李 新，雒江濤，趙紅柏，趙林闖

（1.重慶郵電大學 通信網(wǎng)與測試技術(shù)重點試驗室，重慶 400065；2.華信郵電咨詢設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310014；3.信息工程大學 電子技術(shù)學院，河南 鄭州 450004）

0 引言

IPTV基于寬帶IP傳輸網(wǎng)，利用寬帶接入技術(shù)，是一種個性化、交互式服務的嶄新媒體形態(tài)[1]。寬帶接入作為IPTV業(yè)務最后1 km的技術(shù)，其性能優(yōu)劣直接影響著IPTV業(yè)務的用戶體驗質(zhì)量（QoE）。光纖到家庭（FTTH）雖然是用戶接入網(wǎng)今后發(fā)展的必然方向，但由于目前光纖到戶成本仍然過高。因此，采用現(xiàn)有銅線環(huán)路的非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）技術(shù)依然是現(xiàn)階段IPTV寬帶接入技術(shù)的主要技術(shù)之一。本文的研究目的在于設(shè)計一種基于嵌入式Linux的IPTV ADSL測試模塊的實現(xiàn)方案。該測試模塊可以集成到IPTV測試儀中完成對ADSL相關(guān)指標的測試工作，同時具有豐富的配置功能，用戶界面簡單，易于操作。

1 測試模塊概述

該測試模塊主要包括兩個部分:1）提供參數(shù)顯示功能的顯示界面，提取串口數(shù)據(jù)并呈現(xiàn)給上層界面；2）提供參數(shù)配置功能的部分，用于根據(jù)用戶需求對ADSL相關(guān)測試參數(shù)進行配置，完成與ADSL模塊的交互工作。

1.1 開發(fā)平臺簡介

ADSL測試模塊屬于IPTV測試儀的子模塊，完成對IPTV接入方式中ADSL接入的相關(guān)指標測試工作。本文針對基于嵌入式Linux的ADSL測試模塊特點及要求，采用基于Linux的Qt開發(fā)平臺完成上層界面的開發(fā)工作。

Linux作為一款開源免費的操作系統(tǒng)具有很強的可擴展性，用戶可根據(jù)自己的需要對內(nèi)核進行裁剪，以滿足嵌入式開發(fā)的特殊要求。目前，Linux已廣泛應用于各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。Qt是諾基亞開發(fā)的一個跨平臺的C++圖形用戶界面應用程序框架，并且該平臺完全面向?qū)ο?，可擴展性強，允許真正的組件編程[2]。同時，Qt還具有優(yōu)良的跨平臺特性、豐富的API、大量的開發(fā)文檔等優(yōu)點。

1.2 功能分析

ADSL故障一般分為局端故障、用戶端故障、線路故障3種[3]。本測試模塊主要用于完成用戶端及線路故障的排查工作。ADSL模塊的本質(zhì)就是調(diào)制解調(diào)器，是IP?TV測試儀實現(xiàn)橋接或路由功能的必備組件。該測試模塊通過在用戶端接入測試的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析得出ADSL的故障來源，為排除相關(guān)故障提供依據(jù)，其測試節(jié)點如圖1所示。

1.3 測試指標分析

進行ADSL測試的最終目的就是為了降低接入部分對QoE的影響。接入部分的影響主要表現(xiàn)為圖像斑點、馬賽克、圖片模糊、邊緣失真、音頻中斷等。這些現(xiàn)象都有相應的測試指標與之相對應。主要包括當前狀態(tài)、連接模式、噪聲裕量、線路衰減、輸出功率、當前速率等。當前狀態(tài)主要是指ADSL線路的當前連接狀態(tài)，一般而言Showtime表示已經(jīng)連接，idle表示線路空閑；連接模式是指當ADSL線路連接成功之后，當前的調(diào)制模式一般包括ADSL2，ADSL2+，G.dmt，G.lite等模式；噪聲裕量是用來衡量ADSL線路對環(huán)境的抗干擾能力，即線路對環(huán)境溫度、濕度、噪聲等敏感程度，一般而言噪聲裕量越大，抗干擾能力越強；線路衰減是表征線路質(zhì)量的一個重要參數(shù)，線路衰減越大，接收端收到的信號強度越低；輸出功率是指分為上下行兩個方向，上行是指用戶端到局端輸出功率，下行是指局端到用戶端的輸出功率；當前速率是交織和快速方式下下行能夠激活的最大速率，由于開銷和算法的不同，當前速率也存在著差異。

2 測試模塊設(shè)計及實現(xiàn)

基于ADSL測試的實際需求，討論ADSL測試模塊的設(shè)計及實現(xiàn)方法。

2.1 設(shè)計思想

該測試模塊不但要滿足顯示并保存測試參數(shù)的要求，而且更重要的是能根據(jù)實際需要對相關(guān)參數(shù)進行配置并完成ADSL的測試工作?；谝陨弦?，該模塊可以分為軟件部分和軟硬件交互部分，通過這兩個部分分別完成不同的功能，最終達到ADSL測試的要求。

2.2 測試模塊實現(xiàn)

軟件部分實現(xiàn)主要是通過Qt自帶的API函數(shù)實現(xiàn)，并通過串口與ARM交互獲得相關(guān)測試參數(shù)并最終顯示到界面上。圖 顯示了軟件部分的通信流程。

軟硬件交互部分的實現(xiàn)主要通過串口與ARM交互來完成，通過與硬件的交互，根據(jù)需求完成相關(guān)參數(shù)的配置工作。圖3顯示了交互部分的通信流程。

以上兩部分具體描述了ADSL測試模塊的實現(xiàn)，其中主線程負責將所有串口接收到的數(shù)據(jù)進行處理并顯示，同時也對讀與寫兩個子線程進行調(diào)度和管理[4]。讀線程負責從串口讀取數(shù)據(jù)，寫線程向串口發(fā)送配置信息。實際應用中對串口的寫操作并不頻繁，可以在檢測到需要參數(shù)配置時再創(chuàng)建寫線程，不必一開始就創(chuàng)建寫線程，這樣可以提高程序的執(zhí)行效率。

此外，Qt自帶的函數(shù)類也為實現(xiàn)線程操作提供了便利條件，其中QThread類就可以很方便地用于實現(xiàn)線程的相關(guān)操作[5]。該測試模塊中，啟動測試線程代碼為:

2.3 測試操作流程

依據(jù)ADSL測試模塊的設(shè)計思想，該模塊的測試操作流程也可分為兩個情況:

1）不進行參數(shù)配置直接進行ADSL參數(shù)測試；

2）配置參數(shù)完成ADSL測試。

不進行參數(shù)配置直接測試時，具體操作步驟為:

1）點擊開始按鈕，開始ADSL測試；

2）查看界面是否有參數(shù)顯示；

3）有參數(shù)顯示則觀察參數(shù)是否有異常情況；

4）如果沒有參數(shù)顯示，檢測ADSL物理連接是否完好，是否已經(jīng)完成撥號連接；

5）停止ADSL測試，根據(jù)需要選擇是否對測試參數(shù)進行保存。

需要進行參數(shù)配置時，具體操作步驟為:

1）點擊參數(shù)配置按鈕，進入?yún)?shù)配置界面；

2）根據(jù)需求進行參數(shù)配置；

3）配置完成后點擊確定按鈕，返回顯示界面；

4）點擊開始按鈕進行ADSL參數(shù)測試。

下面步驟與不需要參數(shù)配置時類似，無須贅述。考慮到實際應用的方便性，界面實現(xiàn)過程中，分為顯示界面與參數(shù)配置界面，通過不同按鍵的切換，呈現(xiàn)給用戶不同的界面，最終完成ADSL的測試工作。

2.4 測試條件及結(jié)果

ADSL測試模塊通過RJ-11接口與電話線網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對線路的寬帶特性、傳輸特性進行測試，同時也可以對線路質(zhì)量進行檢測，準確定位ADSL故障，提高IPTV業(yè)務的QoE指標。

測試環(huán)境包括一臺集成ADSL測試模塊的IPTV測試儀，一個電信IPTV賬號，一個ADSL Modem。ADSL測試參數(shù)配置主要包括VPI/VCI參數(shù)以及Modem參數(shù)這兩部分。圖4和圖5為ADSL測試參數(shù)顯示界面，圖4主要顯示了ADSL測試的參數(shù)。圖5為ADSL參數(shù)配置界面，顯示了ADSL測試所有需要配置的參數(shù)。

3 小結(jié)

對于基于IP網(wǎng)承載的IPTV而言，更高的帶寬、更高的傳輸連續(xù)性和穩(wěn)定性才能更好地滿足IPTV業(yè)務的需求。本文針對這一需求提出并設(shè)計了一種基于嵌入式Linux系統(tǒng)的IPTV ADSL測試模塊的實現(xiàn)方案。經(jīng)實際測試表明，該測試模塊不僅能很好地滿足ADSL測試的要求，同時也易于操作。目前該測試模塊已經(jīng)成功集成到IPTV測試儀中，并經(jīng)過商用檢驗，完全滿足現(xiàn)階段的實際需求。

[1]趙湘陽，張治中，席兵.IPTV測試儀系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2009，33（9）:115-117.

[2]BLANCHETTE J，SUMMERFIELD M.C++GUI programming with Qt 4[M].2nd ed.北京:電子工業(yè)出版社，2008.

[3]王崇民，畢厚杰，羅東文.高速銅線接入技術(shù)的回顧與展望[J].電信科學，1999（8）:57-59.

[4]易欣，張治中.基于WinCE的IPTV測試儀前臺軟件設(shè)計[J].電視技術(shù)，2009，33（12）:108-111.

[5]ETSI TR101290 ，Measurement guide-lines for DVB systems[S].2001.