EPON设备测试分析

      随着Internet的迅猛发展，网络用户对网络带宽的需求日渐增长。为了满足市场的需要，通信网的主干部分已经发生了巨大的变化，而一直变化较少的传统接入网已经成为整个网络中的瓶颈，各种新的宽带接入技术成为研究的热点。
PON相对于其他宽带技术而言，不仅在投资和维护成本、可靠性、质量和管理上具有优势，还更具发展潜力（PON Benefits：CapEx，OpEx，Reliability，QoS，Management，Future proof）。而EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用一点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便的管理等等。这一切使得PON产品从技术角度上已经有商用可能性。
      另一方面，市场的推动力量也在生效。尤其是近年来随着相关器件成本的下降，PON的商用部署变成了可能。目前在北美和欧洲，阿尔卡特朗讯已经拥有数量可观的GPON用户群，成为市场的领头羊。但在中国，价格相对便宜的EPON更受到市场青睐。2009年是PON在中国市场的起飞年，背后最关键的市场驱动力是成本。在光进铜退策略的指导下，中国运营商尽力压缩在DSL设备上的投资。对于阿朗的光接入研发团队而言，当前的使命是一方面对GPON产品进行优化，努力降低成本；另一方面尽快推出符合中国市场的需求的EPON产品。在此背景下，阿朗的7342 EPON产品横空出世。
     图1为EPON体系架构，整个EPON系统由NT（Network Terminal）、OLT（Optical Line Terminal）和ONU（Optical Network Unit）三部分组成，OLT的PON口下挂ONU，NT部分有NTA、NTB两个NT板组成，形成对系统的冗余保护。
     OLT上的数据通路如下：上行数据通过ONU至逻辑链路，再由逻辑链路传至EPON芯片（Enhanced EPON MAC），然后再传至Aggregation switch，最后通过10G的通道，经由背板传到图1中NT板LANX的上联口中，下行用户数据则反向传递。
     从结构图上就可以看出，EPON系统包括NT、OLT、ONU三部分，其测试也主要涉及到这三部分。由于EPON系统的NT板与GPON系统的NT板为同一款，属成熟产品，涉及的的测试点不多。EPON系统测试主要集中在对OLT板的测试以及OLT与ONU的互通管理两部分，而OLT部分则是整个测试的重点，OLT测试被划分为：HIS业务部分、组播业务部分、协议部分、设备及软件管理、健壮性测试、LOAD测试。
其中HIS测试中VLAN部分bridge是实现了客户服务功能最基本模型，而CCL则是提供了基于不同条件对用户业务进行了分类标注不同的优先级，而OLT基于LLID与SERVICE的限速、流量调度，是为QOS提供了具体的执行保障。对于安全保护问题，EPON重视度更高了。VLAN在用户侧与网络侧的CVLAN转换，是安全保障的第一步。而现有的协议为用户提供IP和部分安全认证保护机制，并对板上OBC的负荷能力做了验证和保护，以防止系统在收到大量协议的攻击，而导致系统不能正常工作。访问列表则是对系统访问控制做了限制，只有符合要求的客户才能够访问网络。以上措施大大提高了网络访问安全的保护。而健壮性测试则是在保持用户流量的同时，考量不同操作、不同类型的流量之间的影响和干扰度，也是从另一个层面对系统安全的保护。
      OLT与ONU的互通管理测试包括：OLT板端口对ONU的识别和授权的测试、对OLT的QOS中DBA测试、对ONU的管理配置测试、对ONU的网络端口的管理配置测试、对ONU上行流量的QOS管理测试、对ONU组播的管理测试以及对ONU的健壮性管理测试。
       其中OLT的PON端口对ONU的识别和授权是OLT与ONU的最基本前提。从市场运营角度来看，电线运营商对OLT、ONU将实现分别采购，这样的好处将可以极大程度上节约运营成本，加速电信设备提供商的相互竞争，防止一家独大，对市场形成垄断优势。从技术角度上看，不同品牌的设备在同一个网络下的配置对网络服务是一种安全备份，避免整个系统因在单一产品配置下，因为某一产品的缺陷而导致整个网络服务中断的情况出现，所以OLT与ONU的互通管理测试在实际中是十分重要的；而OLT板的PON端口对ONU的识别和授权则是互连互通的前提。其内容包括PON下对接入的ONU的识别，只有配置过的ONU才能够被注册。OLT的QOS的DBA测试是基于LLID实现固定带宽、保证带宽、尽力带宽及三种带宽的结合的模式。ONU组播的管理测试包括验证ONU可以支持CTC与SNOOPING两种模式的配置、支持FASTLEAVEL功能的打开与关闭的配置、支持对下行组播VLAN标签拨除与保留的配置、验证ONU在不同的的组播模式下的特性，如CTC模式下加入最大组播波组的数量可以基于UNI和控制通道上配置并生效，而SNOOPING模式下该参数仅基于UNI上配置方才生效。ONT的QOS测试主要包括对ONT的限速和在ONU上进行服务分类。系统支持由OLT对ONU的UNI口实现上行流量的限速，当上行拥塞出现时，可以触发pause帧对发送端实现限速。对ONU上端口流量的分类可以基于ONU的UNI口、基于VLAN、基于用户流量自身的优先级、基于用户IP、基于用户MAC、基于四层流量的用户源端口等几类，进行用户流量服务等级的分类和优先级标注。这是在ONU的上面完成用户流量的QOS的控制。还有就是对ONU的健壮性的测试，包括对ONU可以稳定工作前提下的接收光功率波动的范围的确定，确定ONU数据和语音方面总的通量大小并检验在可维持的通量大小的用户流量条件下，ONU可以确保72小时无错包的性能，在高负载的情况下，拔插光纤，重启ONU或对其断电的操作，ONU自身状态可以恢复，所负载的流量也可以恢复。单个PON口挂满32个ONU时拔插多个ONU上的光纤是否会造成ONU之间的相互干扰，及检测32个ONU同时断电重启，ONU是否可以恢复，或者ONU升降级软件时，ONU及其所负载的用户能量是否可以恢复，还包括ONU语音网管界面分别拥有IP和共享同一IP的情况下，ONU网管通过UNI或者PON界面是否可以实现。可以看出OLT与互通ONU的测试最突出的特点是一致性，毕竟我们许多对ONU的操作全部是在OLT上完成，然后通过OLT下发到ONU上而非直接对ONU操作。所以这个阶段一致性的检测是最突出的一个特点。
      同一个产品不同的角色可能对系统测试的关注点会不太一样。整个EPON的测试从产品检验角度看需要关注的是三个方面的问题。配置准确下发与否，即所谓一致性问题;配置准确前提下，功能实现与否即准确性问题;功能实现前提下，系统稳定与否即稳定性的问题。如果这三方面问题可以比较圆满解决，所实现的系统应该是个完全可以让人接受的系统。
      和ONU测试中提到的一致性略有不同，这里的一致性外延主要是基于系统角度考虑的。一致性的验证主要讲的是管理面、应用面、HW?wrappers三方面的数据的一致性。管理面数据是通过TL1，网管等下发的配置；应用面则是依据网管数据对应用层下的应用程序进行操作调用的数据，理论应该和管理数据一致的；HW wrappers是仅位于HW之上的特殊的数据层，通过它可以完成对具体的寄存器操作级HW操作。在EPON测试中就遭遇过这样的问题，大多不一致发生在管理面与HW?wrappers之间，而应用面和管理面数据基本一致，目前为止尚未遭遇到两者不同的情况。
不同的身份决定了不同的视角，不同的视角就会有不同的测试切入点，如果兼顾好各方面的关注点，那么产品基本就能够迅速被市场接受，测试也就达到最终的目的了。EPON设备的测试正是兼顾了这些测试视角，所以最后顺利入网也就是必然结果。