专利名称：以太网一致性测试工装装置、测试系统及测试方法
技术领域：
本发明涉及以太网测试技术，特别涉及以太网一致性测试工装装置、测试系统及测试方法。
背景技术：
以太网接口广泛应用于交换机、路由器、传输设备、PC机等领域，随着以太网的普及和通信设备以太网接口密集程度的提高、使用环境的复杂，以太网接口兼容与稳定性问题开始浮现出来，如何通过有效测试方法保证其兼容与稳定性也越来越来越重要。目前以太网接口主流的协议有100Base-TX、lOOOBase-Τ,针对这两种协议测试的方法多种多样，但无外乎都要保证其电气特性是符合802.3的相应规范要求，以及保证其以太网接口满足一定的误码率要求。目前主流的解决方案是通过以太网一致性测试工装实现，但该工装主要有以下几种缺点:测试效率低下:每次只能对一个以太网接口进行测试，测试时需要人为干预。在通信设备只有少数以太网接口的情况下该问题不是很明显，但随着市场需求，端口密集程度越来越大，人为操作效率显得越来越低下。集成度不高:以太网接口的兼容与稳定性需要进行很多项目的测试才能保证，在测试时需要应用多种工装辅助测试，目前的以太网一致性测试工装并不能很好的实现多种工装融合的功能。目前还没有一种高效、自动化、可复用的以太网接口测试工装装置、测试系统及相应的测试方法出现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提出一种以太网一致性测试工装装置、测试系统及测试方法，实现高效、自动化、可复用的测试，解决传统技术中以太网一致性效率低、集成度低的问题。本发明解决上述技术问题所采用的方案是:以太网一致性测试工装装置，包括:以太网匹配电路模块，用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，将经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号传输给模拟切换模块；模拟切换模块，用于根据控制模块的控制信号，在经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路测试信号，输出到示波器；控制模块，用于接收控制台的控制指令，并根据控制指令的内容控制模拟切换模块具体选择哪路信号。进一步，所述以太网匹配电路模块包括至少两个以太网电口。进一步，所述控制模块通过通用异步串行接口与控制台通信。进一步，所述模拟切换模块主要包括模拟切换开关的组合。进一步，所述 控制模块主要包括一个单片机。
进一步的，所述控制模块还用于向控制台发送当前以太网接口测试完成的信息。本发明的另一个目的在于，提供一种以太网一致性测试系统，包括:至少两个被测以太网接口，控制台、测试工装装置和示波器，所述被测以太网接口与测试工装装置的以太网匹配电路模块相连，以太网匹配模块与测试工装装置的模拟切换模块相连；测试工装装置的控制模块通过通用UART与控制台相连，测试工装装置的模拟切换模块与示波器相连；控制台用于，在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置；并在判断当前以太网接口测试完毕后，发送切换命令通知测试工装装置下一个待测试的以太网接口；测试工装装置用于，根据控制台的控制指令选择当前待测试的其中一个以太网接口进行测试，输出测试信号到示波器；示波器用于，对测试工装装置输出的一路测试信号进行测试，显示测试结果。具体的，所述测试工装装置还用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，从经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路以太网接口测试信号。具体的，所述控制台为上位机软件，嵌入在示波器中。本发明的另一目的在于，提出一种以太网一致性测试方法，其包括以下步骤:a.测试工装装置开机启动，发送测试相关参数信息到控制台；b.控制台在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置；c.测试工装装置根据控制指令，从经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中，选择当前待测试的一个以太网接口对应的一路测试信号进行测试，输出测试信号到示波器；d.控制台在判断当前以太网接口测试完毕后，发送切换命令告知测试工装装置下一个待测试的以太网接口；e.测试工装装置根据切换命令选择相应的以太网接口进行测试，输出测试信号。进一步，所述相关参数信息包括该测试工装装置支持协议类型及支持以太网接口切换的数量。进一步，所述测试协议类型为100Base-TX协议或IOOOBase-T协议。
本发明的有益效果是:利用本发明中的测试工装装置、测试系统及测试方法可以实现高效、自动化、可复用的测试，满足对当前拥有众多以太网接口的终端设备的以太网接口性能快速测试的需求，有效地将测试人员从繁杂的测试操作中解放出来。
图1为利用本发明实施例的测试工装装置结构框图；图2为本发明实施例的测试系统连接关系示意图；图3为本发明实施例的测试工装装置应用于IOObase-TX测试的原理图；图4为本发明实施例的测试工装装置应用于IOOObase-T测试的原理图；图5为本发明实施例的测试方法流程图。
具体实施方式
为解决传统技术中的以太网一致性测试效率低、集成度低的问题，本发明提出一种以太网接口测试工装装置及测试方法，实现高效、自动化、可复用的测试。本发明实施例的测试工装装置参见图1，该测试工装装置包括:以太网匹配电路模块、模拟切换模块及控制模块；以太网匹配电路模块，用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，将经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号传输给模拟切换模块；模拟切换模块，用于根据控制模块的控制信号，在经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路测试信号，输出到示波器；控制模块，用于接收控制台的控制指令，并根据控制指令的内容控制模拟切换模块具体选择哪路信号。本发明实施例的测试系统连接关系示意图参见图2，本实施例的测试系统包括:包括四个被测试以太网接口(以太网接口 A、以太网接口 B、以太网接口 C和以太网接口 D)的通信设备，测试控制台、测试工装装置和一个台测试用示波器，本系统中的测试工装装置由以太网匹配电路模块、模拟切换模块及控制模块三部分构成，其中以太网匹配电路模块连接模拟切换模块，控制模块连接模拟切 换模块；在本测试工装装置使用时，通信产品的四个以太网电口与以太网匹配电路模块相连；控制模块通过通用异步串行接口 UART与测试控制台相连，模拟切换模块与示波器相连。测试控制台可以为普通的PC机，只要完成与测试工装装置的控制模块的简单通信即可。本实施例的测试系统中，控制台用于在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置；并在判断当前以太网接口测试完毕后，发送切换命令通知测试工装装置下一个待测试的以太网接口 ；测试工装装置用于根据控制台的控制指令选择当前待测试的其中一个以太网接口进行测试，输出测试信号到示波器；示波器用于对测试工装装置输出的一路测试信号进行测试，显示测试结果。本发明实施例中，控制台为上位机软件，嵌入在示波器中。下面以本发明实施例测试工装装置分别应用于IOObase-TX测试和IOOObase-T测试为例进行说明:参见图3，为本发明实施例的测试工装装置应用于IOObase-TX测试时的测试框图，为了实现测试端口 8选I的自由切换，模拟切换模块为包括I个为8路差分信号选择4路的模拟切换开关、以及I个为4路差分信号选择I路的模拟切换开关，将两种模拟切换开关进行组合，可实现由8路差分信号选择I路的功能，例如选择TI公司的以太网模拟切换开关TS3L500和TS5N214进行组合；控制模块则由单片机来实现，由于其实现并不需要太过复杂的逻辑，只需一个与控制台通信的串口电路、若干控制模拟切换单位的控制信号，经评估，51单片机便可满足本发明的需要；以太网匹配电阻则通过100欧姆电阻匹配便可完成，后期可调整其匹配电路实现对本发明精度的补偿。由于影响本发明测试精度的主要因素有:频率响应、串扰、输入电压，下面分别针对各项进行分析评估:(I)频率响应:通常模拟开关由CMOS管组成，不管其线路电阻Ron、寄生电容C多少，都有一定的频率响应范围。模拟开关的频率响应表现为一个低通滤波器，其截止频率将决定模拟开关经组合使用后频率为多少时波形不失真。IOObase-TX发送波形的基频在30MHZ左右，通过查看模拟开关TS3L500和TS5N214可知，其衰减在-0.1dB左右，假定发送幅值为lV，100base-TX经过模拟开关的衰减为IlmV左右。在IOObase-TX的电气特性中，其幅值为950mV < VALUE < 1050mV的波形，IlmV的衰减并不会影响实际的测试结果。(2)串扰:以太网接口信号经过模拟开关时，有可能会引入相应的串扰，其串扰主要来自于信号与信号间串扰、信号与控制信号间串扰。信号与信号间的串扰随着发送波形的频率越大，其串扰越大；而信号与控制信号的串扰，则只受芯片内部设计的影响。通过查看模拟开关可知，以太网百兆电口 100Base-TX基频在30MHZ时，其串扰crosstalk只有_80db，假定100Base-TX发送幅值为IV，其串扰远小于lmV，对于幅值为950mV < VALUE< 1050mV的波形，并不会影响其结果。(3)输入电压:模拟开关的线路电阻Ron是波形失真与泛音的“罪魁祸首”，Ron的大小取决于输入波形的电压Vin，假如Vin < V+-2(V+为模拟开关供电电压)，那么Ron并不会造成过大的波形失真与泛音，而随着Vin的增加，Ron也将增加，其影响也将凸显。由于100Base-TX发送波形的最大值为1050mV，通过分析与计算，模拟开关的供电电压需要采用
3.3V供电。参见图4，为本发明实施例测试工装装置应用于IOOOBase-T的测试时的结构框图。在实际的应用中，不仅需要对100Base-TX进行电气特性测试，对IOOOBase-T也有相应的需求。IOOOBase-T的测试需求较100Base-TX要复杂得多，首先在端口的差分对要求是测试四对差分对，而不像100Base-TX的一对；其次，由于其速率较100Base-TX要高得多，因此要求模拟切换开关要有更好的频率响应度，不仅是频率响应，其串扰、失真度等都有相应的要求。本实施例测试工装装置在模拟切换模块的选择上，使用了三个模拟开关TS3L500作级连，实现端口 4选1的功能；并通过单片机配置相应的控制信号，便可实现其自动选择的功能。下面仍然对影响测试精度的几个因素进行评估:(1)频率响应:以太网IOOOBase-T协议的基频在60MHZ左右，通过查看数据手册，模拟开关TS3L500经过级连后其衰减为-0.2dB ;在IOOOBase-T的电气特性中，其幅值为670.0mV < VALUE < 820.0mV的波形，经计算后衰减为19mV左右，并不会影响实际的测试结
果O(2)串扰:通过查看模拟开关TS3L500可知，IOOOBase-T基频在60MHZ时，其串扰crosstalk只有_60db,假定IOOOBase-T发送幅值为IV,其串扰小于ImV,对测试结果无影响。(3)输入电压:由于IOOOBase-T波形的峰峰值要比100Base-TX的低，其Ron影响要小一些，因此依旧采用3.3V供电。参见图5，为本发明实施例提供的一种以太网接口一致性测试方法流程图，本方法主用应用在上述测试系统中，其包括以下步骤:步骤501，测试工装装置开机启动，发送测试相关参数信息到控制台。本步骤中，所述相关参数信息包括该测试工装装置支持协议类型及支持以太网接口切换的数量。步骤502，控制台在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置。所述测试协议类型为100Base-TX协议或IOOOBase-T协议。步骤503，测试工装装置根据控制指令，从经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中，选择当前待测试的一个以太网接口所对应的一路测试信号进行测试，输出测试信号到示波器。本步骤中，测试工装装置的控制模块，在接收到控制台的控制指令后，根据控制指令的内容控制模拟切换模块选择与控制指令中的具体以太网接口对应的一路测试信号；测试工装装置的模拟切换模块，根据控制模块的控制信号，在经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中待测试的那个以太网接口所对应的一路测试信号，并输出到示波器。步骤504，控制台在判断当前以太网接口测试完毕后，发送切换命令告知测试工装装置下一个待测试的以太网接口。本步骤中控制台判断是否所有待测试的以太网接口完成测试，如是结束本次测试流程；否则，发送切换命令告知测试工装装置下一个待测试的以太网接口。控制台嵌入示波器中，在示波器中的一致性测试软件测试完毕当前待测试的以太网接口后，发送切换信号到测试工装装置的控制模块，同时示波器控制其一致性测试软件进行下一个以太网接口的操作。步骤505，测试工装装置根据切换命令选择相应的以太网接口进行测试，输出测试信号。所述的测试方法应用于100Base-TX和IOOOBase-T协议，两类协议测试时的方法一样。本发明所要求保护的技术方案包含但不仅限于上述实施方式中的内容，在不脱离本发明的精神实质的情况下，本领域技术人员根据上述实施方式所记载的内容对本发明的方案作出的等同替换均在 本发明的保护范围内。
权利要求
1.以太网一致性测试工装装置，其特征在于，包括: 以太网匹配电路模块，用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，将经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号传输给模拟切换模块； 模拟切换模块，用于根据控制模块的控制信号，在经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路测试信号，输出到不波器； 控制模块，用于接收控制台的控制指令，并根据控制指令的内容控制模拟切换模块具体选择哪路信号。
2.如权利要求1所述的以太网一致性测试工装装置，其特征在于，所述模拟切换模块包括模拟切换开关的组合。
3.如权利要求1所述的以太网一致性测试工装装置，其特征在于，所述控制模块包括单片机。
4.如权利要求1所述的以太网一致性测试工装装置，其特征在于，所述控制模块还用于向控制台发送当前以太网接口测试完成的信息。
5.以太网一致性测试系统，其特征在于，包括:至少两个被测以太网接口，控制台、测试工装装置和示波器，所述被测以太网接口与测试工装装置的以太网匹配电路模块相连，以太网匹配电路模块与测试工装装置的模拟切换模块相连；测试工装装置的控制模块通过UART与控制台相连，测试工装装置的模拟切换模块与示波器相连； 所述控制台，用于在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置；并判断当前以太网接口测试完毕后，发送切换命令通知测试工装装置下一个待测试的以太网接口； 所述测试工装装置，用于·根据控制台的控制指令选择当前待测试的其中一个以太网接口进行测试，输出测试信号到示波器； 所述示波器，用于对测试工装装置输出的一路测试信号进行测试，显示测试结果。
6.如权利要求5所述的以太网一致性测试系统，其特征在于，所述测试工装装置还用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，从经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路以太网接口测试信号。
7.如权利要求5或6所述的以太网一致性测试系统，其特征在于，所述控制台为上位机软件，嵌入在示波器中。
8.以太网一致性测试方法，其特征在于，其包括以下步骤: a.测试工装装置开机启动，发送测试相关参数信息到控制台； b.控制台在接收到测试工装装置的相关测试参数信息后，选择测试协议类型，发送控制指令给测试工装装置； c.测试工装装置根据控制指令，从经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中，选择当前待测试一个以太网接口所对应的一路测试信号进行测试，输出测试信号到示波器； d.控制台在判断当前以太网接口测试完毕的信息后，发送切换命令告知测试工装装置下一个待测试的以太网接口； e.测试工装装置根据切换命令选择相应的以太网接口进行测试，输出测试信号。
9.如权利要求8所述的以太网一致性测试方法，其特征在于，所述相关参数信息包括该测试工装装置支持协议类型及支持以太网接口切换的数量。
10.如权利要求9所述的以太网一致性测试方法，其特征在于，所述测试协议类型为100Base-TX 协 议或 lOOOBase-Τ 协议。
全文摘要
本发明涉及以太网测试技术，其公开了一种以太网一致性测试工装装置，解决传统技术中的以太网一致性测试效率低、集成度低的问题。其技术方案的要点是以太网一致性测试工装装置，包括以太网匹配电路模块，用于完成以太网一致性测试的阻抗匹配，将经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号传输给模拟切换模块；模拟切换模块，用于根据控制模块的控制信号，在经过阻抗匹配后的多路以太网接口测试信号中选择一路测试信号，输出到示波器；控制模块，用于接收控制台的控制指令，并根据控制指令的内容控制模拟切换模块具体选择哪路信号。此外，本发明还公开了一种以太网一致性测试系统及测试方法。本发明适用于通信设备的以太网接口的一致性测试。
文档编号H04L12/28GK103248527SQ20121003020
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者洪献珍, 王鑫, 欧阳本铖 申请人:迈普通信技术股份有限公司