系统测试方案

EPON系统测试方案

1 引言

随着IP技术的不断完善，大多数的运营商已将IP技术作为数据网络的主要承载技术。IP和Ethernet的无缝结合和优良的可扩展性而具备很多天然优势，使得以太网技术能够提供高速Internet服务、分组话音和视频业务，而费用远远低于HFC、xDSL。运营商们显然意识到了这一点，在过渡性阶段推广ADSL的同时，都在积极推进以太网的接入。

但是，10/100M以太网五类线接入传输距离有限，接入交换机数量众多、零散，网络管理和维护复杂，线路不够安全。同时也难以适应应用愈发广泛的 Internet所带来的未来带宽需求。因此，从总的发展趋势看,在接入网中光纤必将代替馈线电缆，直接向用户挺进，实现纯光纤接入，而同时IP和以太网的结合优势也愈发突出，于是，基于以太网的无源光网络（EPON）应运而生。因此把简单经济的以太网技术和PON的传输结构结合起来的EthernetoverPON（EPON）概念引起技术界和网络运营商的广泛重视。

无源光网络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（Splitter：分支器）等无源器件组成，不需要昂贵的有源电子设备和其它安装环境，大大降低了网络铺设成本 和运营支出。EPON网络的一般结构如下图1：

图1：EPON一般网络拓扑

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图2：CATV1550nm复用拓扑图

2 EPON系统测试

为了保证系统稳定可靠的运行，一般在系统开通运行时要进行严格的测试，而EPON由于其系统自身的一些特殊性，因此很多测试和传统的测试就有些不一样了。

2.1 光接口指标测试

光接口指标测试包括OLT和ONU测试两部分，主要验证被测试设备PON光口的平均发送光功率、工作波长、消光比、光接收机灵敏度、眼图、边模抑制比、无输入信号时的发射光功率、过载光功率等指标是否满足相关行业标准。需要使用的测试仪表有光谱分析仪、光功率计、光示波器等。

图3：光功测试

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EPON系统的建设和维护，可仅对光功率进行测试来检验系统的可用性：

A、用普通的宽带光功率计测量EPON网络会遇到什么问题？

首先，EPON系统上行1310nm采用突发模式，普通光功率计无法捕捉到这种突发的光功率。只有采用JDSU OLP-57这样的EPON专用光功率计才可以测量上行1310nm的功率。

传统的光功率计是宽带的光功率计，我们测量的光功率实际上是平均功率，在所需的波长做校准，这样才相对准确。

EPON下行存在1490nm和1550nm两个波长，因此，我们如果使用普通光功率计测量EPON下行功率时，测量到的功率是无法分辩是哪一个波长的。JDSU OLP-57在下行波长1490nm和1550nm设计了很高的隔离度，使两个波长间不致相互干扰。

B、使用EPON光功率计测量光功率

JDSU OLP-57 EPON光功率计使用非常简单。采用双端口设计，在线带业务测量。将OLP-57串入光纤链路中，要分清OLT侧和ONU（ONT）侧，接入即可同时读取上行和下行的3个波长光功率值，简便而直观。

C、最为实用的光功率现场测量解决方案

针对目前EPON系统通常开通1310nm和1490nm两个波长，1550nm暂时不开通的情况。OLP-57 还有一款专门为此类应用配置的仪表——OLP-57 (04) （BN 2289/04）型。此款设计为双波长1310nm和1490nm应用，同时带有普通光功率计。这样，在现场测量就无需携带两个仪表，EPON功率计+普通光功率计，一块仪表全部解决。

D、产品概要 双端口设计：

使光功率计可以直接接入光纤链路中带业务测量。 大的功率范围：

OLP-57 功率范围设计使其可以在EPON链路的任何一个位置进行测试，无需区分中心局（CO）至ONU（ONT）或分路器（ODN）至ONU（ONT）。

灵活设置门限值：

通过主机即可设置门限值，无需借助PC和外部软件设置。 超群的仪表平台：

JDSU Smart系列手持表，具有超群的性能，图形化操作界面，多种供电方式（电池、充电电池、USB、交流），USB接口，便捷的后台软件等等。使得Smart系列产品诞生几年来仍无人与之匹敌。

2.2 EPON的基本功能测试

EPON基本功能主要包括EPON测距和EPON加密。

因为EPON采用点对多点拓扑结构、TDMA技术实现信息传送。各个ONU与OLT之间的逻辑距离是不相等的。OLT需要有一套测距功能来测试每一个ONU与OLT之间的逻辑距离，并据此来

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指挥ONU调整其信号发送延时，使不同距离的 ONU所发送的信号能在OLT处准确地复用在一起。EPON测距功能主要验证OLT和ONU是否支持测距、支持的测距范围和测距精度，需要使用一定长度的光纤及验证测试过程中业务流是否正常的数据流量发生、分析仪表，要求测距功能不影响业务的正常运行。

EPON加密功能主要验证OLT到各个ONU下行方向数据的加密，要求只有符合加密规则的ONU才能接收属于自己的数据流，且采用加密功能时不影响业务性能。测试需要使用数据流量发生、分析仪验证业务性能是否受影响。

2.3 多点控制协议功能测试

MPCP定义了点到多点光网络的MAC控制机制。MPCP功能在测试方面体现于OLT对ONU的认证功能，包括对单个ONU的认证、认证拒绝，对多个ONU的认证、认证拒绝及对特定ONU的强制解注册功能。要求正确序列号（或MAC地址）/密码的ONU能正常注册并收发数据，非法ONU注册失败、不能收发数据，且OLT可以强制去激活某个特定的ONU。测试需要使用数据流量发生、分析仪，以验证正常注册后的ONU是否能收发数据。

测试拓扑如下图：

图4

2.4 动态带宽分配功能测试

上行信道中的传输是采用时分复用接入方式来共享光纤的，带宽则根据ONU的需要，由OLT分配。各个ONU收集来自用户的信息并高速向OLT发送数据，不同的ONU发送的数据占用不同的时隙，提高上行带宽的利用率。根据不同用户的业务类型与业务特点合理分配信道带宽，在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户，从而降低用户成本，最有效地利用网络资源。测试需要使用数据流量发生来产生不同的数据流以确保DBA功能的正常支持和带宽控制粒度符合要求。

2.5 传输能力和质量测试

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EPON不单只是测试网络链路的物理特性，为了保证整个系统的运行，对系统的传输特性，传输能力等还需要进行测试，测试拓扑如图4。

传输能力测试包括最大分路比、最大传输距离和吞吐量测试等内容。要求在10 km距离条件下，最大分路比不小于32，在20km距离条件下，最大分路比不小于16；在32分路比情况下，传输距离大于10 km，在16分路比情况下，传输距离大于20 km。吞吐量是不同帧长数据包在无丢包的情况下OLT到各ONU的流量和，需要使用数据流量网络测试仪产生流量进行测试和验证。

传输质量；传输话音和视频业务时要求延时既恒定又很小，延时抖动也要小。一种方法是对不同服务质量要求的信号设置不同的优先权等级。另一种技术是采用保留带的方法，提供一个开放的高速通道，不传其他数据，而专门用来传输语音业务，以确保POTS

（PlainOldTelephoneService）等需要保证响应时间的业务能得到高速传送。我们可能还需要重点考察具体如IPTV的特性指标，如速率，时延，抖动，MOS等指标，这需要测试仪表要求能够仿真VoIP服务器和客户端，要求能够测试IPTV特性指标。

基于EPON的特性，我们重点还需要测试EPON系统的点到点，点对多点，多点对点的传输特性。如拓扑图4。这需要仪表能进行多流的测试；多流要能满足点对点，点对多点，多点对多点等测试。

对于传输能力和传输质量的测试我们主要进行以下测试： ➢ 吞吐量 ➢ 丢包率 ➢ 时延 ➢ 抖动 ➢ 误码率 2.6 TDM业务支持能力

TDM业务支持能力测试EPON系统提供TDM业务时的时延、抖动和12h误码率及提供TDM业务所需要的带宽和承载效率。要求系统支持的E1业务时延小于1.5 ms，12 h无误码。测试需要SDH分析仪和流量发生仪以验证其误码性能和TDM业务承载效率。

2.7 组播功能

EPON很重要的应用可能包括多媒体应用IPTV，语音应用VoIP，而这些应用对于网络传输的一些指标息息相关。组播功能主要测试EPON系统所支持的IGMP（Internet组管理协议），包括组播复制、组播控制、组播管理和组播加入离开时延等内容。需要使用支持组播测试功能的数据流量发生仪表以测试系统支持的组播协议、组播相关功能。

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2.8 L2、L3层功能

2层功能测试跟其他以太网设备的测试方法相同，主要包括VLAN（虚拟局域网）、VLAN Stacking（VLAN堆叠，Q-in-Q）、MAC地址学习、802.1p优先级控制、广播包抑制和组播包控制等功能。测试需要数据流量发生、分析仪表。测试拓扑图如图4。

由于PON系统属于接入设备，对其3层功能的要求不高，所以3层功能测试主要是验证系统支持的一些简单功能，包括支持的路由协议，基于源IP、目的 IP、源TCP、目的TCP、源UDP、目的UDP、协议号的ACL（访问控制列表）功能和3层ToS控制功能等。测试需要使用支持路由协议和ToS QoS功能的流量发生仪表。

2.9 OAM功能

EPON系统的OAM功能包括对OLT的配置、故障、性能和安全管理及OLT通过OAM方式对ONU的远程管理功能。IEEE 802.3-2005定义了一些基本的OAM功能和一些扩展OAM功能，扩展功能没有明确，需要进行细化。为了满足运营需要，多数运营商对这些扩展功能进行了明确界定，形成了自己的企业标准。测试OAM功能需要网管系统和相关的远程管理功能模块。

2.10 互通性测试

EPON互通目的是实现EPON终端的开放性，终端的开放有利于降低网络建设和运维成本，是EPON技术规模化发展的保障。EPON互通性包括传输、业务和管理3个层面的互通，只有3个层面实现了互通，才能保证终端的完全开放性。具体测试项主要包括验证不同厂商的OLT和ONU能否完成注册过程、实现正常的MPCP、DBA、OAM功能等。

3 总结

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基于完整的EPON测试来讲，其需要测试的内容和指标较多，在一般的系统开通和维护测试中，我们大部分时候都只需进行几项简单的测试即可。

一般我们只需要进行“2.1光接口指标”和“2.5传输能力和传输质量”测试即可，这样既

可以让我们基本保证系统的正常运转和运行质量，同时大大简化了测试，减小了测试的技术要求和缩短了测试时间。

相关测试产品：

OLP-57光功率计

ClearSight网络测试仪

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