高速公路机电系统中的以太网交换机检测技术

张文都

(陕西交通职业技术学院，陕西 西安 710018)

在信息技术如此发达的时代，其在各个行业当中都有所应用，信息技术的应用不仅可以节省了大量的人工投入，并且提高了工作效率，增加了经济效益。在我国的高速公路建设中，逐渐的实现了机电一体化的工作模式，在对机电工程的控制方面，国家有一定的规章制度对其进行规范。随着这种机电工程的应用，信息技术在其中发挥了巨大的作用，其中以太网的交换技术使用的最为广泛。以太网技术的发展，对我国的信息产业是一个巨大的改革，在以太网交换技术应用到高速公路的机电工程中，提高了高速公路的管理水平，增加的经济效益。对于以太网交换技术的应用，主要是要有着很好的稳定性能，保证机电工程运行的可靠性，所以要对以太网的交换机进行检测，保证其在相关性能方面可以符合标准。因此，结合目前我国国家和通信行业广泛使用，基于以太网技术的局域网系统的验收评测规范。但是在城域网应用领域中仍需要解决网络环路的相关问题。不过由于发布时间较早和机电系统的快速发展，不同类型的以太网交换机的技术要求和测试方法等标准，以太网在局域网中取得了巨大的成功，目前交通行业其他标准也未对应用于高速公路机电系统。根据不同的以太网应用领域，包括生成树协议(STP)、以太网环路保护切换协议(ERPS)、环回检测和成环点定位技术。目前，全球的标准组织的以太网交换机的产品和以太网工程进行规范，均正在积极对以太网环路检测技术进行标准化，随着标准的不断成熟，以太网的环路检测技术将逐步降低以太网的环路风险，便于网络的管理。

1 高速公路中以太网交换技术

1.1 现状

近几年来，我国的高速公路建设取得了相当好的成就，四通八达的高速公路

网架起了经济的桥梁，带动了经济的快速发展，同时，在高速公路上也应用了先进的技术加以对路侧的监控及数据的传送，这就是以太网转发方式在高速公路机电系统的广泛应用。以太网作为局域网的一种，因其简单实用性使其在机电系统中得到很好的应用，目前百兆的以太网在高速公路的机电系统中应用的较为广泛，通过光纤实现远距离数据的传输工作，以太网是应用交换机节点泛洪的方式使广播帧在环路的节点上进行泛洪，最后实现广播帧在环路的各个交换机节点上永无休止的进行传输。

1.2 测试方法

根据不同的情形，以太网交换机的检测可分为二层性能检测和三层性能检测或行光口性能检测和交换机性能检测。但网络上的性能测试又各以上四种不同，网络测试方法可分为主动和被动测量二种，主动测量现在在网络上已被广泛使用，被动测量因其低效性所以在网络性能判断中并不被广泛使用。主动测量是主动产生测量流量并注入网络流收的，虽然会在一定程度上改变网络本身的运行情况，来根据运行的情况进行性能的分析，其对流量的高度可控性和对网络性能测量的高效性使其成为网络测试的主要方式。

2 高速公路中以太网交换机测试

2.1 以太网

以太网在实际的使用过程中，具有自己的优势，主要是可以将任何的协议数据进行封装，其工作原理是，当其接收到单播帧或者是广播帧的时候，就会通过一定的方式向其他的系统对该帧进行泛洪。以太网技术在使用的时候比较简便，有很强的兼容性，成本花费比较低，标准化也比较成熟，所以用户在使用的时候非常的方便，随时随地都可以应用，对其网络进行的管理和维护工作也都是非常的简单。

2.2 以太网测试内容

根据国家标准《基于以太网技术的局域网系统验收测评规范》，YDT1141-2007《以太网交换机测试方法》、《路由器测试规范-低端路由器》等标准中的规定，以太网交换机测试总结如表1所示。

表1 测试项目

2.3 测试项目

性能指标则是用专用的以太网测试仪器进行测试，同时这些性能指标的测试结果也可以评价局域网系统是否符合验收要求。从GBT 21671-2008《基于以太网技术的局域网系统验收测评规范》中可以知道，局域网的性能也是通过对网络吞吐量、传输时延、丢包率等性能指标的测量来判断的。以太网测试仪是适合于现场使用的结构坚固测试平台，协议测试和功能测试通过实际数据传输来验证，它具有完整的以太网测试特性，具有双光口和双电口，以太网业务接口模块，HST-3000支持多个数据流的测试，包括10/100/1000M以太网链路的流量发生与故障排查，能够测试高达1Gbit/s的电口与光口链路。由于验收检测中各种条件的限制，对于交换机的常规测试，能支持点到点或者路由网络的测试。

3 高速公路中以太网交换机测试合格判据

3.1 数据包的传送能力

数据包在传送的过程中，会因为资源不足的原因引起数据包的丢失，这种丢失的数据包多少就是常说的丢包率，目前百兆的以太网在吞吐量方面一般都是百分之七十以上的，在实际的运用中，根据测量出的吞吐量的大小进行的发包和丢失的数据包在帧长上的不同，一般情况下的测试结果都是0，那么在实际的测量中得到的丢包率一般情况下也都是0。在进行实际测量工作中时，在数据帧的传送上，根据不同的长度来进行的测量一般的吞吐量都能够达到百分之九十九以上。

3.2 延时

对于背靠背帧数还没有确切的判定要求，为了防止时钟不同步的误差，从实际测量结果中可以看出，随着数据帧长度的加大，背靠背帧数相应减小。延时是指数据包从发送端口到目的端口所需的时间，在实际测量中，要求在64bit帧长情况下测得的传输延时要小于0.1ms。

结语

随着信息技术的发展，对于在高速公路的机电工程中的应用将会越来越广泛，那么在实际的应用过程中，应该根据实际的运行状况来对以太网交换机的使用进行检测，以求达到系统能够和机电工程相匹配。由于目前我国在以太网交换机在高速公路机电工程方面的使用还没有一个系统的标准，所以我们只能在实践中不断的进行检测调试，以求达到预期的目标。

[1]GBT 21671-2008，基于以太网技术的局域网系统验收测评规范[S].

[2]JTG F80/2-2004，公路工程质量检验评定标准（第二册机电工程）[S].

[3]YDT 1381-2005，IP网络技术要求网络性能测试方法[S].

[4]YDT 1098-2001，路由器测试规范-低端路由器[S].

[5]YDT 1141-2001，千兆比以太网交换机测试方法[S].