EPON系統(tǒng)測(cè)試方案

1、EPON系統(tǒng)測(cè)試方案1       引言隨著IP技術(shù)的不斷完善，大多數(shù)的運(yùn)營(yíng)商已將IP技術(shù)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要承載技術(shù)。IP和Ethernet的無(wú)縫結(jié)合和優(yōu)良的可擴(kuò)展性而具備很多天然優(yōu)勢(shì)，使得以太網(wǎng)技術(shù)能夠提供高速Internet服務(wù)、分組話音和視頻業(yè)務(wù)，而費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HFC、xDSL。運(yùn)營(yíng)商們顯然意識(shí)到了這一點(diǎn)，在過(guò)渡性階段推廣ADSL的同時(shí)，都在積極推進(jìn)以太網(wǎng)的接入。但是，10/100M以太網(wǎng)五類線接入傳輸距離有限，接入交換機(jī)數(shù)量眾多、零散，網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)復(fù)雜，線路不夠安全。同時(shí)也難以適應(yīng)應(yīng)用愈發(fā)廣泛的 Internet所帶來(lái)的未來(lái)

2、帶寬需求。因此，從總的發(fā)展趨勢(shì)看,在接入網(wǎng)中光纖必將代替饋線電纜，直接向用戶挺進(jìn)，實(shí)現(xiàn)純光纖接入，而同時(shí)IP和以太網(wǎng)的結(jié)合優(yōu)勢(shì)也愈發(fā)突出，于是，基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）應(yīng)運(yùn)而生。因此把簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)技術(shù)和PON的傳輸結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)的EthernetoverPON（EPON）概念引起技術(shù)界和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的廣泛重視。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON(Passive Optical Network)包括OLT（Optical Line Terminal）、ONU(Optical Network Unit)和ODN（Optical Distribution Network），ODN全部由光分路器（Splitt

3、er：分支器）等無(wú)源器件組成，不需要昂貴的有源電子設(shè)備和其它安裝環(huán)境，大大降低了網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)成本 和運(yùn)營(yíng)支出。EPON網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)如下圖1：圖1：EPON一般網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2：CATV1550nm復(fù)用拓?fù)鋱D2       EPON系統(tǒng)測(cè)試為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，一般在系統(tǒng)開(kāi)通運(yùn)行時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，而EPON由于其系統(tǒng)自身的一些特殊性，因此很多測(cè)試和傳統(tǒng)的測(cè)試就有些不一樣了。2.1    光接口指標(biāo)測(cè)試光接口指標(biāo)測(cè)試包括OLT和ONU測(cè)試兩部分，主要驗(yàn)證被測(cè)試設(shè)備PON光口的平均發(fā)送光功率、工作波長(zhǎng)、消光比

4、、光接收機(jī)靈敏度、眼圖、邊模抑制比、無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的發(fā)射光功率、過(guò)載光功率等指標(biāo)是否滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。需要使用的測(cè)試儀表有光譜分析儀、光功率計(jì)、光示波器等。 圖3：光功測(cè)試 EPON系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)，可僅對(duì)光功率進(jìn)行測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)的可用性： A、用普通的寬帶光功率計(jì)測(cè)量EPON網(wǎng)絡(luò)會(huì)遇到什么問(wèn)題？首先，EPON系統(tǒng)上行1310nm采用突發(fā)模式，普通光功率計(jì)無(wú)法捕捉到這種突發(fā)的光功率。只有采用JDSU OLP-57這樣的EPON專用光功率計(jì)才可以測(cè)量上行1310nm的功率。傳統(tǒng)的光功率計(jì)是寬帶的光功率計(jì)，我們測(cè)量的光功率實(shí)際上是平均功率，在所需的波長(zhǎng)做校準(zhǔn)，這樣才相對(duì)

5、準(zhǔn)確。EPON下行存在1490nm和1550nm兩個(gè)波長(zhǎng)，因此，我們?nèi)绻褂闷胀ü夤β视?jì)測(cè)量EPON下行功率時(shí)，測(cè)量到的功率是無(wú)法分辯是哪一個(gè)波長(zhǎng)的。JDSU OLP-57在下行波長(zhǎng)1490nm和1550nm設(shè)計(jì)了很高的隔離度，使兩個(gè)波長(zhǎng)間不致相互干擾。 B、使用EPON光功率計(jì)測(cè)量光功率JDSU OLP-57 EPON光功率計(jì)使用非常簡(jiǎn)單。采用雙端口設(shè)計(jì)，在線帶業(yè)務(wù)測(cè)量。將OLP-57串入光纖鏈路中，要分清OLT側(cè)和ONU（ONT）側(cè)，接入即可同時(shí)讀取上行和下行的3個(gè)波長(zhǎng)光功率值，簡(jiǎn)便而直觀。 C、最為實(shí)用的光功率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量解決方案針對(duì)目前EPON系統(tǒng)通常開(kāi)通1310nm和

6、1490nm兩個(gè)波長(zhǎng)，1550nm暫時(shí)不開(kāi)通的情況。OLP-57 還有一款專門(mén)為此類應(yīng)用配置的儀表OLP-57 (04) （BN 2289/04）型。此款設(shè)計(jì)為雙波長(zhǎng)1310nm和1490nm應(yīng)用，同時(shí)帶有普通光功率計(jì)。這樣，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量就無(wú)需攜帶兩個(gè)儀表，EPON功率計(jì)+普通光功率計(jì)，一塊儀表全部解決。 D、產(chǎn)品概要雙端口設(shè)計(jì)：使光功率計(jì)可以直接接入光纖鏈路中帶業(yè)務(wù)測(cè)量。大的功率范圍：OLP-57 功率范圍設(shè)計(jì)使其可以在EPON鏈路的任何一個(gè)位置進(jìn)行測(cè)試，無(wú)需區(qū)分中心局（CO）至ONU（ONT）或分路器（ODN）至ONU（ONT）。靈活設(shè)置門(mén)限值：通過(guò)主機(jī)即可設(shè)置門(mén)限值，無(wú)需借助PC

7、和外部軟件設(shè)置。超群的儀表平臺(tái)：JDSU Smart系列手持表，具有超群的性能，圖形化操作界面，多種供電方式（電池、充電電池、USB、交流），USB接口，便捷的后臺(tái)軟件等等。使得Smart系列產(chǎn)品誕生幾年來(lái)仍無(wú)人與之匹敵。2.2    EPON的基本功能測(cè)試EPON基本功能主要包括EPON測(cè)距和EPON加密。因?yàn)镋PON采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、TDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳送。各個(gè)ONU與OLT之間的邏輯距離是不相等的。OLT需要有一套測(cè)距功能來(lái)測(cè)試每一個(gè)ONU與OLT之間的邏輯距離，并據(jù)此來(lái)指揮ONU調(diào)整其信號(hào)發(fā)送延時(shí)，使不同距離的 ONU所發(fā)送的信號(hào)能在OLT處準(zhǔn)確地復(fù)

8、用在一起。EPON測(cè)距功能主要驗(yàn)證OLT和ONU是否支持測(cè)距、支持的測(cè)距范圍和測(cè)距精度，需要使用一定長(zhǎng)度的光纖及驗(yàn)證測(cè)試過(guò)程中業(yè)務(wù)流是否正常的數(shù)據(jù)流量發(fā)生、分析儀表，要求測(cè)距功能不影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。EPON加密功能主要驗(yàn)證OLT到各個(gè)ONU下行方向數(shù)據(jù)的加密，要求只有符合加密規(guī)則的ONU才能接收屬于自己的數(shù)據(jù)流，且采用加密功能時(shí)不影響業(yè)務(wù)性能。測(cè)試需要使用數(shù)據(jù)流量發(fā)生、分析儀驗(yàn)證業(yè)務(wù)性能是否受影響。2.3    多點(diǎn)控制協(xié)議功能測(cè)試MPCP定義了點(diǎn)到多點(diǎn)光網(wǎng)絡(luò)的MAC控制機(jī)制。MPCP功能在測(cè)試方面體現(xiàn)于OLT對(duì)ONU的認(rèn)證功能，包括對(duì)單個(gè)ONU的認(rèn)證、認(rèn)證拒絕

9、，對(duì)多個(gè)ONU的認(rèn)證、認(rèn)證拒絕及對(duì)特定ONU的強(qiáng)制解注冊(cè)功能。要求正確序列號(hào)（或MAC地址）/密碼的ONU能正常注冊(cè)并收發(fā)數(shù)據(jù)，非法ONU注冊(cè)失敗、不能收發(fā)數(shù)據(jù)，且OLT可以強(qiáng)制去激活某個(gè)特定的ONU。測(cè)試需要使用數(shù)據(jù)流量發(fā)生、分析儀，以驗(yàn)證正常注冊(cè)后的ONU是否能收發(fā)數(shù)據(jù)。測(cè)試拓?fù)淙缦聢D：圖42.4    動(dòng)態(tài)帶寬分配功能測(cè)試上行信道中的傳輸是采用時(shí)分復(fù)用接入方式來(lái)共享光纖的，帶寬則根據(jù)ONU的需要，由OLT分配。各個(gè)ONU收集來(lái)自用戶的信息并高速向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)，不同的ONU發(fā)送的數(shù)據(jù)占用不同的時(shí)隙，提高上行帶寬的利用率。根據(jù)不同用戶的業(yè)務(wù)類型與業(yè)務(wù)特點(diǎn)合理分

10、配信道帶寬，在帶寬相同的情況下可以承載更多的終端用戶，從而降低用戶成本，最有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。測(cè)試需要使用數(shù)據(jù)流量發(fā)生來(lái)產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)流以確保DBA功能的正常支持和帶寬控制粒度符合要求。2.5    傳輸能力和質(zhì)量測(cè)試EPON不單只是測(cè)試網(wǎng)絡(luò)鏈路的物理特性，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的傳輸特性，傳輸能力等還需要進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試拓?fù)淙鐖D4。傳輸能力測(cè)試包括最大分路比、最大傳輸距離和吞吐量測(cè)試等內(nèi)容。要求在10 km距離條件下，最大分路比不小于32，在20km距離條件下，最大分路比不小于16；在32分路比情況下，傳輸距離大于10 km，在16分路比情況下，傳輸距離大

11、于20 km。吞吐量是不同幀長(zhǎng)數(shù)據(jù)包在無(wú)丟包的情況下OLT到各ONU的流量和，需要使用數(shù)據(jù)流量網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀產(chǎn)生流量進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。傳輸質(zhì)量；傳輸話音和視頻業(yè)務(wù)時(shí)要求延時(shí)既恒定又很小，延時(shí)抖動(dòng)也要小。一種方法是對(duì)不同服務(wù)質(zhì)量要求的信號(hào)設(shè)置不同的優(yōu)先權(quán)等級(jí)。另一種技術(shù)是采用保留帶的方法，提供一個(gè)開(kāi)放的高速通道，不傳其他數(shù)據(jù)，而專門(mén)用來(lái)傳輸語(yǔ)音業(yè)務(wù)，以確保POTS （PlainOldTelephoneService）等需要保證響應(yīng)時(shí)間的業(yè)務(wù)能得到高速傳送。我們可能還需要重點(diǎn)考察具體如IPTV的特性指標(biāo)，如速率，時(shí)延，抖動(dòng)，MOS等指標(biāo)，這需要測(cè)試儀表要求能夠仿真VoIP服務(wù)器和客戶端，要求能夠測(cè)試IP

12、TV特性指標(biāo)。基于EPON的特性，我們重點(diǎn)還需要測(cè)試EPON系統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸特性。如拓?fù)鋱D4。這需要儀表能進(jìn)行多流的測(cè)試；多流要能滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)等測(cè)試。對(duì)于傳輸能力和傳輸質(zhì)量的測(cè)試我們主要進(jìn)行以下測(cè)試：Ø         吞吐量Ø         丟包率Ø         時(shí)延Ø

13、         抖動(dòng)Ø         誤碼率2.6    TDM業(yè)務(wù)支持能力TDM業(yè)務(wù)支持能力測(cè)試EPON系統(tǒng)提供TDM業(yè)務(wù)時(shí)的時(shí)延、抖動(dòng)和12h誤碼率及提供TDM業(yè)務(wù)所需要的帶寬和承載效率。要求系統(tǒng)支持的E1業(yè)務(wù)時(shí)延小于1.5 ms，12 h無(wú)誤碼。測(cè)試需要SDH分析儀和流量發(fā)生儀以驗(yàn)證其誤碼性能和TDM業(yè)務(wù)承載效率。2.7    組播功能EPON很重要的應(yīng)用可

14、能包括多媒體應(yīng)用IPTV，語(yǔ)音應(yīng)用VoIP，而這些應(yīng)用對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊恍┲笜?biāo)息息相關(guān)。組播功能主要測(cè)試EPON系統(tǒng)所支持的IGMP（Internet組管理協(xié)議），包括組播復(fù)制、組播控制、組播管理和組播加入離開(kāi)時(shí)延等內(nèi)容。需要使用支持組播測(cè)試功能的數(shù)據(jù)流量發(fā)生儀表以測(cè)試系統(tǒng)支持的組播協(xié)議、組播相關(guān)功能。2.8    L2、L3層功能2層功能測(cè)試跟其他以太網(wǎng)設(shè)備的測(cè)試方法相同，主要包括VLAN（虛擬局域網(wǎng)）、VLAN Stacking（VLAN堆疊，Q-in-Q）、MAC地址學(xué)習(xí)、802.1p優(yōu)先級(jí)控制、廣播包抑制和組播包控制等功能。測(cè)試需要數(shù)據(jù)流量發(fā)生、分析儀表。測(cè)

15、試拓?fù)鋱D如圖4。由于PON系統(tǒng)屬于接入設(shè)備，對(duì)其3層功能的要求不高，所以3層功能測(cè)試主要是驗(yàn)證系統(tǒng)支持的一些簡(jiǎn)單功能，包括支持的路由協(xié)議，基于源IP、目的 IP、源TCP、目的TCP、源UDP、目的UDP、協(xié)議號(hào)的ACL（訪問(wèn)控制列表）功能和3層ToS控制功能等。測(cè)試需要使用支持路由協(xié)議和ToS QoS功能的流量發(fā)生儀表。2.9    OAM功能EPON系統(tǒng)的OAM功能包括對(duì)OLT的配置、故障、性能和安全管理及OLT通過(guò)OAM方式對(duì)ONU的遠(yuǎn)程管理功能。IEEE 802.3-2005定義了一些基本的OAM功能和一些擴(kuò)展OAM功能，擴(kuò)展功能沒(méi)有明確，需要進(jìn)行細(xì)化。為

16、了滿足運(yùn)營(yíng)需要，多數(shù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)這些擴(kuò)展功能進(jìn)行了明確界定，形成了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試OAM功能需要網(wǎng)管系統(tǒng)和相關(guān)的遠(yuǎn)程管理功能模塊。2.10       互通性測(cè)試EPON互通目的是實(shí)現(xiàn)EPON終端的開(kāi)放性，終端的開(kāi)放有利于降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維成本，是EPON技術(shù)規(guī)?；l(fā)展的保障。EPON互通性包括傳輸、業(yè)務(wù)和管理3個(gè)層面的互通，只有3個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了互通，才能保證終端的完全開(kāi)放性。具體測(cè)試項(xiàng)主要包括驗(yàn)證不同廠商的OLT和ONU能否完成注冊(cè)過(guò)程、實(shí)現(xiàn)正常的MPCP、DBA、OAM功能等。3       總結(jié)基于完整的EPON測(cè)試來(lái)講，其需要測(cè)試的內(nèi)容和指標(biāo)較多，在一般的系統(tǒng)開(kāi)通和維護(hù)測(cè)試中，我們大部分時(shí)候都只需進(jìn)行幾項(xiàng)簡(jiǎn)單的測(cè)試即可。     一般我們只需要進(jìn)行“2.1