信而泰科技XPON測試解決方案

    摘要　FTTx由于使用XPON（無源光網(wǎng)絡）技術，在網(wǎng)絡中消除了放大器和有源器件的使用，大大降低了網(wǎng)絡安裝和設備開通、維護的費用，正成為頗有競爭力的接入系統(tǒng)。隨著基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡（EPON）商用規(guī)模的逐步擴大，如何對XPON系統(tǒng)進行合理地測試，已越來越成為許多設備廠商非常關注的問題。本文旨在對生產及研發(fā)階段XPON系統(tǒng)的測試提供完善的測試解決方案。

    作為國內主要的通信測試設備供應商，信而泰科技（TELETEST）可為用戶提供全面的XPON測試解決方案，以幫助客戶快速、低成本地部署產品生產并從中獲益。

    一、寬帶XPON系統(tǒng)測試

    與其他技術一樣，寬帶PON技術在使用前需要經(jīng)過嚴格測試，只有其功能、性能符合要求才可以規(guī)模應用。本測試方案主要依據(jù)如下標準：

 

    IEEE Std 802.3－2005 信息技術－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－增補文件：用于用戶接入網(wǎng)的媒質接入控制參數(shù)、物理層和管理參數(shù) 

    寬帶PON系統(tǒng)測試結構如圖1所示，PON系統(tǒng)由局端OLT、ODN（光分配網(wǎng)絡）和用戶端ONU（光網(wǎng)絡單元）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。在下行方向（OLT到ONU），OLT發(fā)送的信號通過ODN到達各個ONU；在上行方向（ONU到OLT），各ONU在指定時間發(fā)送信號到OLT。ODN由光纖和無源光分路器等無源光器件組成，在OLT和ONU間提供光通道。

    使用iTester網(wǎng)絡測試儀進行XPON系統(tǒng)測試時，需將OLT接入網(wǎng)絡測試儀的一個端口，將剩余ONU設備分別接入網(wǎng)絡測試儀的其余端口，系統(tǒng)測試結構如圖1。

圖1  寬帶PON系統(tǒng)測試結構

    本文根據(jù)廣電的一些實際驗證方案及信而泰科技的多年測試經(jīng)驗做出便于設備制造商進行相關測試的測試項及測試方案。

    以太網(wǎng)業(yè)務RFC2544測試

    1.1系統(tǒng)吞吐量性能測試

    測試項目：系統(tǒng)吞吐量測試 

    測試目的：驗證系統(tǒng)在不丟包的條件下設備所有端口同時發(fā)送數(shù)據(jù)速率能力的總和。 

    測試環(huán)境：

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

    測試采用自動化腳本方式進行，EPON系統(tǒng)相關配置信息如下：

    1、關閉OLT/ONU設備的地址表老化選項；

    2、開啟下行加密功能；

    3、如果被測ONU提供GE端口，將該端口及相連的iTester網(wǎng)絡測試儀端口流量設置為100M（如果接10個ONU）。 

    測試步驟：

    在ONU側用網(wǎng)絡測試儀接收從SNI側發(fā)送來的數(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側用網(wǎng)絡測試儀接收從UNI側發(fā)送來的數(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)絡并完成系統(tǒng)配置；

    2、使用iTester網(wǎng)絡測試儀通過標準RFC2544測試方法分別測試系統(tǒng)上行和下行吞吐量，測試采用3個典型包長：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測試時間設置為30秒(產品早期試制，建議測試時長大于3分鐘)，每種包長測試一次。記錄結果。 

    1.2 ONU設備吞吐量測試

    測試項目：ONU設備吞吐量測試 

    測試目的：驗證ONU設備的吞吐量。 

    測試環(huán)境：

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

    測試采用自動化腳本方式進行，EPON系統(tǒng)相關配置信息如下：

    1、關閉OLT/ONU設備的地址表老化選項；

    2、開啟下行加密功能（三重攪動機制）。 

    測試步驟：

    在ONU側用iTester網(wǎng)絡測試儀接收從SNI側發(fā)送來的數(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側用網(wǎng)絡測試儀接收從UNI側發(fā)送來的數(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)絡并完成系統(tǒng)配置；

    2、使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡測試儀通過標準RFC2544測試方法分別測試ONU上行和下行吞吐量，測試采用3個典型包長：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測試時間設置為30秒(產品早期試制，建議測試時長大于3分鐘)，每種包長測試一次。記錄結果。 

    1.3系統(tǒng)過載丟包率測試

    測試項目：系統(tǒng)過載丟包率測試 

    測試目的：測試EPON系統(tǒng)在過載情況下的轉發(fā)性能。 

    測試環(huán)境：

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

    測試采用自動化腳本方式進行，EPON系統(tǒng)相關配置信息如下：

    1、關閉OLT/ONU設備的地址表老化選項；

    2、開啟下行加密功能；

    3、如果被測ONU提供GE端口，將該端口及相連的iTester網(wǎng)絡測試儀端口流量設置為100M（如果接10個ONU）。 

    測試步驟：

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡并完成系統(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)絡測試儀通過標準RFC2544測試方法測試系統(tǒng)丟包率，測試采用3個典型包長：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，上下行測試流量設置為1Gbps，測試時間設置為30秒(產品早期試制，建議測試時長大于3分鐘)，每種包長測試一次。記錄結果。 

    1.4系統(tǒng)轉發(fā)時延測試

    測試項目：系統(tǒng)轉發(fā)時延測試 

    測試目的：測試EPON系統(tǒng)轉發(fā)時延。

    測試環(huán)境：

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

    測試采用自動化腳本方式進行，EPON系統(tǒng)相關配置信息如下：

    1、關閉OLT/ONU設備的地址表老化選項；

    2、開啟下行加密功能；

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

    測試步驟：

    OLT和ONU均可能有2種二層交換方式，即存儲轉發(fā)和按比特轉發(fā)。對于存儲轉發(fā)設備，時延為被測設備收到最后1比特到發(fā)出第1比特的時間間隔。對于按比特轉發(fā)的設備，時延為被測設備收到第1比特到發(fā)出第1比特的時間間隔。注意設備如何實現(xiàn)并記錄。

    1、按照上圖連接網(wǎng)絡并完成系統(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)絡分析儀通過標準RFC2544測試方法測試系統(tǒng)轉發(fā)時延，測試采用3個典型包長：64字節(jié)、512字節(jié)、1518字節(jié)，測試流量采用系統(tǒng)吞吐量的90％，測試時間設置為30秒，每種包長測試一次。記錄結果應包括平均轉發(fā)延時、最大轉發(fā)時延和最小轉發(fā)時延。 

 

 

    二、信而泰針對PON產品的測試解決方案

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

    測試的軟件包括iTeseterwindow、iTesterATT自動流量測試軟件和iTesterAPP網(wǎng)絡性能測試軟件。

    iTesterwindow可以配置各個端口產生的流量類型（根據(jù)PON的OLT和ONU對應關系進行流量配置）。iTesterwindow是一個通用的測試儀操作軟件，主要完成測試配置，也可以手動執(zhí)行測試。
 在產品大規(guī)模生產測試時，推薦使用iTesterATT執(zhí)行自動化測試。

    iTesterATT是信而泰專門為生產開發(fā)的自動化測試軟件，該軟件與手動測試相比，測試效率提升6倍，測試過程自動執(zhí)行減少了人工干預，因此在測試效率大幅提升的同時也明顯降低誤測、漏測率，提升測試系統(tǒng)可靠性，這有助于避免缺陷產品流入市場。iTesterATT獨創(chuàng)了針對每一個被測對象進行測試結果記錄的功能，并按日期保存為日志文件，為QA改進產品質量提供數(shù)據(jù)支撐。特別是針對PON產品，iTesterATT提供了自動化的會聚測試方法，這是業(yè)內儀器提供商所不具備的功能。

    iTesterAPP是一套自動化網(wǎng)絡性能測試軟件，符合IETF的RFC2544規(guī)范，能自動完成網(wǎng)絡產品的吞吐量、丟包率、時延和背靠背測試。

    下面我們著重介紹一下iTesterATT的測試過程：

    iTesterATT軟件界面劃分

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

圖2 iTesterATT軟件界面

    在對XPON系列產品進行測試時，首先必須按照圖1（ 寬帶PON系統(tǒng)測試結構）對iTester網(wǎng)絡測試儀及UUT（Unit Under Test）進行相應的連接。

    選擇會聚功能。選擇了會聚端口后，ATT將自動配置匹配表（如圖3），用戶也可以對其進行刪減。

圖3 會聚功能

    iTester網(wǎng)絡測試儀對于XPON系統(tǒng)OLT+ODN+ONU的網(wǎng)絡拓撲結構，是通過iTesterATT中的端口會聚功能來實現(xiàn)測試的。假設被測系統(tǒng)由1臺OLT+1臺ODN+10臺ONU構建。這樣iTester網(wǎng)絡測試儀需要配置一個機箱+3張4PORTS 10/100/1000M測試模塊。測試儀與被測系統(tǒng)配置為：OLT的一個GE端口連接在iTester網(wǎng)絡測試儀的一個口上，再用10個端口分別連接到不同ONU的電口上。物理連接如圖4。

圖4 測試連接圖

    物理連接完成后，便可以進行相關功能或性能測試了，通過iTesterwindow軟件進行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個流量為100M的數(shù)據(jù)流，通過ODN分別發(fā)送到不同的ONU上，同樣測試儀發(fā)包通過ONU經(jīng)過ODN再把數(shù)據(jù)發(fā)給OLT，使測試儀的0口收到10個ONU中傳輸?shù)牧髁浚ǘ丝跁酃δ埽?/font>

    圖5是iTesterATT會聚功能的端口匹配關系。

 圖5 會聚功能的端口匹配關系

    在會聚模式下，通過iTesterATT可以測試PON系統(tǒng)在64字節(jié)、512字節(jié)和1518字節(jié)包長的吞吐量、丟包率。建議針對每一種包長的測試時長在3分鐘左右，后續(xù)根據(jù)產品的成熟度，逐步減少測試時間。

    iTesterATT的測試配置可以保存，這樣后續(xù)測試可直接調用保存的配置，大大節(jié)省測試時間，提高了測試速率，簡化操作。

    測試執(zhí)行完成后，可以在測試信息顯示區(qū)顯示測試結果和測試數(shù)據(jù)等信息。這些信息同時保存到工程目錄下以日期命名的.log文件中，log文件針對每個測試項有獨立的記錄，包括測試項測試通過或測試失敗信息、每個端口發(fā)送包計數(shù)、每個端口接收包計數(shù)、每個端口接收的FCS錯誤包計數(shù)和每個端口接收的凈荷錯誤包計數(shù)，這些文件以日期為文件名，方便跟蹤分析使用。

    測試是否通過是根據(jù)匹配表的設置由iTesterATT計算的。測試最終結果通過Pass或Fail提示，如果整個UUT的測試通過，則以藍色字體顯示：“The UUT Test Passed！”；如果整個UUT的測試失敗，則以紅色字體顯示：“The UUT Test Failed！”。這些提示非常醒目。

    對于研發(fā)測試，信而泰科技提供iTesterAPP軟件執(zhí)行RFC2544測試，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)絡測試儀系列完全滿足XPON系統(tǒng)研發(fā)及生產階段的測試要求，目前已經(jīng)在很多設備廠商規(guī)模使用，在研發(fā)和生產測試中發(fā)揮了巨大測試效能。

    信而泰將長期致力于電子通信測試領域，我們努力為您提供高質量、低成本、優(yōu)服務的測試產品和解決方案。