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PON测试方案为通信服务保驾护航
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，国内各家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，信而泰科技为以浙江通信服务和青海通信服务为代表的多家通信服务公司提供了完整的XPON系统测试方案，为精准高效的验证被测设备性能、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。


XPON系统测试方案的结构如图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。






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大量实际测试经验为基础设计完成，可以很好的贴合设备制造商及运维商的实际测试需求。整个方案可分为网络基础性能测试和针对PON产品的测试两部分。


网络基础性能测试方案


网络通用性能测试遵循RFC2544测试标准，符合YD/T 1475-2006、YD/T 1531-2006、YD/T 1809-2008、YD/T 1771-2008和IEEE Std 802.3－2005相关标准要求，可验证PON网络系统的各项基础指标，如系统和ONU设备吞吐量、系统过载状态下的丢包率和系统转发时延等。


网络基础性能测试方案的结构如图2所示，被测系统包括1个OLT和10个ONU，每个OLT和ONU分别与测试仪相连。其中每个ONU只需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。






图2 网络基础性能测试的结构


通过此测试结构可以通过自动化脚本使用标准RFC2544测试方法采用64字节、512字节、1518字节3个典型包长测试系统上行和下行吞吐量、系统过载丢包率和系统的转发延时等指标。


如果需要测试ONU设备的吞吐量可以如图3所示，连接单个OLT和ONU，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。测试方法与系统吞吐量相同。






图3 ONU设备吞吐量测试结构


针对PON产品的测试方案


iTester测试平台对于XPON系统OLT+ODN+ONU的网络拓扑结构的测试，是通过测试软件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：测试仪的一个端口与OLT的一个GE端口相连，再用测试仪的另外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


针对不同规模的PON产品，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。


该测试涉及到的软件包括通用测试软件iTeseterWindow、网络性能测试软件iTesterAPP和自动流量测试软件iTesterATT。


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，因此在大幅提升测试效率的同时也明显降低了误测率、漏测率，提升了测试系统的可靠性，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。


同时，针对PON设备的测试，iTesterATT还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5所示。






图5 iTesterATT软件界面


以图4所示的被测系统为例，完成物理连接后，通过iTesterWindow进行MAC地址的跳变，使0口的源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 …… 0X00000000010A，目的MAC地址都设为0X000000000100。这样从0口发出的1000M流量被均匀地分成10个流量为100M的数据流，通过ODN分别发送到不同的ONU上，同样，测试仪发包通过ONU经过ODN再把数据发给OLT，使测试仪的0口收到10个ONU中传输的流量（端口会聚功能）。测试配置编辑完成后可以保存为配置文件，后续测试可直接调用，节省测试时间，简化操作。


在会聚模式下，通过iTesterATT可以测试PON系统在64字节、512字节和1518字节包长的吞吐量和丢包率。对于初测设备而言，建议每一种包长的测试时长在3分钟左右，后续测试可根据产品的成熟度逐步减少测试时间。


测试执行完成后，可以在测试信息显示区查看测试数据和测试结果等信息。这些信息同时保存到工程目录下以日期命名的.log文件中，log文件针对每个测试项有独立的记录，包括测试项测试通过或测试失败信息、每个端口发送包计数、每个端口接收包计数、每个端口接收的FCS错误包计数和每个端口接收的净荷错误包计数等，方便跟踪对比。


设备是否通过测试是由iTesterATT根据匹配表的设置计算得出的，如果整个UUT的测试通过，则以蓝色字体显示：“The UUT Test Passed！”；如果测试失败，则以红色字体显示：“The UUT Test Failed！”。


另外，如果是针对研发阶段的测试，还可以使用iTesterAPP软件执行RFC2544测试。


上述测试可以有效保证PON系统的性能需求和可靠性，满足PON网络实施和运行要求。


随着“宽带中国”战略的全面实施，光纤入户正以惊人的速度加快部署进程。信而泰科技凭借在以太网测试领域的丰富经验，为浙江通信服务、青海通信服务等多家通信服务企业的网络基础设施建设和运维业务提供了有效保障。其BigTao系列和iTester系列测试平台已在研发、生产、安装、维护等以太网全产业链各环节得到广泛应用。作为国内领先的以太网测试仪制造商，信而泰一直致力于为相关产业提供优质、低价、高效的测试服务，并携手相关企业为建设稳固的信息高速公路提供有力支持。