[实用新型]高精度IP网络单向时延测量装置

说明书

技术领域

本实用新型的高精度IP网络单向时延测量装置属于网络通信领域。

背景技术

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。时延指的是一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、非对称路径情况下，源端到目的端的路径可能和目的端到源端的路径不一样，导致测量结果不可靠；3、测量精度不高，为毫秒级；4、测量分辨率较差，为10毫秒级。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度IP网络单向时延测量装置。

本实用新型的目的是这样实现的：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。

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。

附图说明：本实用新型的技术方案由以下的附图和实施例给出:

图1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口示意图。

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、同步端口。

实施例：如图1～3所示。本实用新型的高精度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，测量设备由一套发送设备（MD-S）和一套接收设备（MD-R）组成，测量作业通过二设备合作完成。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）1、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 OC14 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1提供相对时间。发送设备中现场可编程门阵列芯片1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1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1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主要负责控制探测包的发送、接收、提取单向时延参数、时间信息等，最后将测量结果储存在存储器5中。

a、时钟同步：由于部署与实现的限制，当前的性能测量主要是将各测量点分布在被测网络的边缘，进行端到端的性能测量，因此时钟同步主要在端到端的测量点之间实现。

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二设备计数器上的同步端口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1即同步端口7，为二设备实现同步触发的按键，当1～7的按键和8脚短路时，相应产生低电平，产生中断，从而在同步端口7输出同步信号，使二设备在同一个时钟基础上运行。二设备在发送、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10ns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：