4. 机载网络测试标准与适航要求
机载网络测试不是“接上仪表跑一遍”那么简单。它必须回答三个问题：测什么、按什么标准测、测出来的证据能否被适航审查接受。本节围绕 DO-160、DO-254、DO-178C、ARINC 664 Part 7、ARINC 653、TSN 标准以及适航审定对测试证据的要求展开，并落到测试计划与符合性矩阵的编制方法上。
一、六类标准的定位与分工
这些标准并非同一层级，理解它们的“管辖范围”是编制测试计划的前提。
- DO-160（机载设备环境条件与试验程序）：面向设备级环境适应性，规定温度、高度、振动、电源输入、雷电感应瞬态、射频敏感度等试验类别与等级。机载网络设备（交换机、端系统、LRU）的电磁兼容与供电品质测试依据它执行，例如电源输入试验按 DO-160 第 16 节，射频敏感度按第 20 节，雷电感应瞬态按第 22 节。
- DO-254（机载电子硬件设计保证）：面向复杂电子硬件（FPGA、ASIC、可编程逻辑）。网络交换芯片、TSN 时间同步逻辑若以 FPGA 实现，其需求捕获、验证与追溯需满足 DO-254 的 A/B/C/D 四个保证等级要求。
- DO-178C（机载软件设计保证）：面向机载软件，按 DAL A~E 分级规定目标、活动与生命周期数据。ARINC 653 分区操作系统、网络协议栈、健康监控软件均属其管辖，测试需覆盖需求覆盖、结构覆盖（语句/判定/MC/DC）与鲁棒性验证。
- ARINC 664 Part 7：定义航空以太网（AFDX）的确定性交换、虚拟链路（VL）、带宽分配间隙（BAG）、冗余管理（RM）与完整性检查（IC）。它规定的是网络行为规范，测试重点是 VL 带宽、时延、抖动、冗余切换与完整性校验。
- ARINC 653：定义分区化航电软件的 APEX 接口与分区调度，规定分区时间窗口、健康监控（HM）表与进程间通信。测试重点是分区隔离、时间预算与端口通信行为。
- TSN 标准族（IEEE 802.1AS/Qbv/Qbu 等）：面向时间敏感网络，提供 gPTP 时间同步、时间感知整形、帧抢占与流预留。测试重点是同步精度、门控调度与预留带宽的确定性。
可以看到，DO-160 管“环境与电磁”，DO-254/DO-178C 管“研制保证过程”，ARINC 664/653 与 TSN 管“网络与软件行为规范”。测试计划必须把这三条线交织起来，而不是各测各的。
二、适航审定对测试证据的要求
适航审查关注的不是“测过”，而是“证据链完整”。一条可接受的测试证据通常需要满足：
- 可追溯：每个测试用例对应到具体需求条目（如 VL 最大时延 ≤ 2 ms），需求再对应到系统安全评估结论。
- 可复现：记录被测件件号、软件版本、配置数据、测试设备校准状态、环境条件与激励参数。
- 可判定：明确通过/失败准则，且准则来自需求而非事后解释。
- 受控：测试程序经评审批准，原始数据与报告纳入构型管理，变更留痕。
三、测试计划与符合性矩阵编制
测试计划应明确测试层级（设备级、网络级、系统级）、测试类型（环境、功能、性能、鲁棒性）、资源与进度。符合性矩阵（Compliance Matrix）则把“需求—标准条款—测试方法—测试用例—证据文件—判定”串成一行，是审查员最常翻阅的文档。
下面给出一份可直接参考的符合性矩阵示例（参数为教学示例，非实测值）：
| 需求编号 | 需求描述 | 依据标准 | 测试方法 | 用例编号 | 通过准则 | 证据文件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| NET-VL-001 | VL 最大端到端时延 | ARINC 664 P7 | 网络性能测试 | TC-VL-01 | ≤ 2 ms | TR-VL-01 |
| NET-VL-002 | VL 带宽不超过 BAG 分配 | ARINC 664 P7 | 流量注入测试 | TC-VL-02 | 丢包率 = 0 | TR-VL-02 |
| NET-RM-001 | 冗余链路切换时间 | ARINC 664 P7 | 故障注入测试 | TC-RM-01 | ≤ 50 ms | TR-RM-01 |
| SW-PART-001 | 分区隔离无越界访问 | ARINC 653 / DO-178C | 鲁棒性测试 | TC-PT-01 | 无越界，HM 正确上报 | TR-PT-01 |
| HW-FPGA-001 | 时间同步逻辑功能正确 | DO-254 | 硬件在环测试 | TC-HW-01 | 同步误差 ≤ 1 μs | TR-HW-01 |
| ENV-EMC-001 | 射频敏感度符合等级 | DO-160 第 20 节 | 电磁兼容试验 | TC-EMC-01 | 无功能降级 | TR-EMC-01 |
| TSN-SYNC-001 | gPTP 同步精度 | IEEE 802.1AS | 时间同步测试 | TC-TSN-01 | ≤ 1 μs | TR-TSN-01 |
编制时注意三点：一是“依据标准”要精确到条款或章节，不能只写标准号；二是“通过准则”必须可量化，避免“工作正常”这类模糊表述；三是证据文件命名应与用例编号对应，便于审查追溯。
四、标准与测试层级的对应关系
为便于整体把握，下图给出标准、测试对象与测试层级之间的映射关系。图中左侧为标准族，中间为被测对象，右侧为对应的测试层级与典型测试内容。
从图中可以看出，同一被测对象可能同时受多个标准约束。例如一台 AFDX 交换机，其环境适应性依据 DO-160，交换逻辑若由 FPGA 实现则受 DO-254 约束，其 VL 行为依据 ARINC 664 Part 7，而管理软件受 DO-178C 约束。测试计划必须为每个约束分配独立的测试活动与证据，不能合并成一次“综合测试”了事。
五、编制中的常见问题
实际工作中，符合性矩阵容易出现的偏差包括：把标准号当作需求编号、通过准则写成定性描述、证据文件与用例编号脱节、遗漏 DO-254 与 DO-178C 的过程证据（如需求追溯矩阵、覆盖分析报告）。建议在测试计划评审时，专门检查“每条需求是否都有唯一用例、每个用例是否都有唯一证据文件”这两个闭环。