高精度IP网络单向时延测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的高精度IP网络单向时延测量装置属于网络通信领域，由测量设备和被测网络构成，测量设备由一套发送设备和一套接收设备组成，每套设备均由现场可编程门阵列芯片、数字信号处理器、以太网控制器、存储器、恒温振荡器、计数器组成。现场可编程门阵列芯片分别与上述数字信号处理器、以太网控制器、计数器电连接，恒温振荡器与计数器电连接，存储器与数字信号处理器电连接。本装置解决了时延测量的时钟精度和时钟同步的技术问题，其时延测量精度可达10ns级，测量结果可靠，成本大大降低，可以比较准确地反映网络的单向时延和反映网络服务质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术的高精度IP网络单向时延测量装置属于网络通信领域。
技术介绍
时延是网络的固有属性之一，也是评价网络性能的基本指标。时延指的是ー个数据包从一台主机发送到另一台主机所需的时间。目前，国内外关于时延的测量主要采用GPS进行端到端的时延测量、基于Ping命令实现的时延测量、基于软件实现的时延测量等方 法，其存在如下缺陷1、使用GPS进行时延测量，购置费用高且使用成本大；2、非対称路径情况下，源端到目的端的路径可能和目的端到源端的路径不一祥，导致测量结果不可靠；3、測量精度不高，为毫秒级；4、測量分辨率较差，为10毫秒级。
技术实现思路
本技术的目的在于提供ー种高精度IP网络单向时延测量装置。本技术的目的是这样实现的高精度IP网络单向时延测量装置由測量设备MD (Measurement Device)和被测网络构成,测量设备由ー套发送设备和一套接收设备组成，每套设备均由现场可编程门阵列芯片、数字信号处理器、以太网控制器、存储器、恒温振荡器、计数器组成。现场可编程门阵列芯片分别与上述数字信号处理器、以太网控制器、计数器电连接，恒温振荡器与计数器电连接，存储器与数字信号处理器电连接。由于实行上述技术方案，本装置解决了时延测量的时钟精度和时钟同步的技术问题，其时延测量精度可达IOns级，測量结果可靠，成本大大降低，可以比较准确地反映网络的单向时延和反映网络服务质量。附图说明本技术的技术方案由以下的附图和实施例给出图I是高精度IP网络单向时延测量装置的系统模块组成图；图2是测量设备结构示意图；图3是测量设备时钟同步实现设计图；图4是现场可编程门阵列芯片与以太网控制器接ロ示意图。具体实施方式图例1、现场可编程门阵列芯片，2、计数器，3、恒温振荡器，4、数字信号处理器，5、存储器，6、以太网控制器，7、同步端ロ。实施例如图I 3所示。本技术的高精度IP网络单向时延测量装置由测量设备MD (Measurement Device)和被测网络构成，测量设备由ー套发送设备(MD-S)和ー套接收设备(MD-R)组成，測量作业通过ニ设备合作完成。每套设备均由美国ALTERA公司的EP1C12Q240C8 现场可编程门阵列芯片 FPGA (Field — Programmable Gate Array) I、美国 TI 公司的 TMS320VC5509A 数字信号处理器 DSP 4(Digital Signal Processor)、台湾联杰国际公司的DM9000以太网控制器6、容量小于4G的存储器5即SD卡、北京晶宇兴科技有限公司的JFVNY 0C14 40MHz恒温振荡器3、美国ALTERA公司的EPM7128STC计数器2组成，其中恒温振荡器3为计数器2提供计数工作频率，计数器2主要完成发送设备和接收设备之间的时钟同步，为现场可编程门阵列芯片I提供相对时间。发送设备中现场可编程门阵列芯片I负责对以太网的控制芯片进行初始化，给探测包打上时标，封装成IP数据包，由数字信号处理器4控制现场可编程门阵列芯片I发送给以太网控制器6 ;接收设备中现场可编程门阵列芯片I负责分析以太网控制器6传来的IP数据包，比较帧头，判断是否为探测包，如果是探测包则在解包后为探测包打上时标给数字信号处理器4。数字信号处理器4主要负责控制探測包的发送、接收、提取单向时延參数、时间信息等，最后将测量结果储存在存储器5中。a、时钟同歩由于部署与实现的限制，当前的性能測量主要是将各測量点分布在被测网络的边缘，进行端到端的性能測量，因此时钟同步主要在端到端的測量点之间实现。如图3所示，用电池分别给发送设备和接收设备供电，然后用一根信号线将该ニ 设备计数器上的同步端ロ 7 (SYNC (Synchronous interface)相连，以同步触发计数器2,实现其的同时复位、同步计数。图中管脚I即同步端ロ 7，为ニ设备实现同步触发的按键，当I 7的按键和8脚短路时，相应产生低电平，产生中断，从而在同步端ロ 7输出同步信号，使ニ设备在同一个时钟基础上运行。ニ设备在发送、接收测试包内记录各自的计数器值，通过计算就可以得到时延。因恒温振荡器3的晶振频率精度为±0. 5PPM，时钟周期为20ns，因而单向时延测量系统的时间精度为IOns级。通过这种方法得到的时间为相对时间，实现代价很小。b、探测包传输控制本装置采用现场可编程门阵列芯片1，全部采用超高速集成电路硬件描述语言VHDL k Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language),并在Quatus7. 2的设计平台上完成整个模块的设计、综合、仿真、映射及布局布线。如图4所示，使用现场可编程门阵列芯片I控制以太网控制器6，实现IP数据包的传输，现场可编程门阵列芯片I直接与以太网控制器6的外部总线连接。数字信号处理器4通过现场可编程门阵列芯片I向以太网控制器6的发送缓存区中写入发送探測包，并向以太网控制器6发出发送数据指令。数字信号处理器4处理完探测包毕后，以太网控制器6开始发送ー个数据帧。在发送该帧数据的同时，第二帧的数据写入发送缓存区。以太网控制器6发送完毕后，其将会产生ー个指示发送完成的中断信号。在发送过程中，数字信号处理器4通过现场可编程门阵列芯片I可以查询寄存器标志位，得到探測包的发送状态。数字信号处理器4通过现场可编程门阵列芯片I查看接收状态，如果接收到新数据，数字信号处理器4通过现场可编程门阵列芯片I开始读取接收缓存区数据，在读取时添加接收数据的时间信息。根据获取的长度信息，判断是否读完ー帧。如果读完，接着读下ー帧，直到数据读取完毕。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度IP网络单向时延测量装置，由测量设备MD(Measurement？？Device)和被测网络构成，测量设备由一套发送设备和一套接收设备组成，其特征在于：每套设备均由现场可编程门阵列芯片、数字信号处理器、以太网控制器、存储器、恒温振荡器、计数器组成，现场可编程门阵列芯片分别与上述数字信号处理器、以太网控制器、计数器电连接，恒温振荡器与计数器电连接，存储器与数字信号处理器电连接。

【技术特征摘要】
1.ー种高精度IP网络单向时延测量装置，由测量设备MD (Measurement Device)和被测网络构成，測量设备由一套发送设备和一套接收设备组成，其特征在于每套设备均由现场可编程门阵列芯片、数字信号处理器、以太网控制器、存储器、恒温振荡器、计数器组成，现场可编程门阵列芯片分别与上述数字信号处理器、以太网...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐旭，王飞，丛自龙，孙宇，孙滨，张鹏，章敬崇，辜博雅，贾静文，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五五部队，
类型：实用新型
国别省市：