[發明專利]一種針對時間敏感網絡設備的測試床及測試方法

有效

• 申請號: 202110151950.4
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112804124B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 陳彩蓮;盧宣兆;許齊敏;張景龍;王守亮;關新平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L43/50
• 分類號: H04L43/50;H04L43/06;H04L43/0811
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種針對時間敏感網絡設備的測試床及測試方法，涉及網絡設備測試技術領域，包括信息處理設備與測試裝置，測試裝置包括轉換單元、信令產生單元、自動生成單元、定時單元、存儲單元、測試單元，信息處理設備負責接收來自用戶端的測試請求與測試目標，下發測試信息到測試裝置，接收測試結果并返回至用戶端，測試裝置負責對接入被測網絡設備進行測試并返回測試結果。本發明適用TSN網絡設備的測試，能夠在新的測試過程中利用歷史數據對測試進行指導，能夠給出TSN網關的最優配置方案，支持跨協議的互通性測試，推動了TSN網絡設備的研發與調試進程，簡化了測試流程，提升了測試速度，提高了測試準確性。

技術領域

本發明涉及網絡設備測試技術領域，尤其涉及一種針對時間敏感網絡設備的測試床及測試方法。

背景技術

工業網絡作為一個實現工業系統智能互聯的核心，是工業互聯網體系架構的基礎，主要包括工業控制網絡和工業信息網絡兩個部分。通過工業網絡系統中信息與物理過程的協同，工業網絡系統能夠優化生產、簡化流程、增大效益，這對于國民經濟的迅速增長，以及促進工業制造的數字化、網絡化和智能化的發展至關重要。但由于傳統工業網絡中面向工業控制領域的現場總線通信協議標準及物理接口種類繁多，彼此之間的通信兼容性差，物理接口不統一，工業網絡互聯互通的發展受到了很大程度上的制約。

此外，標準以太網的本質是一種非確定性網絡，而工業領域的控制應用中一般要求網絡傳輸的確定性，一組數據包必須完整、實時、確定性的到達目的地，因此標準以太網不能滿足對確定性要求較高的工業應用。IEEE TSN工作組近些年提出的時間敏感網絡(TSN)標準能夠解決上述問題，為了達到盡可能低的時延，IEEE 802.1TSN工作組定義了802.1AS與802.1Qbv等多種協議，確保了數據包傳輸的確定性和實時性。同時，TSN規范化mac層，避免了碎片化的工業以太網協議的MAC層不統一不兼容的問題。

綜上所述，TSN技術作為新一代以太網技術，因其符合標準的以太網架構，具有精準的流量調度能力，可以保證多種業務流量的共網高質量傳輸，兼具技術及成本優勢，得以在音視頻傳輸、工業、移動承載、車載網絡等多個領域成為新一代工業網絡承載技術的重要演進方向之一。在TSN技術從提出到逐步發展的過程中，最關鍵的便是TSN交換機的研發與測試。在TSN交換機的研發方面，目前的成果主要集中在國外廠商，例如恩智浦公司研發出五端口AVB/TSN汽車以太網交換機SJA1105TEL，赫斯曼公司對旗下Hirshmann兩款交換機RSPE35和RSPE37進行了軟件更新，使其實現TSN的功能，英特爾公司提出基于SoC FPGA技術的TSN交換機等。而在TSN測試床及測試技術方面，目前尚未有團隊提出并發表相關技術成果。設計TSN測試床能夠給用戶提供便捷的測試環境，便于用戶以較低的時間和經濟成本獲知被測設備的相關性能參數，可以指導工廠企業對設備進行合理選型和檢測維修，增大經濟效益。同時，由于現階段TSN標準仍在逐步指定完善階段，TSN測試床能夠更好地指導標準的制定。然而，測試床的設計存在一些挑戰，例如現階段標準定義的比較寬泛，各廠家實現方式不同，一致性問題較大，并且測試中依賴手工配置，測試效率不高。這些問題都是TSN測試床及測試技術發展過程中的難點所在。如何設計TSN網絡設備測試裝置、測試床和測試方法，使其能夠檢測TSN網絡設備連通性、TSN標準支持性以及網絡性能指標等，并最終返回測試結果是一個亟待解決的關鍵問題。