信而泰科技XPON測試解決方案

    摘要　FTTx由于使用XPON（無源光網絡）技術，在網絡中消除了放大器和有源器件的使用，大大降低了網絡安裝和設備開通、維護的費用，正成為頗有競爭力的接入系統。隨著基于以太網的無源光網絡（EPON）商用規模的逐步擴大，如何對XPON系統進行合理地測試，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階段XPON系統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系統測試

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

    IEEE Std 802.3－2005 信息技術－系統間通信和信息交換－局域網和城域網特定要求－第3部分：CSMA/CD接入方式和物理層規范－增補文件：用于用戶接入網的媒質接入控制參數、物理層和管理參數 

    寬帶PON系統測試結構如圖1所示，PON系統由局端OLT、ODN（光分配網絡）和用戶端ONU（光網絡單元）組成，為單纖雙向系統。在下行方向（OLT到ONU），OLT發送的信號通過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網絡測試儀進行XPON系統測試時，需將OLT接入網絡測試儀的一個端口，將剩余ONU設備分別接入網絡測試儀的其余端口，系統測試結構如圖1。

圖1  寬帶PON系統測試結構

    本文根據廣電的一些實際驗證方案及信而泰科技的多年測試經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。

    以太網業務RFC2544測試

    1.1系統吞吐量性能測試

    測試項目：系統吞吐量測試 

    測試目的：驗證系統在不丟包的條件下設備所有端口同時發送數據速率能力的總和。 

    測試環境：

    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側用網絡測試儀接收從SNI側發送來的數據，將所有的流加在一起即為系統的總下行吞吐量；在OLT側用網絡測試儀接收從UNI側發送來的數據，將所有的流加在一起即為系統的總上行吞吐量。

    1、按照上圖連接網絡并完成系統配置；

    2、使用iTester網絡測試儀通過標準RFC2544測試方法分別測試系統上行和下行吞吐量，測試采用3個典型包長：64字節、512字節、1518字節，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端口至數據網絡測試儀，如果單ONU提供多于10個FE端口，則任選10個FE端口至數據網絡測試儀。對于每ONU提供多于1個GE端口的情況，僅連接1個GE端口至數據網絡測試儀。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網絡測試儀接收從SNI側發送來的數據，將所有的流加在一起即為系統的總下行吞吐量；在OLT側用網絡測試儀接收從UNI側發送來的數據，將所有的流加在一起即為系統的總上行吞吐量。

    1、按照上圖連接網絡并完成系統配置；

    2、使用數據網絡測試儀通過標準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、512字節、1518字節，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系統過載丟包率測試

    測試項目：系統過載丟包率測試 

    測試目的：測試EPON系統在過載情況下的轉發性能。 

    測試環境：

    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、按照上圖連接網絡并完成系統配置；

    2、查詢并記錄ONU配置的緩存容量；

    3、使用數據網絡測試儀通過標準RFC2544測試方法測試系統丟包率，測試采用3個典型包長：64字節、512字節、1518字節，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系統轉發時延測試

    測試項目：系統轉發時延測試 

    測試目的：測試EPON系統轉發時延。

    測試環境：

    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據網絡分析儀端口。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據網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，即存儲轉發和按比特轉發。對于存儲轉發設備，時延為被測設備收到最后1比特到發出第1比特的時間間隔。對于按比特轉發的設備，時延為被測設備收到第1比特到發出第1比特的時間間隔。注意設備如何實現并記錄。

    1、按照上圖連接網絡并完成系統配置；

    2、記錄OLT和ONU的二層交換方式；

    3、使用數據網絡分析儀通過標準RFC2544測試方法測試系統轉發時延，測試采用3個典型包長：64字節、512字節、1518字節，測試流量采用系統吞吐量的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延時、最大轉發時延和最小轉發時延。 

    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 以太網電接口，配合不同的機箱，可以構建4到48端口的測試系統。

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

    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，也可以手動執行測試。
 在產品大規模生產測試時，推薦使用iTesterATT執行自動化測試。

    iTesterATT是信而泰專門為生產開發的自動化測試軟件，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，提升測試系統可靠性，這有助于避免缺陷產品流入市場。iTesterATT獨創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據支撐。特別是針對PON產品，iTesterATT提供了自動化的會聚測試方法，這是業內儀器提供商所不具備的功能。

    iTesterAPP是一套自動化網絡性能測試軟件，符合IETF的RFC2544規范，能自動完成網絡產品的吞吐量、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控制區、測試系統狀態顯示區、測試流程設置區和測試詳細信息顯示區。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系統測試結構）對iTester網絡測試儀及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網絡測試儀對于XPON系統OLT+ODN+ONU的網絡拓撲結構，是通過iTesterATT中的端口會聚功能來實現測試的。假設被測系統由1臺OLT+1臺ODN+10臺ONU構建。這樣iTester網絡測試儀需要配置一個機箱+3張4PORTS 10/100/1000M測試模塊。測試儀與被測系統配置為：OLT的一個GE端口連接在iTester網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口發出的1000M流量被均勻地分成10個流量為100M的數據流，通過ODN分別發送到不同的ONU上，同樣測試儀發包通過ONU經過ODN再把數據發給OLT，使測試儀的0口收到10個ONU中傳輸的流量（端口會聚功能）。

    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系統在64字節、512字節和1518字節包長的吞吐量、丟包率。建議針對每一種包長的測試時長在3分鐘左右，后續根據產品的成熟度，逐步減少測試時間。

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

    測試執行完成后，可以在測試信息顯示區顯示測試結果和測試數據等信息。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、每個端口發送包計數、每個端口接收包計數、每個端口接收的FCS錯誤包計數和每個端口接收的凈荷錯誤包計數，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。

    對于研發測試，信而泰科技提供iTesterAPP軟件執行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網絡測試儀系列完全滿足XPON系統研發及生產階段的測試要求，目前已經在很多設備廠商規模使用，在研發和生產測試中發揮了巨大測試效能。

    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、優服務的測試產品和解決方案。