通信服务运维PON网络测试解决方案

通信服务运维PON网络测试解决方案北京信而泰科技股份有限公司通信网络测试专家2/10北京信而泰科技股份有限公司一、引言近年来，随着信息产业的蓬勃发展，信息化服务和互联网应用呈现井喷式和多样化的发展态势，促使宽带网络基础设施的功能和规模快速扩大升级。根据宽带发展联盟发布的第二期《中国宽带速率状况报告》显示，2013年下半年中国固定宽带互联网网络平均下载速率达到3.53Mbit/s（451.84kByte/s），与2013年上半年相比，中国宽带用户的平均下载速率和网络视频下载速率分别提升了20.4%和75%。另一方面，据工信部最新统计，2014年1月，三家基础电信企业固定宽带接入用户净增226.4万户，比上年同期增加7.7万户，总数达到1.91亿户。宽带接入速率持续提升，4M以上宽带接入用户占比达79.9%，其中FTTH/O（光纤到户/办公室）用户达到4313.7万户，在宽带用户中的比重提高到22.6%。而根据工信部此前印发的《信息化发展规划》，到2015年，我国固定互联网宽带接入用户将超过2.7亿户，其中光纤入户将超过7000万户。FTTx（光纤接入）的高速发展，除了得益于高带宽需求业务的快速增长和“宽带中国”战略的实施之外，更多的还取决于其自身的技术优势。由于使用XPON（无源光网络）技术，FTTx在网络中消除了放大器和有源器件的使用，在显著降低网络设备安装和维护费用的同时还有效提高了网络的可靠性。因此，作为接入网的理想方式FTTx正呈现出迅猛发展的态势并日益成为宽带接入的最终发展方向。然而，光纤接入的大范围普及和随之而来的PON设备的大规模应用也使得电信企业对于PON设备的产品质量和运维成本提出了更高的要求，可以说PON设备性能的优劣直接关系到网络的稳定性和服务质量的好坏。作为专业承揽网络建设与维护业务的企业，浙江通信服务公司高度重视其所辖网络的建设和运维质量，如何对XPON系统进行合理地测试以确保网络性能、快速排出设备故障也自然成为其关注的焦点。针对这一需求，作为国内主要的通信测试设备供应商，信而泰科技为浙江通信服务公司提供了一套完整的XPON系统测试方案，为精准高效的验证被测设备的性能、快速定位故障点提供了完备的方法，为实现高效率、低成本的网络运维提供了有效的支撑。二、宽带XPON系统测试与其他技术和设备一样，宽带PON在实施使用前需要经过严格测试，只有其功能、性能符合要求才可以规模应用。信而泰提供的全套测试解决方案可以完全满足PON设备的测试需求。此测试方案主要依据如下标准：YD/T1475-2006接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络（EPON）YD/T1531-2006接入网设备测试方法——基于以太网方式的无源光网络（EPON）YD/T1809-2008接入网设备测试方法——以太网无源光网络YD/T1771-2008接入网技术要求——EPON系统互通性通信网络测试专家3/10北京信而泰科技股份有限公司－2005信息技术－系统间通信和信息交换－局域网和城域网特定要求－第3部分：CSMA/CD接入方式和物理层规范－增补文件：用于用户接入网的媒质接入控制参数、物理层和管理参数宽带PON系统测试结构如图1所示，PON系统由局端OLT（光线路终端）、ODN（光分配网络）和用户端ONU（光网络单元）组成，为单纤双向系统。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），各ONU在指定时间发送信号到OLT。ODN由光纤和无源光分路器等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光通道。使用iTester网络测试仪进行XPON系统测试时，需将OLT接入网络测试仪的一个端口，将剩余ONU设备分别接入网络测试仪的其余端口，系统测试结构如图1。图1宽带PON系统测试结构此测试方案以广电的相关验证方案及信而泰科技积累的实际测试经验为基础设计完成，很好的贴合了设备制造商及运维商的实际测试需求。以太网业务RFC2544测试1.系统吞吐量性能测试测试项目：系统吞吐量测试测试目的：验证系统在不丢包的条件下设备所有端口同时发送数据速率能力的总和。测试环境：通信网络测试专家4/10北京信而泰科技股份有限公司，每个ONU仅提供一个端口连接至iTester网络测试仪端口。OLT与光分路器之间接入20km盘纤。测试采用自动化脚本方式进行，EPON系统相关配置信息如下：1、关闭OLT/ONU设备的地址表老化选项；2、开启下行加密功能；3、如果被测ONU提供GE端口，将该端口及相连的iTester网络测试仪端口流量设置为100M（如果接10个ONU）。测试步骤：在ONU侧用网络测试仪接收从SNI侧发送来的数据，将所有的流加在一起即为系统的总下行吞吐量；在OLT侧用网络测试仪接收从UNI侧发送来的数据，将所有的流加在一起即为系统的总上行吞吐量。1、按照上图连接网络并完成系统配置；2、使用iTester网络测试仪通过标准RFC2544测试方法分别测试系统上行和下行吞吐量，测试采用3个典型包长：64字节、512字节、1518字节，测试时间设置为30秒(产品早期试制，建议测试时长大于3分钟)，每种包长测试一次。记录结果。2.ONU设备吞吐量测试测试项目：ONU设备吞吐量测试测试目的：验证ONU设备的吞吐量。测试环境：通信网络测试专家5/10北京信而泰科技股份有限公司，如果每个ONU提供多于1个且小于等于10个FE端口，则连接每个FE端口至数据网络测试仪，如果单ONU提供多于10个FE端口，则任选10个FE端口至数据网络测试仪。对于每ONU提供多于1个GE端口的情况，仅连接1个GE端口至数据网络测试仪。OLT与光分路器之间接入20km盘纤。测试采用自动化脚本方式进行，EPON系统相关配置信息如下：1、关闭OLT/ONU设备的地址表老化选项；2、开启下行加密功能（三重搅动机制）。测试步骤：在ONU侧用iTester网络测试仪接收从SNI侧发送来的数据，将所有的流加在一起即为系统的总下行吞吐量；在OLT侧用网络测试仪接收从UNI侧发送来的数据，将所有的流加在一起即为系统的总上行吞吐量。1、按照上图连接网络并完成系统配置；2、使用数据网络测试仪通过标准RFC2544测试方法分别测试ONU上行和下行吞吐量，测试采用3个典型包长：64字节、512字节、1518字节，测试时间设置为30秒(产品早期试制，建议测试时长大于3分钟)，每种包长测试一次。记录结果。3.系统过载丢包率测试测试项目：系统过载丢包率测试测试目的：测试EPON系统在过载情况下的转发性能。测试环境：参照上图连接1个OLT和10个ONU，每个ONU仅提供一个端口连接至iTester网络测试仪端口。OLT与光分路器之间接入20km盘纤。测试采用自动化脚本方式进行，EPON系统相关配置信息如下：1、关闭OLT/ONU设备的地址表老化选项；2、开启下行加密功能；3、如果被测ONU提供GE端口，将该端口及相连的iTester网络测试仪端口流量设置为100M（如果接10个ONU）。测试步骤：1、按照上图连接网络并完成系统配置；2、查询并记录ONU配置的缓存容量；3、使用数据网络测试仪通过标准RFC2544测试方法测试系统丢包率，测试采用3通信网络测试专家6/10北京信而泰科技股份有限公司个典型包长：64字节、512字节、1518字节，上下行测试流量设置为1Gbps，测试时间设置为30秒(产品早期试制，建议测试时长大于3分钟)，每种包长测试一次。记录结果。4.系统转发时延测试测试项目：系统转发时延测试测试目的：测试EPON系统转发时延。测试环境：参照上图连接1个OLT和10个ONU，每个ONU仅提供一个端口连接至数据网络分析仪端口。OLT与光分路器之间接入20km盘纤。测试采用自动化脚本方式进行，EPON系统相关配置信息如下：1、关闭OLT/ONU设备的地址表老化选项；2、开启下行加密功能；3、如果被测ONU提供GE端口，将该端口及相连的数据网络分析仪端口均设置为100M双工模式。测试步骤：OLT和ONU均可能有2种二层交换方式，即存储转发和按比特转发。对于存储转发设备，时延为被测设备收到最后1比特到发出第1比特的时间间隔。对于按比特转发的设备，时延为被测设备收到第1比特到发出第1比特的时间间隔。注意设备如何实现并记录。1、按照上图连接网络并完成系统配置；2、记录OLT和ONU的二层交换方式；3、使用数据网络分析仪通过标准RFC2544测试方法测试系统转发时延，测试采用3个典型包长：64字节、512字节、1518字节，测试流量采用系统吞吐量的90％，测试时间设置为30秒，每种包长测试一次。记录结果应包括平均转发延时、最大转发时延和最小转发时延。通信网络测试专家7/10北京信而泰科技股份有限公司三、针对PON产品的测试解决方案测试平台可以根据系统规模和端口数量选择使用iTester6000或iTester12000两款不同的机箱，配合GT5001模块可以构建4到48端口的测试系统。涉及到的测试软件包括通用测试软件iTeseterWindow、自动流量测试软件iTesterATT和网络性能测试软件iTesterAPP。iTesterwindow可以配置各个端口产生的流量类型（根据PON的OLT和ONU对应关系进行流量配置），主要完成测试配置和手动执行测试。iTesterAPP用于自动化网络性能测试，符合IETF的RFC2544规范，能自动完成网络产品的吞吐量、丢包率、时延和背靠背测试。iTesterATT可执行自动化测试，主要应用于产品大规模生产测试。与手动测试相比，测试效率提升6倍，由于测试过程由软件自动执行，减少了人工干预，因此在测试效率大幅提升的同时也明显降低误测率、漏测率，提升测试系统可靠性，可以有效避免缺陷产品流入市场。iTesterATT独创了针对每一个被测对象进行测试结果记录的功能，并按日期保存为日志文件，为QA改进产品质量提供数据支撑。针对PON设备的测试，iTesterATT提供了信而泰独创的自动化会聚测试方法，可显著提高PON设备的测试效率，因此在PON产品测试领域得到了广泛的应用。iTesterATT软件界面划分iTesterATT软件界面分为测试系统控制区、测试系统状态显示区、测试流程设置区和测试详细信息显示区。如图2所示。图2iTesterATT软件界面在对XPON系列产品进行测试时，首先按照图1（宽带PON系统测试结构）将测试仪及UUT（UnitUnderTest）进行连接。选择会聚功能。选择了会聚端口后，ATT将自动配置匹配表（如图3），用户也可以对其进行删减。通信网络测试专家8/10北京信而泰科技股份有限公司的网络拓扑结构的测试，是通过iTesterATT中的端口会聚功能来实现的。假设被测系统由1台OLT+1台ODN+10台ONU构建，则测试系统需要配置一个iTester机箱+3张4端口10/100/1000M测试模块。测试仪与被测系统的配置为：OLT的一个GE端口连接在iTester网络测试仪的一个口上，再用测试仪的10个端口分别连接到不同ONU的电口上。物理连接如图4所示。图4测试连接图物理连接完成后，便可以进行相关功能或性能测试了，通过iTesterwindow软件进行MAC地址的跳变，使0口源MAC地址为0X000000000100，目的MAC从0X000000000101跳变到0X00000000010A；1至10口的源MAC依次设为：0X000000000101、0X000000000102、0X000000000103……0X0000000001