思博伦通信的DSLAM测试系统解决方案

思博伦通信的DSLAM测试系统解决方案一．IPTV、TRIPLE-PLAY、ADSL2+/VDSL2及下一代DSLAM新的技术、应用，其核心都是为可能的商业模型作支持，传统的电信运营商在经历了若干年高速增长之后，无论国内国外，大家都在思考下一个利润的增长点在哪里，似乎共识已经趋同，就是所谓的同时支持视频、语音、高速互联网的TRIPLE-PLAY.于是ADSL2+、VDSL2或GPON、EPON也好，都成为实现上述构想的技术手段，这其中很重要的一部分就是我们这里谈到的下一代DSLAM.因为DSL已成为电信宽带网中最主要的接入技术，而要承载Triple-Play，整个网络中的每一个元素都是重要的一环，并有其各自不同的产品及技术特点，因而需要个性化的测试方案去验证产品的性能和质量。二．下一代DSLAM所面临的挑战传统的DSLAM仅是对ADSL作一个二层的汇聚，唯一向用户保证的是相对拨号更高速的internet访问，对DSLAM的如下要求并不严格，包括：延迟，抖动，响应时间（如针对VIDEO的切换频道），QoS等。而新一代的支持TRIPLE-PLAY的DSLAM，对话音、数据、视频的支持提出了更高要求，因而针对性的测试需求也随之产生：1．语音要求：语音与IP网络上能够容忍延时的数据非常不同。语音对延时非常敏感。延时的定义如下：1)．数据包从发送方到接收方的传送过程所用时间。2)．网络设备（例如，DSLAM）在转发一帧数据前保留这帧数据的时间。为实现高质量的语音，所要求的单向最大延时为150ms。如果往返延时超过250ms，延时将引起语音用户的注意，通话双方会在另一方还在说话时讲话。任何延时超过500ms的通话都被认为是不可行的。在部署系统时，测量DSLAM造成的延时，对于确保它不影响语音质量十分重要。语音应用使用UDP协议，而UDP不支持IP包重传。如果IP包丢失率超过5％，谈话质量将下降。语音服务的高敏感性要求所有的网络设备（包括DSLAM）必须加以测试，以确定设备的延时和丢包率。必须在不同的负载条件下，对DSLAM性能进行测试，例如：DSLAM能否为语音包分配高于数据包的优先级？用户的高带宽活动会影响另一位用户的语音服务吗？当DSLAM遭遇高负载时，语音服务质量会下降吗？这些问题由于现有DSLAM测试台的局限性而很难得到答案。2．视频要求：广播视频是一种组播技术，它采用IGMP协议以使用户可以加入和离开视频流。DSLAM必须具有IGMP意识，这样可以消除进入DSLAMWAN连接的冗余视频流。研究显示，在一个拥有200位用户的系统上，高达80％的用户观看同样的6个频道。因此，来自DSLAM的组播可以节省大量的WAM连接带宽。用户必须能够以最小的延时切换频道。当需要“改换频道”时，用户离开一条组播视频流，进入另一条组播视频流。为了与有线和卫星电视竞争，“改换频道延时”必须很短暂。从用户按动遥控器按钮更换频道到他们看到新频道所需时间必须缩短到最低程度。如果改变频道延时高于500ms，用户将注意到TVoDSL与传统视频服务之间的差别。在具有画中画功能和平均每个家庭拥有3部电视机的情况下，用户希望无缝地同时接收多条频道，这进一步造成DSLAM在TVoDSL中作用的复杂化。为TVoDSL测试DSLAM的性能，需要在若干用户点上运行系统，每个用户点包含多个机顶盒，用以测试DSLAM处理多频道切换的能力（顺序连贯更换或随机切换频道）。必须在接收端测试DSLAM对组播数据流的影响，包括丢包、误插包、延时、抖动和数据完整性。由于TVoDSL所固有的敏感性，在确定DSLAM提供组播视频的性能时（如，为了使用户迅速更换频道DSLAM对组播加入和离开请求的响应有多快？DSLAM造成多少IP包的丢失？当一个家庭中的多位用户同时更换频道时，会发生什么情况?必须进行精确的测量。同语音测试一样，当前类型的DSLAM测试中无法对视频进行精确的测试。如果视频会议需要作为一项创造收入的服务来提供，它必须采用QoS来保证减少延时、抖动和包丢失，保证它优先于其它敏感度较低的传输流传送。为了确保DSLAM给延时和包丢失造成的影响达到可接受的水平，就必须对它进行测试。3．管理要求：随着DSL网络的日益庞大，该网络的可管理性成为运营商关心的另一个问题，这一方面的考虑在ADSL2及ADSL2+标准中给予体现。在使用ADSL2和ADSL2＋时，调制解调器将与DSLAM之间传送很多的消息和报警信息，系统需要在所有的事情上做出决定，从电源状态到错误条件。因此DSLAM是否能够对这些消息作出响应？是判断DSLAM是否符合标准及其管理指标的要点。更具体的考虑还包括当引入本地环路的衰减时，是否将诱使DSLAM进入不同的功率模式，这是必须测试的一个重要的DSLAM特性。三．下一代DSLAM的测试要点1．传统DSLAM的测试传统DSLAM是基本2层设备，其主要功能是将来自许多DSL连接的传输流聚集到一条高带宽连接中。DSLAM将多条DSL线路多路复用到一条高带宽（一般为）ATM连接（如OC-3/STM-1）中。这条高带宽干线将DSLAM连接到一台BRAS（宽带远程接入服务器）上，后者对用户进行认证并将他们连接到Internet上。这种传统网络结构如图1所示：这类DSLAM的性能和功能测试，一般限制在确定DSLAM是否支持具有少量不同数据包长度和固定传输速率的传输流。测试系统一般由多个CPE调制解调器构成，每台调制解调器与连接在DSLAM的流量产生器/分析器相连。另一条来自代替图1中的BRAS的流量产生器/分析器的高带宽连接连接在DSLAM上。这种测试网络如图2所示：在这类DSLAM的主要应用限制在数据或Internet服务时，这种简单测试足以满足需要。Internet服务是作为“尽力而为”（best-effort）服务部署的，这就是说没有实施QoS。这类服务还使用TCP协议。如果发生数据包丢失或错误，TCP协议将重新传输数据。换句话说，尽管可能发生错误，但由于采取了制约与平衡原则，最终用户并不知道发生了错误。2．测试TriplePlayDSLAM支持语音、视频和数据所需的网络（图3）远比仅支持数据的网络要复杂得多。为了支持TriplePlay服务，DSLAM必须承担更多的功能。除了完成其聚集用户的任务外，它现在还必须“知道”流经过它的传输流。这是有效管理网络带宽所必不可少的。例如，在支持TVoDSL时，DSLAM发挥中间人的作用，只开通用户请求的信道。TriplePlay服务也要求实现对QoS的支持，以确保传输流被可靠地传送给用户并根据预先定义的规则正确地赋予优先级。对于支持许多高层功能和QoS要求的DSLAM来说，在测试TriplePlay功能和性能时，有很多必须加以考虑的问题。Triply-PlayDSLAM的主要测试内容：当前，多数用户只利用DSL连接接收Internet传输流。服务质量从来不是什么大问题，因为TCP所保证的数据重传能够弥补丢失或错误的数据包。不幸的是，这种“尽力而为”式的服务不能被用于语音和视频。随着DSLAM进入TriplePlay世界，必须对所提供的不同服务和每种服务的测试要求加以研究分析。测试DSLAM的QoS能力，需要在连接的DSL调制解调器的数量上和流经系统的流量上，使系统负载达到最高容量。这种流量最好与语音、视频和数据的真实情景一模一样。这些数据的传输流量将逐步增加，直到超过DSLAM的容量，然后进行测量，以确保语音的优先级高于视频，视频的优先级高于数据。四．思博伦通信针对下一代DSLAM的测试系统－mAXSLAM思博伦通信mAXSLAMDSLAM测试系统是如何帮助您完成测试的mAXSLAM是思博伦AX/4000测试系统的ADSL/2/2+接口模块。每个接口直接通过双绞线连接在DSLAM上，仿真CPE调制解调器和来自服务终端设备（如IP电话、机顶盒和计算机）的控制和数据面传输流。mAXSLAM系统是为测试TriplePlayDSLAM而设计的，它突破了目前DSLAM测试台中的种种局限。每台mAXSLAM机架中都可安装流量产生器/分析器和多达168个ADSL2++调制解调器端口。这些端口可配置为各种北美和欧洲ADSL、ADSL2和ADSL2+运行模式。在使用多个机架时，mAXSLAM可扩展到几千个端口，提供到DSLAM的直接连接，实现到目前为止从不可能的全面的性能、功能和QoS测试能力。mAXSLAM系统（如图4所示）能够仿真TriplePlay网络（如图3所示）的控制和数据平面传输流。mAXSLAM上的每个调制解调器端口都内含一个处理器，该处理器负责处理时间标记、数据包管理和调制解调器内部控制。该处理器确保取得的测量值非常准确地反映DSLAM的性能。与目前不能区分调制解调器与DSLAM性能的测试设置不同，mAXSLAM消除了CPE调制解调器造成的不确定性，实现了对延时、包丢失和抖动的精准的测量。3层测试mAXSLAM系统支持PPP、DHCP、IGMP、VLAN并具有通过技术许可证添加更多协议的能力，它定位于测试具有3层功能的TriplePlayDSLAM的性能和功能性。端口编组测试TriplePlayDSLAM需要真实的传输流环境。mAXSLAM接口允许测试人员对端口编组，为每组端口分配多种类型的服务。以创建两个编组的简单的例子为例：一个编组由使用语音、视频和数据的用户构成，另一个编组为只使用数据的用户。然后可以通过逐步增加传输流速率直至超过DSLAM的容量为止，来测试系统性能和QoS能力。这时系统必须开始按优先级处理传输流，为保证语音和视频的传送，而丢弃数据包。在运行的同时，系统将提供丢包率、延时、延时变化、包错误等详细的数据。检验ADSL功能性与传统CPE调制解调器不同，用户可以全面控制mAXSLAM调制解调器接口。因此，用户可以创建高级测试情景，如端口组波动（掉电）的电源不稳定（rollingbrownouts）。每个mAXSLAM端口都内置衰减器，衰减器可仿真来自铜线环路的负载，使测试可以在0dB、40dB或无限衰减的条件下执行。节省空间mAXSLAM系统中的每个12端口模块所占空间与单一CPE基本相同。因此，一部mAXSLAM系统可以取代几千部CPE调制解调器和数间布满线缆和相关连线的房间。维护使用真正调制解调器的系统复杂而耗时。在使用优化的mAXSLAM系统时，试验室空间得到了节省，设置变得简单。可伸缩性mAXSLAM系统的架构在设计上具有灵活性和可伸缩性。用户可以轻松地升级系统，添加额外的端口，无需花费宝贵的时间重新配置测试系统。此外，mAXSLAM系统被设计为当推出新的多端口接入模块时（如，VDSL、VDSL2、A-PON）可方便地集成这些模块。GUI在设计上也考虑了可伸缩性。一台PC可以控制几千个调制解调器端口。调制解调器可以进行编组，调制解调器属性可以轻松、迅速地应用在整个编组上。可编程性mAXSLAM系统在设计时考虑了便于自动化。程序员可以在GUI中配置服务提供者和用户，然后将配置输出到脚本中。随设备提供的TCL库为集成到脚本环境中提供了便利。可重复性通过提供直接与DSLAM的连接并消除了因CPE调制解调器造成的结果的不确定性，mAXSLAM测试结果具有高度的可重复性。