41测论 弱电楼宇IP融合实验测试-史计达.docVIP

弱电系统IP网络融合测试浅析 文/史计达、刘宇征 背景及测试思路 智能化弱电系统是智能建筑系统的重要组成部分，多家业界领先的弱电厂家相继推出了基于TCP/IP架构的产品以解决弱电系统原有的协议种类多、互通性差、布线复杂的问题。为实现对各弱电子系统的有效IP融合承载，需要对多个弱电子系统流量大小、流量特征进行分析，并在此基础上根据智能建筑的规模、弱电系统点数、用户使用需求等设计并验证相应组网对各智能化弱电系统的承载能力。其中，对融合了多个IP化弱电系统的承载网络的测试，成为整个方案中相当重要的一个环节。 弱电系统承载测试与传统网络设备测试相比存在一定的特殊性，需基于特定场景、特定流量模型，有针对性的进行。传统的对网络设备转发性能的测试是通过专业的测试仪器发送特定测试报文，得出吞吐量、时延等关键参数。但是测试仪器发出的报文和实际弱电系统发出的流量报文有所不同，用来衡量特定场景下的网络承载能力显然不够科学和准确。例如，视频监控流量存在数据突发较大的特点，并且监控系统对于延时、抖动、丢包率都敏感，很容易因为承载网络瞬间拥塞而出现监控画面卡顿、马赛克等现象。因此，在计算网络对监控系统的承载能力时就不能只用监控数据平均流量做简单的乘法计算，而必须通过实际测试得到承载极限值。由于监控流量的特殊性，用测试仪模拟的普通报文也很难真实再现该种流量的特点，必须通过真实业务流量的叠加测试，得出网络承载能力极限。 弱电系统业务流量分析 与以太网上承载的PC或类PC设备发送的流量相比，弱电系统的流量存在一定的特殊性。部分弱电系统由于需兼容前代非IP化的产品（通常运行私有协议或工控协议），会被设计为以TCP/IP协议为管道，通过隧道协议将原来的私有/工控协议封装在TCP/IP协议栈上传输。由于这些通过TCP/IP隧道传输的私有协议/工控协议对时延、抖动、丢包的要求仍与专线传输时的要求一致，甚至更高，因此其对传输网络的要求通常高于以太网上的传统IP流量（如http、ftp等）。另一些弱电系统比如视频监控系统，天生就对承载网络有很高的要求——视频报文对时延、抖动都极度敏感，监控的实时性要求又使得接收端不能通过增大缓存来避免抖动带来的影响——缓存较多帧画面会造成显示端的画面延迟，这就要求传输网络需要尽可能的降低延迟、减少抖动，提供平稳的传输性能保障。但视频编码本身的特性恰恰又会对稳定传输造成影响——I帧会产生比P/B帧大得多的报文，这注定会产生很大的突发流量，进而导致承载网络瞬间拥塞，影响传输质量。因此，对不同弱电系统的业务流量做深入分析并做针对性的测试就显得尤为重要。 针对IP化弱电系统流量的特殊性及其对承载系统带来的特殊要求，对各弱电系统流量进行了详细分析，涉及的弱电系统包括： I公司公共广播系统 T公司门禁系统 T公司楼控系统 H3C视频监控系统 S公司多媒体信息发布系统 由于文档篇幅所限，各流量特征不能详尽描述，这里以T公司的楼控系统流量为例。 T公司楼控系统流量分析 T公司楼控系统基于LonWorks协议工作，在TCP/IP协议网络中，则通过建立IP-852隧道透明传输LonWorks协议，以建立起LonWorks协议环境。楼控系统主要由数据管理服务器、管理工作站、i.LON 600 LonWorks/IP路由器、MPR50路由器及T公司控制器（DDC）组成。其在承载网络上传输的主要业务流量及其特征如下： 管理工作站访问数据管理服务器流量：TCP协议流量，对时延、抖动和丢包都不敏感； 数据管理服务器发起的IP-852隧道维护报文：UDP协议流量，时延要求小于50ms，对抖动和丢包不敏感； 数据查询报文、指令下发报文、状态轮询（poll）报文及应答报文：UDP协议流量，时延要求小于50ms，对抖动不敏感，对丢包较敏感； DDC发出的告警报文及应答报文：UDP协议流量，时延要求小于50ms，对抖动不敏感，对丢包较敏感； 测试设计及测试方法 测试设计 各弱电系统流量分别存在自身特点，对承载网络的要求也不尽相同。要测试承载网络对多个弱电系统融合承载的能力，除了需测试承载网络的基本转发能力、安全性、可靠性、QoS等传统的网络测试项目外，还需针对弱电系统业务流量的特点，分别对每个单弱电系统业务流量的端到端传输延迟、抖动等数据进行测量。同时还需测试当存在多个突发流量并发时对网络的冲击是否会造成承载网络由于拥塞而降低服务质量的情况。 对弱电系统业务流量的模拟很难做到百分百准确，各弱电系统在不同业务情况下，或在同种业务不同条件下，产生的流量也会存在较大差异。因此，在模拟的基础上，还需有真实的弱电系统同时运行在承载网络中，观察并测量真实系统对于各种网络情况的反应，可以更加准确的反映出承