EPON設備測試分析
日期:2011/12/14 來源:機電商報 作者:上海貝爾股份有限公司 /劉蜀寧 葛衛芳
摘要:隨著Internet的迅猛發展,網絡用戶對網絡帶寬的需求日漸增長。為了滿足市場的需要,通信網的主干部分已經發生了巨大的變化,而一直變化較少的傳統接入網已經成為整個網絡中的瓶頸,各種新的寬帶接入技術成為研究的熱點。EPON(以太無源光網絡)是一種新型的光纖接入網技術,它采用一點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務。
隨著Internet的迅猛發展,網絡用戶對網絡帶寬的需求日漸增長。為了滿足市場的需要,通信網的主干部分已經發生了巨大的變化,而一直變化較少的傳統接入網已經成為整個網絡中的瓶頸,各種新的寬帶接入技術成為研究的熱點。PON相對于其他寬帶技術而言,不僅在投資和維護成本、可靠性、質量和管理上具有優勢,還更具發展潛力(PON Benefits:CapEx,OpEx,Reliability,QoS,Management,Future proof)。而EPON(以太無源光網絡)是一種新型的光纖接入網技術,它采用一點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務。它在物理層采用了PON技術,在鏈路層使用以太網協議,利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。因此,它綜合了PON技術和以太網技術的優點:低成本、高帶寬、擴展性強、靈活快速的服務重組、與現有以太網的兼容性、方便的管理等等。這一切使得PON產品從技術角度上已經有商用可能性。
另一方面,市場的推動力量也在生效。尤其是近年來隨著相關器件成本的下降,PON的商用部署變成了可能。目前在北美和歐洲,阿爾卡特朗訊已經擁有數量可觀的GPON用戶群,成為市場的領頭羊。但在中國,價格相對便宜的EPON更受到市場青睞。2009年是PON在中國市場的起飛年,背后最關鍵的市場驅動力是成本。在光進銅退策略的指導下,中國運營商盡力壓縮在DSL設備上的投資。對于阿朗的光接入研發團隊而言,當前的使命是一方面對GPON產品進行優化,努力降低成本;另一方面盡快推出符合中國市場的需求的EPON產品。在此背景下,阿朗的7342 EPON產品橫空出世。
圖1為EPON體系架構,整個EPON系統由NT(Network Terminal)、OLT(Optical Line Terminal)和ONU(Optical Network Unit)三部分組成,OLT的PON口下掛ONU,NT部分有NTA、NTB兩個NT板組成,形成對系統的冗余保護。
OLT上的數據通路如下:上行數據通過ONU至邏輯鏈路,再由邏輯鏈路傳至EPON芯片(Enhanced EPON MAC),然后再傳至Aggregation switch,最后通過10G的通道,經由背板傳到圖1中NT板LANX的上聯口中,下行用戶數據則反向傳遞。
從結構圖上就可以看出,EPON系統包括NT、OLT、ONU三部分,其測試也主要涉及到這三部分。由于EPON系統的NT板與GPON系統的NT板為同一款,屬成熟產品,涉及的的測試點不多。EPON系統測試主要集中在對OLT板的測試以及OLT與ONU的互通管理兩部分,而OLT部分則是整個測試的重點,OLT測試被劃分為:HIS業務部分、組播業務部分、協議部分、設備及軟件管理、健壯性測試、LOAD測試。
其中HIS測試中VLAN部分bridge是實現了客戶服務功能最基本模型,而CCL則是提供了基于不同條件對用戶業務進行了分類標注不同的優先級,而OLT基于LLID與SERVICE的限速、流量調度,是為QOS提供了具體的執行保障。對于安全保護問題,EPON重視度更高了。VLAN在用戶側與網絡側的CVLAN轉換,是安全保障的第一步。而現有的協議為用戶提供IP和部分安全認證保護機制,并對板上OBC的負荷能力做了驗證和保護,以防止系統在收到大量協議的攻擊,而導致系統不能正常工作。訪問列表則是對系統訪問控制做了限制,只有符合要求的客戶才能夠訪問網絡。以上措施大大提高了網絡訪問安全的保護。而健壯性測試則是在保持用戶流量的同時,考量不同操作、不同類型的流量之間的影響和干擾度,也是從另一個層面對系統安全的保護。
OLT與ONU的互通管理測試包括:OLT板端口對ONU的識別和授權的測試、對OLT的QOS中DBA測試、對ONU的管理配置測試、對ONU的網絡端口的管理配置測試、對ONU上行流量的QOS管理測試、對ONU組播的管理測試以及對ONU的健壯性管理測試。
其中OLT的PON端口對ONU的識別和授權是OLT與ONU的最基本前提。從市場運營角度來看,電線運營商對OLT、ONU將實現分別采購,這樣的好處將可以極大程度上節約運營成本,加速電信設備提供商的相互競爭,防止一家獨大,對市場形成壟斷優勢。從技術角度上看,不同品牌的設備在同一個網絡下的配置對網絡服務是一種安全備份,避免整個系統因在單一產品配置下,因為某一產品的缺陷而導致整個網絡服務中斷的情況出現,所以OLT與ONU的互通管理測試在實際中是十分重要的;而OLT板的PON端口對ONU的識別和授權則是互連互通的前提。其內容包括PON下對接入的ONU的識別,只有配置過的ONU才能夠被注冊。OLT的QOS的DBA測試是基于LLID實現固定帶寬、保證帶寬、盡力帶寬及三種帶寬的結合的模式。ONU組播的管理測試包括驗證ONU可以支持CTC與SNOOPING兩種模式的配置、支持FASTLEAVEL功能的打開與關閉的配置、支持對下行組播VLAN標簽撥除與保留的配置、驗證ONU在不同的的組播模式下的特性,如CTC模式下加入最大組播波組的數量可以基于UNI和控制通道上配置并生效,而SNOOPING模式下該參數僅基于UNI上配置方才生效。ONT的QOS測試主要包括對ONT的限速和在ONU上進行服務分類。系統支持由OLT對ONU的UNI口實現上行流量的限速,當上行擁塞出現時,可以觸發pause幀對發送端實現限速。對ONU上端口流量的分類可以基于ONU的UNI口、基于VLAN、基于用戶流量自身的優先級、基于用戶IP、基于用戶MAC、基于四層流量的用戶源端口等幾類,進行用戶流量服務等級的分類和優先級標注。這是在ONU的上面完成用戶流量的QOS的控制。還有就是對ONU的健壯性的測試,包括對ONU可以穩定工作前提下的接收光功率波動的范圍的確定,確定ONU數據和語音方面總的通量大小并檢驗在可維持的通量大小的用戶流量條件下,ONU可以確保72小時無錯包的性能,在高負載的情況下,拔插光纖,重啟ONU或對其斷電的操作,ONU自身狀態可以恢復,所負載的流量也可以恢復。單個PON口掛滿32個ONU時拔插多個ONU上的光纖是否會造成ONU之間的相互干擾,及檢測32個ONU同時斷電重啟,ONU是否可以恢復,或者ONU升降級軟件時,ONU及其所負載的用戶能量是否可以恢復,還包括ONU語音網管界面分別擁有IP和共享同一IP的情況下,ONU網管通過UNI或者PON界面是否可以實現。可以看出OLT與互通ONU的測試最突出的特點是一致性,畢竟我們許多對ONU的操作全部是在OLT上完成,然后通過OLT下發到ONU上而非直接對ONU操作。所以這個階段一致性的檢測是最突出的一個特點。
同一個產品不同的角色可能對系統測試的關注點會不太一樣。整個EPON的測試從產品檢驗角度看需要關注的是三個方面的問題。配置準確下發與否,即所謂一致性問題;配置準確前提下,功能實現與否即準確性問題;功能實現前提下,系統穩定與否即穩定性的問題。如果這三方面問題可以比較圓滿解決,所實現的系統應該是個完全可以讓人接受的系統。
和ONU測試中提到的一致性略有不同,這里的一致性外延主要是基于系統角度考慮的。一致性的驗證主要講的是管理面、應用面、HW?wrappers三方面的數據的一致性。管理面數據是通過TL1,網管等下發的配置;應用面則是依據網管數據對應用層下的應用程序進行操作調用的數據,理論應該和管理數據一致的;HW wrappers是僅位于HW之上的特殊的數據層,通過它可以完成對具體的寄存器操作級HW操作。在EPON測試中就遭遇過這樣的問題,大多不一致發生在管理面與HW?wrappers之間,而應用面和管理面數據基本一致,目前為止尚未遭遇到兩者不同的情況。
不同的身份決定了不同的視角,不同的視角就會有不同的測試切入點,如果兼顧好各方面的關注點,那么產品基本就能夠迅速被市場接受,測試也就達到最終的目的了。EPON設備的測試正是兼顧了這些測試視角,所以最后順利入網也就是必然結果。
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