信而泰科技XPON測(cè)試解決方案

    摘要　FTTx由于使用XPON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)中消除了放大器和有源器件的使用，大大降低了網(wǎng)絡(luò)安裝和設(shè)備開(kāi)通、維護(hù)的費(fèi)用，正成為頗有競(jìng)爭(zhēng)力的接入系統(tǒng)。隨著基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）商用規(guī)模的逐步擴(kuò)大，如何對(duì)XPON系統(tǒng)進(jìn)行合理地測(cè)試，已越來(lái)越成為許多設(shè)備廠商非常關(guān)注的問(wèn)題。本文旨在對(duì)生產(chǎn)及研發(fā)階段XPON系統(tǒng)的測(cè)試提供完善的測(cè)試解決方案。

    作為國(guó)內(nèi)主要的通信測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商，信而泰科技（TELETEST）可為用戶提供全面的XPON測(cè)試解決方案，以幫助客戶快速、低成本地部署產(chǎn)品生產(chǎn)并從中獲益。

    一、寬帶XPON系統(tǒng)測(cè)試

    與其他技術(shù)一樣，寬帶PON技術(shù)在使用前需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，只有其功能、性能符合要求才可以規(guī)模應(yīng)用。本測(cè)試方案主要依據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)：

    IEEE Std 802.3－2005 信息技術(shù)－系統(tǒng)間通信和信息交換－局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求－第3部分：CSMA/CD接入方式和物理層規(guī)范－增補(bǔ)文件：用于用戶接入網(wǎng)的媒質(zhì)接入控制參數(shù)、物理層和管理參數(shù) 

    寬帶PON系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖1所示，PON系統(tǒng)由局端OLT、ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）和用戶端ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號(hào)通過(guò)ODN到達(dá)各個(gè)ONU；在上行方向（ONU到OLT），各ONU在指定時(shí)間發(fā)送信號(hào)到OLT。ODN由光纖和無(wú)源光分路器等無(wú)源光器件組成，在OLT和ONU間提供光通道。

    使用iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀進(jìn)行XPON系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，需將OLT接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的一個(gè)端口，將剩余ONU設(shè)備分別接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的其余端口，系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1  寬帶PON系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)

    本文根據(jù)廣電的一些實(shí)際驗(yàn)證方案及信而泰科技的多年測(cè)試經(jīng)驗(yàn)做出便于設(shè)備制造商進(jìn)行相關(guān)測(cè)試的測(cè)試項(xiàng)及測(cè)試方案。

    以太網(wǎng)業(yè)務(wù)RFC2544測(cè)試

    1.1系統(tǒng)吞吐量性能測(cè)試

    測(cè)試項(xiàng)目：系統(tǒng)吞吐量測(cè)試 

    測(cè)試目的：驗(yàn)證系統(tǒng)在不丟包的條件下設(shè)備所有端口同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)速率能力的總和。 

    測(cè)試環(huán)境：

    參照上圖連接1個(gè)OLT和10個(gè)ONU，每個(gè)ONU僅提供一個(gè)端口連接至iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀端口。OLT與光分路器之間接入20km盤纖。

    測(cè)試采用自動(dòng)化腳本方式進(jìn)行，EPON系統(tǒng)相關(guān)配置信息如下：

    1、關(guān)閉OLT/ONU設(shè)備的地址表老化選項(xiàng)；

    2、開(kāi)啟下行加密功能；

    3、如果被測(cè)ONU提供GE端口，將該端口及相連的iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀端口流量設(shè)置為100M（如果接10個(gè)ONU）。 

    測(cè)試步驟：

    在ONU側(cè)用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀接收從SNI側(cè)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將所有的流加在一起即為系統(tǒng)的總下行吞吐量；在OLT側(cè)用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀接收從UNI側(cè)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將所有的流加在一起即為系統(tǒng)的總上行吞吐量。

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡(luò)并完成系統(tǒng)配置；

    2、使用iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RFC2544測(cè)試方法分別測(cè)試系統(tǒng)上行和下行吞吐量，測(cè)試采用3個(gè)典型包長(zhǎng)：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測(cè)試時(shí)間設(shè)置為30秒(產(chǎn)品早期試制，建議測(cè)試時(shí)長(zhǎng)大于3分鐘)，每種包長(zhǎng)測(cè)試一次。記錄結(jié)果。 

    1.2 ONU設(shè)備吞吐量測(cè)試

    測(cè)試項(xiàng)目：ONU設(shè)備吞吐量測(cè)試 

    測(cè)試目的：驗(yàn)證ONU設(shè)備的吞吐量。 

    測(cè)試環(huán)境：

    如上圖連接1個(gè)OLT和1個(gè)ONU，如果每ONU提供多于1個(gè)且小于等于10個(gè)FE端口，則連接每個(gè)FE端口至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀，如果單ONU提供多于10個(gè)FE端口，則任選10個(gè)FE端口至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀。對(duì)于每ONU提供多于1個(gè)GE端口的情況，僅連接1個(gè)GE端口至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀。OLT與光分路器之間接入20km盤纖。

    測(cè)試采用自動(dòng)化腳本方式進(jìn)行，EPON系統(tǒng)相關(guān)配置信息如下：

    1、關(guān)閉OLT/ONU設(shè)備的地址表老化選項(xiàng)；

    2、開(kāi)啟下行加密功能（三重?cái)噭?dòng)機(jī)制）。 

    測(cè)試步驟：

    在ONU側(cè)用iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀接收從SNI側(cè)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將所有的流加在一起即為系統(tǒng)的總下行吞吐量；在OLT側(cè)用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀接收從UNI側(cè)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，將所有的流加在一起即為系統(tǒng)的總上行吞吐量。

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡(luò)并完成系統(tǒng)配置；

    2、使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RFC2544測(cè)試方法分別測(cè)試ONU上行和下行吞吐量，測(cè)試采用3個(gè)典型包長(zhǎng)：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測(cè)試時(shí)間設(shè)置為30秒(產(chǎn)品早期試制，建議測(cè)試時(shí)長(zhǎng)大于3分鐘)，每種包長(zhǎng)測(cè)試一次。記錄結(jié)果。 

    1.3系統(tǒng)過(guò)載丟包率測(cè)試

    測(cè)試項(xiàng)目：系統(tǒng)過(guò)載丟包率測(cè)試 

    測(cè)試目的：測(cè)試EPON系統(tǒng)在過(guò)載情況下的轉(zhuǎn)發(fā)性能。 

    測(cè)試環(huán)境：

    參照上圖連接1個(gè)OLT和10個(gè)ONU，每個(gè)ONU僅提供一個(gè)端口連接至iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀端口。OLT與光分路器之間接入20km盤纖。

    測(cè)試采用自動(dòng)化腳本方式進(jìn)行，EPON系統(tǒng)相關(guān)配置信息如下：

    1、關(guān)閉OLT/ONU設(shè)備的地址表老化選項(xiàng)；

    2、開(kāi)啟下行加密功能；

    3、如果被測(cè)ONU提供GE端口，將該端口及相連的iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀端口流量設(shè)置為100M（如果接10個(gè)ONU）。 

    測(cè)試步驟：

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡(luò)并完成系統(tǒng)配置；

    2、查詢并記錄ONU配置的緩存容量；

    3、使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RFC2544測(cè)試方法測(cè)試系統(tǒng)丟包率，測(cè)試采用3個(gè)典型包長(zhǎng)：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，上下行測(cè)試流量設(shè)置為1Gbps，測(cè)試時(shí)間設(shè)置為30秒(產(chǎn)品早期試制，建議測(cè)試時(shí)長(zhǎng)大于3分鐘)，每種包長(zhǎng)測(cè)試一次。記錄結(jié)果。 

    1.4系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延測(cè)試

    測(cè)試項(xiàng)目：系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延測(cè)試 

    測(cè)試目的：測(cè)試EPON系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。

    測(cè)試環(huán)境：

    參照上圖連接1個(gè)OLT和10個(gè)ONU，每個(gè)ONU僅提供一個(gè)端口連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析儀端口。OLT與光分路器之間接入20km盤纖。

    測(cè)試采用自動(dòng)化腳本方式進(jìn)行，EPON系統(tǒng)相關(guān)配置信息如下：

    1、關(guān)閉OLT/ONU設(shè)備的地址表老化選項(xiàng)；

    2、開(kāi)啟下行加密功能；

    3、如果被測(cè)ONU提供GE端口，將該端口及相連的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析儀端口均設(shè)置為100M雙工模式。

    測(cè)試步驟：

    OLT和ONU均可能有2種二層交換方式，即存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和按比特轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，時(shí)延為被測(cè)設(shè)備收到最后1比特到發(fā)出第1比特的時(shí)間間隔。對(duì)于按比特轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備，時(shí)延為被測(cè)設(shè)備收到第1比特到發(fā)出第1比特的時(shí)間間隔。注意設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)并記錄。

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡(luò)并完成系統(tǒng)配置；

    2、記錄OLT和ONU的二層交換方式；

    3、使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RFC2544測(cè)試方法測(cè)試系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，測(cè)試采用3個(gè)典型包長(zhǎng)：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測(cè)試流量采用系統(tǒng)吞吐量的90％，測(cè)試時(shí)間設(shè)置為30秒，每種包長(zhǎng)測(cè)試一次。記錄結(jié)果應(yīng)包括平均轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)、最大轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延和最小轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。 

    二、信而泰針對(duì)PON產(chǎn)品的測(cè)試解決方案

    信而泰iTester測(cè)試儀提供PON測(cè)試的硬件和軟件。其中GT5001模塊提供4端口自適應(yīng)10M/100M/1000M 以太網(wǎng)電接口，配合不同的機(jī)箱，可以構(gòu)建4到48端口的測(cè)試系統(tǒng)。

    測(cè)試的軟件包括iTeseterwindow、iTesterATT自動(dòng)流量測(cè)試軟件和iTesterAPP網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試軟件。

    iTesterwindow可以配置各個(gè)端口產(chǎn)生的流量類型（根據(jù)PON的OLT和ONU對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行流量配置）。iTesterwindow是一個(gè)通用的測(cè)試儀操作軟件，主要完成測(cè)試配置，也可以手動(dòng)執(zhí)行測(cè)試。
 在產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)測(cè)試時(shí)，推薦使用iTesterATT執(zhí)行自動(dòng)化測(cè)試。

    iTesterATT是信而泰專門為生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化測(cè)試軟件，該軟件與手動(dòng)測(cè)試相比，測(cè)試效率提升6倍，測(cè)試過(guò)程自動(dòng)執(zhí)行減少了人工干預(yù)，因此在測(cè)試效率大幅提升的同時(shí)也明顯降低誤測(cè)、漏測(cè)率，提升測(cè)試系統(tǒng)可靠性，這有助于避免缺陷產(chǎn)品流入市場(chǎng)。iTesterATT獨(dú)創(chuàng)了針對(duì)每一個(gè)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)試結(jié)果記錄的功能，并按日期保存為日志文件，為QA改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支撐。特別是針對(duì)PON產(chǎn)品，iTesterATT提供了自動(dòng)化的會(huì)聚測(cè)試方法，這是業(yè)內(nèi)儀器提供商所不具備的功能。

    iTesterAPP是一套自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試軟件，符合IETF的RFC2544規(guī)范，能自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的吞吐量、丟包率、時(shí)延和背靠背測(cè)試。

    下面我們著重介紹一下iTesterATT的測(cè)試過(guò)程：

    iTesterATT軟件界面劃分

    iTesterATT軟件界面分為測(cè)試系統(tǒng)控制區(qū)、測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)顯示區(qū)、測(cè)試流程設(shè)置區(qū)和測(cè)試詳細(xì)信息顯示區(qū)。如圖2所示。

圖2 iTesterATT軟件界面

    在對(duì)XPON系列產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先必須按照?qǐng)D1（ 寬帶PON系統(tǒng)測(cè)試結(jié)構(gòu)）對(duì)iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀及UUT（Unit Under Test）進(jìn)行相應(yīng)的連接。

    選擇會(huì)聚功能。選擇了會(huì)聚端口后，ATT將自動(dòng)配置匹配表（如圖3），用戶也可以對(duì)其進(jìn)行刪減。

圖3 會(huì)聚功能

    iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀對(duì)于XPON系統(tǒng)OLT+ODN+ONU的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是通過(guò)iTesterATT中的端口會(huì)聚功能來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試的。假設(shè)被測(cè)系統(tǒng)由1臺(tái)OLT+1臺(tái)ODN+10臺(tái)ONU構(gòu)建。這樣iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀需要配置一個(gè)機(jī)箱+3張4PORTS 10/100/1000M測(cè)試模塊。測(cè)試儀與被測(cè)系統(tǒng)配置為：OLT的一個(gè)GE端口連接在iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的一個(gè)口上，再用10個(gè)端口分別連接到不同ONU的電口上。物理連接如圖4。

圖4 測(cè)試連接圖

    物理連接完成后，便可以進(jìn)行相關(guān)功能或性能測(cè)試了，通過(guò)iTesterwindow軟件進(jìn)行MAC地址的跳變，使0口原MAC地址為0X000000000100，目的MAC從0X000000000101跳變到0X00000000010A；1至10口的原MAC依次設(shè)為為：0X000000000101、0X000000000102、0X000000000103 …… 0X00000000010A，目的MAC地址都為0X000000000100。這樣從0口發(fā)出的1000M流量被均勻地分成10個(gè)流量為100M的數(shù)據(jù)流，通過(guò)ODN分別發(fā)送到不同的ONU上，同樣測(cè)試儀發(fā)包通過(guò)ONU經(jīng)過(guò)ODN再把數(shù)據(jù)發(fā)給OLT，使測(cè)試儀的0口收到10個(gè)ONU中傳輸?shù)牧髁浚ǘ丝跁?huì)聚功能）。

    圖5是iTesterATT會(huì)聚功能的端口匹配關(guān)系。

 圖5 會(huì)聚功能的端口匹配關(guān)系

    在會(huì)聚模式下，通過(guò)iTesterATT可以測(cè)試PON系統(tǒng)在64字節(jié)、512字節(jié)和1518字節(jié)包長(zhǎng)的吞吐量、丟包率。建議針對(duì)每一種包長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)長(zhǎng)在3分鐘左右，后續(xù)根據(jù)產(chǎn)品的成熟度，逐步減少測(cè)試時(shí)間。

    iTesterATT的測(cè)試配置可以保存，這樣后續(xù)測(cè)試可直接調(diào)用保存的配置，大大節(jié)省測(cè)試時(shí)間，提高了測(cè)試速率，簡(jiǎn)化操作。

    測(cè)試執(zhí)行完成后，可以在測(cè)試信息顯示區(qū)顯示測(cè)試結(jié)果和測(cè)試數(shù)據(jù)等信息。這些信息同時(shí)保存到工程目錄下以日期命名的.log文件中，log文件針對(duì)每個(gè)測(cè)試項(xiàng)有獨(dú)立的記錄，包括測(cè)試項(xiàng)測(cè)試通過(guò)或測(cè)試失敗信息、每個(gè)端口發(fā)送包計(jì)數(shù)、每個(gè)端口接收包計(jì)數(shù)、每個(gè)端口接收的FCS錯(cuò)誤包計(jì)數(shù)和每個(gè)端口接收的凈荷錯(cuò)誤包計(jì)數(shù)，這些文件以日期為文件名，方便跟蹤分析使用。

    測(cè)試是否通過(guò)是根據(jù)匹配表的設(shè)置由iTesterATT計(jì)算的。測(cè)試最終結(jié)果通過(guò)Pass或Fail提示，如果整個(gè)UUT的測(cè)試通過(guò)，則以藍(lán)色字體顯示：“The UUT Test Passed！”；如果整個(gè)UUT的測(cè)試失敗，則以紅色字體顯示：“The UUT Test Failed！”。這些提示非常醒目。

    對(duì)于研發(fā)測(cè)試，信而泰科技提供iTesterAPP軟件執(zhí)行RFC2544測(cè)試，iTesterAPP軟件界面如圖6。

圖6  iTesterAPP主界面

    三、尾聲

    信而泰科技有限公司的iTester網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀系列完全滿足XPON系統(tǒng)研發(fā)及生產(chǎn)階段的測(cè)試要求，目前已經(jīng)在很多設(shè)備廠商規(guī)模使用，在研發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試中發(fā)揮了巨大測(cè)試效能。

    信而泰將長(zhǎng)期致力于電子通信測(cè)試領(lǐng)域，我們努力為您提供高質(zhì)量、低成本、優(yōu)服務(wù)的測(cè)試產(chǎn)品和解決方案。