信而泰科技XPON测试解决方案

    摘要　FTTx由于使用XPON（无源光网络）技术，在网络中消除了放大器和有源器件的使用，大大降低了网络安装和设备开通、维护的费用，正成为颇有竞争力的接入系统。随着基于以太网的无源光网络（EPON）商用规模的逐步扩大，如何对XPON系统进行合理地测试，已越来越成为许多设备厂商非常关注的问题。本文旨在对生产及研发阶段XPON系统的测试提供完善的测试解决方案。

    作为国内主要的通信测试设备供应商，信而泰科技（TELETEST）可为用户提供全面的XPON测试解决方案，以帮助客户快速、低成本地部署产品生产并从中获益。

    一、宽带XPON系统测试

    与其他技术一样，宽带PON技术在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。本测试方案主要依据如下标准：

    IEEE Std 802.3－2005 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、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

    本文根据广电的一些实际验证方案及信而泰科技的多年测试经验做出便于设备制造商进行相关测试的测试项及测试方案。

    以太网业务RFC2544测试

    1.1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：

    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：

    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。 

    1.2 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：

    如上图连接1个OLT和1个ONU，如果每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。 

    1.3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。 

    1.4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。 

    二、信而泰针对PON产品的测试解决方案

    信而泰iTester测试仪提供PON测试的硬件和软件。其中GT5001模块提供4端口自适应10M/100M/1000M 以太网电接口，配合不同的机箱，可以构建4到48端口的测试系统。

    测试的软件包括iTeseterwindow、iTesterATT自动流量测试软件和iTesterAPP网络性能测试软件。

    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）。iTesterwindow是一个通用的测试仪操作软件，主要完成测试配置，也可以手动执行测试。
 在产品大规模生产测试时，推荐使用iTesterATT执行自动化测试。

    iTesterATT是信而泰专门为生产开发的自动化测试软件，该软件与手动测试相比，测试效率提升6倍，测试过程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、漏测率，提升测试系统可靠性，这有助于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。特别是针对PON产品，iTesterATT提供了自动化的会聚测试方法，这是业内仪器提供商所不具备的功能。

    iTesterAPP是一套自动化网络性能测试软件，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。

    下面我们着重介绍一下iTesterATT的测试过程：

    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2 iTesterATT软件界面

    在对XPON系列产品进行测试时，首先必须按照图1（ 宽带PON系统测试结构）对iTester网络测试仪及UUT（Unit Under Test）进行相应的连接。

    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。

图3 会聚功能

    iTester网络测试仪对于XPON系统OLT+ODN+ONU的网络拓扑结构，是通过iTesterATT中的端口会聚功能来实现测试的。假设被测系统由1台OLT+1台ODN+10台ONU构建。这样iTester网络测试仪需要配置一个机箱+3张4PORTS 10/100/1000M测试模块。测试仪与被测系统配置为：OLT的一个GE端口连接在iTester网络测试仪的一个口上，再用10个端口分别连接到不同ONU的电口上。物理连接如图4。

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口原MAC地址为0X000000000100，目的MAC从0X000000000101跳变到0X00000000010A；1至10口的原MAC依次设为为：0X000000000101、0X000000000102、0X000000000103 …… 0X00000000010A，目的MAC地址都为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）。

    图5是iTesterATT会聚功能的端口匹配关系。

 图5 会聚功能的端口匹配关系

    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、丢包率。建议针对每一种包长的测试时长在3分钟左右，后续根据产品的成熟度，逐步减少测试时间。

    iTesterATT的测试配置可以保存，这样后续测试可直接调用保存的配置，大大节省测试时间，提高了测试速率，简化操作。

    测试执行完成后，可以在测试信息显示区显示测试结果和测试数据等信息。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，这些文件以日期为文件名，方便跟踪分析使用。

    测试是否通过是根据匹配表的设置由iTesterATT计算的。测试最终结果通过Pass或Fail提示，如果整个UUT的测试通过，则以蓝色字体显示：“The UUT Test Passed！”；如果整个UUT的测试失败，则以红色字体显示：“The UUT Test Failed！”。这些提示非常醒目。

    对于研发测试，信而泰科技提供iTesterAPP软件执行RFC2544测试，iTesterAPP软件界面如图6。

图6  iTesterAPP主界面

    三、尾声

    信而泰科技有限公司的iTester网络测试仪系列完全满足XPON系统研发及生产阶段的测试要求，目前已经在很多设备厂商规模使用，在研发和生产测试中发挥了巨大测试效能。

    信而泰将长期致力于电子通信测试领域，我们努力为您提供高质量、低成本、优服务的测试产品和解决方案。