移动回传测试解决方案

1  引言
  3G/4G 将是一个全IP的网络，承载网络将从传统的传输网络向以太网传输转变。以太网技术应用到传输网络，有几个关键的技术问题需要解决：QoS模块，针对业务和用户提供QoS 保证；扩展模块，提供业务和带宽的可扩展性，具有大规模部署能力；业务管理模块，快速提供故障检测，降低大规模部署后的运维负担；TDM支持模块，提供传统业务向IP平滑迁移的手段，保障投资；保护模块，提供可靠的，50ms以下的业务保护。
  基于MPLS技术的MPLS-TP(MPLS Transport Profile)结合了以太网和基于面向连接的技术特点，成为3G/4G移动回传网络(Mobile Backhaul)的技术实现方案。思博伦通信基于L2~L7 综合网络测试平台Spirent TestCenter和网络损伤仪ANUE的Mobile Backhaul测试解决方案，从协议功能/扩展性/协议和数据性能等方面，对基于MPLS，T-MPLS和MPLS-TP的移动回传网络从上述5方面进行测试。
  2  性能和QoS 测试
  城域以太网论坛(Metro Ethernet Forum，MEF) 定义了一系列标准，规范有服务质量保证的以太网。这些标准包括：MEF6定义了点到点(E-Line)和多点到多点（E-LAN）以太网服务(Ethernet Services)；MEF10定义了以太网服务的参数，包括带宽参数(Bandwidth Profile)、性能参数(Performance Profile， 即QoS等级)、帧传送参数(Frames Delivery)等；MEF9规范测试UNI上部署以太网服务或者设备，是否符合MEF6和MEF 10的定义。此规范主要定义Ethernet Service 的基本功能测试；MEF14规范流量管理(MEF10定义)测试，包括性能，QoS，流量监管等方面的测试。此规范定义了Ethernet Service之上的流量性能测试。
  Spirent TestCenter一个测试端口上能产生业界最高的32768 条独立的测试流(Stream)，每条测试流都可以定义独立的协议头、净荷、标签和QoS参数等。在Mobile Backhaul性能测试方面，每端口可以支持32k条独立的EVC测试，并且由于测试卡的高端口密度，Spirent Testcenter 能够产生电信级的城域以太网业务，并能验证设备或者网络支持的EVC数量，非常适合扩展性测试。能产生点到点，多点到多点以及全网状等测试流量拓扑，全面验证E-Line，E-LAN等各种Ethernent Service服务。提供MEF9和MEF14测试套件。Spirent TestCenter是MEF认证测试的标准化测试仪表。
  在统计方面，Spirent TestCenter每端口能实时分析65535条独立的测试流(Stream)，为每条流实时提供了符合MEF10定义的收/发帧总数和速率、丢包、时延、时延分布、抖动（Jitter）、抖动分布、各种类型错包等超过50个统计量，并提供了灵活的结果过滤方式，帮助用户在测试中能全面、快速、灵活地记录和查找结果。
  另外，Spirent TestCenter提供了自动测试套，进行复杂业务的服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)测试。在测试套中，用户可以定义丢包、时延、抖动、顺序/乱序等众多指标以及它们之间的逻辑组合SLA 参数。图1 是测试结果显示方式的截屏。
  
  图1  Spirent TestCenterSLA测试结果
  Spirent TestCenter可以进行单台设备或者网络测试。图2是Spirent TestCenter网络性能测试的场景示意图。
  
  图2  网络测试场景示图
  3  MPLS-TP协议测试
  MPLS-TP 是IETF 和ITU-T 联合定义的以太网传输网络技术，MPLS-TP 基于MPLS 技术框架，针对传输网络特点做了一些优化，表1 列举了MPLS-TP的技术要求和传统MPLS的区别。
Spirent TestCenterMPLS-TP 测试方案提供了全面的MPLS-TP 协议功能、性能和扩展性方面的测试功能。
  表1  MPLS-TP 技术要求
  
  （1）数据平面：Spirent Testcenter支持所有MP-TP和传统MPLS的转发功能，性能，QoS测试和基准性能测试标准测试。
  （2）控制平面 ： Spirent Testcenter 支持静态PW和LSP 建立和通过协议动态建立PW和LSP。 在动态控制平面测试上，Spirent Testcenter支持T-LDP建立PW测试和GMPLS建立LSP测试。另外，Spirent Testcenter支持MS-PW。
  （3）OAM： Spirent Testcenter支持OAM for LSP，PW (Path，Section)，包括MS-PW，LSP Ping，Traceroute，MPLS BFD，VCCV CC/CV，BFD over VCCV，PW Control Word等OAM功能。另外，Spirent Testcenter支持GAL/G-Ach封装，支持OAM over GAL/G-Ach，支持Y.1731 OAM over G-Ach for MPLS-TP nodes。
  （4）保护：Spirent Testcenter支持PW Redundancy (Status TLV)，支持 PSC(MPLS-TP APS)协议，进行线性保护测试。在触发条件上，Spirent Testcenter支持MPLS BFD，BFD over VCCV和OAM触发测试PSC。
  4  OAM 协议测试
  OAM（Operations Administration and Maintenance，操作管理和维护）是监控和解决网络问题的工具。它能够报告网络的状态，使网络管理员能够更有效地管理网络。Ethernet OAM主要包括以下方面：
  （1）IEEE 802.1ag和ITU-T Y.1731：连通性故障管理(Connectivity Fault Management)，提供端到端的以太网管理。
  （2）IEEE 802.3ah：提供点到点链路的故障检测，又称为Link OAM。
  Spirent TestCenter是业界第一个而且是最完整地提供了802.1ag/Y.1731和802.3 ah测试解决方案。Spirent TestCenter提供了强大的802.1ag/Y.1731测试配置向导，帮助用户快速仿真复杂的运营商以太网拓扑结构，验证被测设备和网络的CFM 功能和性能。
  ●支持IEEE 802.1ag和Y.1731 CFM协议仿真，验证被测设备和网络的功能和性能。
  ●每端口支持仿真12288个MP和1024 MA/MEGs，每个MEP可带最多253个MIPs，并形成不同复杂的网络拓扑，测试被测设备作为MEP和MIP的能力。
  ●提供测试配置向导，并可预览仿真的拓扑结构，仿真的拓扑结构可以存成图片文件。
  ●支持Loopback，CC，Link Trace，AIS，RDI，LM，DM LCK等OAM功能。
  ●用户可以定义MAC Addresses，VLANs，MEG IDs/MAID，MEP IDs，levels和各种TLVs。
  ●提供详细的统计，基于端口，MP和MA/MEG的包括各种OAM报文的收发个数，各种告警的统计，提供对端状态等。
  ●支持一致性测试。
  ●支持Y.1731 for MPLS-TP：Draft-bhh-mpls-tp-oam-y1731-04.txt。
  5  同步测试
  时钟同步是MBH的重要内容，基站之间的时钟失步，将造成掉话等问题，严重影响业务质量。IEEE 1588v2 和Sync-E 提供基于以太网得全网时钟同步。
  Spirent TestCenter提供了业界最全面的1588v2 测试解决方案，Spirent Testcenter可以仿真Master或者Slave时钟，其测试能力包括：
  （1）支持1588v2 over Ethernet 和1588v2 over UDP 封装。
  （2）支持的 PTP messages包括：
  ●Event：Synch，Follow-up，Delay Request，Delay Response。
  ●General：Announce，Follow-up。
  （3）支持Unicast和Multicast两种模式。
  （4）基于FPGA的高精度时间戳。
  （5）PTP Specific Results：Synchronization Status，Current Time，Delta Time等。
  （6）和其他L2~L7协议和业务集成，进行集成的控制和数据平面测试。
  （7）GrandMaster Redundancy / Failover 测试。
  （8）Client Holdover测试。
  （9）Master to Client扩展性测试。
  （10）1588v2 协议解码分析。
  图3 是Spirent TestCenter典型的1588v2 测试场景。
  
  图3  1588v2 典型测试场景
  1588v2 设备通常在实验室环境下同步精度较高，但是在现网环境下，存在时延、抖动等因素，所以需要在实验室里面进行通常功能和性能测试以外，还需要仿真真实网络得损伤模型，验证设备在真实环境下的时钟同步精度和容错能力。思博伦通信ANUE网络仿真仪可以双向仿真丢包、时延、抖动、乱序、重复、误码、累计突发、帧内容修改、带宽限速等丰富的网络损伤模型，可以为在实验室中进行1588v2测试提供各种真实的网络损伤模型。图4 是1588v2 集成测试模型。
  
  图4  1588v2 集成测试模型
  Sync-E通过以太网物理层，在节点和节点之间高效、可靠地传送时钟信息。Sync-E通过以太网同步信息通道(Ethernet Synchronization Messaging Channel，ESMC) 支持同步状态信息(Synchronization Status Message，SSM) 算法，进行最优时钟选择。Spirent Testcenter支持ESMC/SSM 协议仿真测试，其主要能力包括：在一个端口上支持多时钟模拟，支持扩展性测试；支持Option1 (Based on 2048kbit/s) 和Option2（Based on 1544kbit/s）；支持0x0-0xF QL 值配置；支持0~20 Message/s的SSM速率；支持ESMC扩展TLV定义和编辑；支持Sync-E协议启动和终止；支持QL和SSM速率配置的动态修改；支持内部晶阵时钟源和外部时钟源；支持基本ESMC/SSM 协议功能和实现测试；支持时钟选择测试；支持时钟分发路径验证测试；支持在各种故障下的时钟故障倒换(Failover)测试；支持产生错误的SSM消息，或者以超过10message/s(Slow Protocol的发送速率上限)的消息发送速率进行各种负面测试；可以在一个端口上同时仿真ESMC/SSM协议和其他MBH协议（如MPLS-TP协议仿真，OAM协议仿真，语音视频等真实应用业务仿真等），进行仿真真实网络条件下综合集成系统测试（见图5）。
  
  图5   ANUE MEF18/G.8261测试拓扑
  6  CES性能测试
  为了保护用户在TDM设备上已有的投资，在下一代包交换网络中提供TDM业务接入和TDM数据透传能力是十分必要。另外，MEF也推出了MEF18认证，作为在以太网上曾在TDM 业务的一致性测试规范。
  思博伦通信的ANUE网络损伤仿真仪提供了MEF18和G.8261测试套。ANUE在L1~L7完成仿真丢包、延时、包抖动、包复制、包错误、带宽限制等功能。其主要特点包括：能提供双向100%全线速性能损伤；可支持随时间变化的时延损伤仿真，并能提供精确到1bit的时延损伤；具有实时的数据统计和告警显示；具有16个过滤器，通过与或组合可根据用户需求生成损伤；提供了2000个字节的可编辑范围；提供对现有网络损伤情况进行捕获并回放的功能；提供G.1050标准的损伤模版。
  ANUE在CES测试功能有如下特点：
  （1）完全遵循MEF18/G.8261规范：借助可复制的网络模型，提供MEF18和G.8261测试套，用于MEF18认证测试和G.8261测试，测试脚本完全遵循MEF18/G.8261规范。
  （2）PDV分析，为IEEE 1588v时钟精度分析提供依据。
  （3）仿真各种真实网络场景，验证在现网条件下的IEEE 1588v2时钟精度。
  7  结束语
  以太网MBH正在越来越快地被部署，如何在研发、验证、工程建设和运营维护等各个阶段全面评估MBH以太网设备和网络，成为非常迫切的问题。思博伦通信MBH测试解决方案，全面支持从传输、服务、管理等方面测试，是目前业界最为完整的MBH测试方案，正在帮助大量厂商、运营商完成下一代网络和业务的部署。