整f1的频率,通信激励源频率也配合调整,检查通信链路1能否正常接收。
(3)互调干扰测试
互调是另一种常见的非线性产物,也是造成通信链路间共址干扰的重要原因。在通信系统中,互调产物可以是两个或多个载波同时通过共用的发射天线系统以正向传输形式或者通过多个共场地发射天线以反向传输形式在系统射频器件内产生,也可以在多频高场强环境中的非线性特性结构件中形成[4]。互调频率距离系统工作频率较近,且互调产物数量随着发射载波的增加而呈现几何级数式增长,因此互调产物对通信系统实现共址兼容工作危害最大。互调干扰测试也包括两方面内容:
一是测量到达接收机端口的互调干扰电平,其测试框图如图6所示。简要测试步骤如下:
通信链路1工作在频点f1,大功率发射状态;
通信链路2工作在频点f2,大功率发射状态;
频谱仪和滤波器调谐到f1和f2的互调频率处,如2f1-f2,2f2-f1,对互调电平进行测量,互调需要至少测试2阶、3阶、5阶、7阶;
选取通信链路1和通信链路2的几个典型工作频率组合,分别进行互调电平测量。
二是对互调造成的通信链路间互扰进行检查,其测试框图如图7所示。简要测试步骤如下:
通信链路1工作在频点f1,为f2和f3的互调频率,通过通信激励源使其工作在正常接收状态;
通信链路2工作在频点f2,大功率发射状态;通信链路3工作在频点f3,大功率发射状态,检查通信链路1能否正常接收;
在通信链路1工作频段内从小到大调整f1的频率,通信激励源频率也配合调整,检查通信链路1能否正常接收。
1.2.4 屏蔽效能测试
屏蔽效能测试用来验证方舱的屏蔽度是否达到设计要求。根据车载通信系统的配置情况和要求,测试频段为100 Hz~18 GHz。根据方舱的开口情况,选取系统内所有门、窗、方舱线缆出入口等位置进行测试。简要测试步骤如下:
测试时,发射天线放置在方舱外部,接收天线放置在方舱内部;
有信号源加功放,通过发射天线产生足够强的电磁辐射场,接收天线接收由方舱反射和吸收衰减后场强E2;
再用接收天线测量无方舱时相同位置处的场强E1;则方舱屏蔽效能可由下式表示:
2 车载通信系统电磁兼容性实测
依托于某车载通信系统,按照上述系统级电磁兼容性测试方案,对其系统级电磁兼容性进行了验证测试。某车载通信系统组成框图如图8所示。
在系统级电磁兼容性测试中,对上述所有项目进行了测试。由于该车载通信系统中面临严峻的共址干扰问题,为了解决该问题,在通信系统中做了专门的电磁兼容加固,因此重点针对通信链路互扰测试、谐波干扰和互调干扰测试三个项目做了详细的测试验证。
通过通信链路互扰测试,验证了电磁兼容加固措施的有效性,实现了不同通信链路间同时兼容工作。
在谐波和互调测试中,发现系统中存在较强的谐波干扰和互调干扰,而通过与通信链路的CE106测试数据进行对比,对系统的谐波和互调等非线性产物做了隔离,发现该车载通信系统中存在严重的无源非线性干扰[5]。因此需要对通信系统进行合理的频率规划和管理,以便规避系统内的谐波和互调干扰,实现通信系统的兼容工作。
3 结语
本文对车载通信系统的系统级电磁兼容测试验证方法进行了探讨,提出了一种能够对车载通信系统电磁兼容性进行较全面测试验证的方法,并对某车载通信系统进行了实际测试验证。
通过对车载通信系统进行系统级电磁兼容性测试验证,不但可以全面了解系统在正常工作和使用状态下的电磁兼容性,而且可以通过实际测试验证系统电磁兼容性预测和设计的有效性,为系统级电磁兼容性积累工程经验,还可以获得实测数据用于优化通信系统的电磁兼容加固设计,指导通信系统的实际使用,以便更加有效地保障通信系统的兼容工作。
参考文献
[1]刘民,阚德鹏.大型电子系统平台电磁兼容验证测试方案研究[J].中国电子科学研究院学报,2006,4(2):128-130.
[2]陈穷.电磁兼容性工程设计手册[M].北京:国防工业出版社,1993.
[3]陈淑凤.电磁兼容试验技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.
[4]LUI P L.Passive intermodulation interference in communica tion systems[J].Electronics&Communication EngineeringJournal,1990,2(3):109-118.
[5]HO P O,WILKINSON W S,TSEUNG A C.The suppressionof intermodulation product generation in materials and struc tures used in radio communication[C]//Proceedings of IEE Col loquium on Passive Intermodulation Products in Antennas andRelated Structures.London:IEE,1989:1-5.
验证测试 篇8
随着国内40G WDM系统的大规模部署以及移动互联网、物联网和云计算等新型带宽应用的强力驱动,超40G高速传输技术发展势不可挡,100G是超40G中最有力的竞争者,其在标准制定、设备研发、测试验证、试点应用等多方面齐头并进,距离商用渐行渐近,已成为近期业界普遍关注的热点技术。
100G技术储备基本完善
100G高速传输技术主要集中在客户接口、线路接口以及线路传输等方面,其技术挑战主要集中在线路接口以及线路传输方面。一方面是选择合理的传输调制码型,另一方面是采用高响应度的解调接收机制,同时要选择合理的技术参数,以便在尽可能降低体积功耗的前提下,以较低成本实现更远传输距离。基于40G技术革新经验,研究机构、标准组织、设备/仪表厂商、运营商等均集体推动着这些技术目标早日实现,目前的基本进展如下。
技术路线,100G沿用40G线路接口基于偏振复用、四相相移键控(QPSK)调制码型、基于数字信号处理(DSP)的相干接收等应用创新技术已成定势,由于速率提升了2.5倍,在关键光电技术实现方面也面临着巨大挑战,如高速模数转换处理(ADC)和DSP芯片等。
标准规范,目前主要有IEEE、ITU-T和OIF等国际组织和中国通信标准化协会(CCSA)来负责制定对应标准。IEEE 802.3ba已完成100GE客户接口规范,IEEE 802.3bj正在规范100GE的背板及铜缆传输规范,而成本和功耗更低廉的下一代100GE客户接口也正在讨论当中。另外,线路接口和系统传输参数目前主要由OIF和ITU-T进行规范,OIF已发布100G光模块、FEC等协议文件,而ITU-T SG15的Q11主要规范了第4阶光通路传送单元(OTU4)等100G逻辑信号结构,ITU-T SG15的Q6则侧重于100G物理层的规范研究。CCSA则侧重于线路接口及传输的标准规范,N×100G WDM系统技术要求标准预计在CCSA TC6 2012年初会议将首次讨论征求意见稿。
设备研制,无论是路由器还是WDM传输设备厂商,均在100G技术研发方面取得了突破性进展。目前主流的路由器厂商和传输厂商一般均可提供100GE路由器和100G WDM/光传送网(OTN)设备,国内传输设备厂商华为、中兴、烽火均宣称目前可提供商用基于双极化四相相移键控(DP-QPSK)相干接收实时处理的100G传输设备,具体性能、实现方式、芯片集成化程度等支持能力有待今明两年国内外研究机构和运营商等多方面的测试验证。
测试验证/试点应用,国外运营商表现非常积极,截止到目前,今年已经有超过20家运营商进行了100G高速传输技术的测试验证/试点应用。着眼于实际应用需求并结合技术发展现状,国内研究机构、运营商等对于100G技术的测试验证/试点应用预计从今年12月份开始,延续到明年一整年,目前中国电信已经启动测试,中国联通、中国移动以及一些专业研究网络也在积极筹备,2012年可谓100G技术的测试验证年份。
100G应用特征已明确
综合考虑国内应用需求、现网结构、技术特点等因素,100G应用特征将主要集中体现以下一些方面。
应用场景首选干线,传送速率从40G升级到100G的驱动因素主要包括宽带应用驱动、谱效提升、单比特成本逐步降低、管理维护简化等多个方面。国内光传送网络主要由省际/内干线传送网和城域传送网构成,目前的节点之间大于10 0 G的同路由需求主要体现在省际干线及部分发达地区省内干线节点之间,因此,从应用需求上来讲,干线是100G技术的首选场景。
客户接口优选4×25G,目前100G传输客户接口从可选择的类型来看主要有两种,一种是IEEE和ITU-T规范的4×25G接口,另外一种是Google等业务提供商驱动形成的10×10G接口。虽然从成本上来讲,10×10G优势明显,但从标准化角度以及后续应用兼容性、参数保证性来讲,客户侧采用4×25G是目前较好的选择,同时IEEE等也在积极研究推动下一代更小体积、更低功耗和更低成本的4×25G接口。
混传为补充型应用,在40G技术未商用之前,业界在积极探讨10G和40G混传问题,但由于国内带宽需求快速发展以及厂商的价格战最终导致混传基本没有部署,目前100G技术商用之前也面临着类似的问题。从技术上来讲,10G和100G、40G和100G混传均会给100G信号带来一定传输距离损耗,同时也会给网络运营维护带来额外的复杂度;另外从40G技术发展及规模应用部署的前期经验来看,混传也不是国内运营商网络所适用的方式,因此,在100G技术应用中,与较低速率一起部署的混传方式只能是一种非主流的应用类型。
和光传送网(OTN)技术紧密结合,OTN技术作为干线大容量传送组网技术已经大势所趋,而作为100G速率的调度和复用带宽容器ODU4已经在ITU-T G.709标准中明确规范。考虑到光传送网络整体朝着超大容量、灵活以及和客户网络进一步融合的发展趋势,作为基础带宽传输的100G将会和OTN调度组网技术一起紧密结合,共同推动光传送网络发展与革新。
可靠性尚待持续考验,一般新技术都有可靠性验证的需求,100G技术也不例外,尤其是100G采用超高速运行的光电芯片、受功率非线性效应影响明显的物理损伤软件补偿算法等等。因此,100G技术尤其是线路侧及长距离传输应用在规模部署之前,必须经过一定手段和阶段的稳定可靠性验证。
100G市场未来5年增势强劲