高效測(cè)試寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，保障寬帶提速
——思博倫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案

趙雋琪王巖思博倫通信

思博倫技術(shù)專(zhuān)欄

高效測(cè)試寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，保障寬帶提速
——思博倫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案

趙雋琪王巖思博倫通信

編者按：2015年5月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布“關(guān)于加快高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)的指導(dǎo)意見(jiàn)”，中國(guó)寬帶網(wǎng)絡(luò)面臨著新一輪的提速和降價(jià)。由于前期多年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)大有成就，所以此輪寬帶提速和降價(jià)起點(diǎn)比較高，面臨技術(shù)的更新?lián)Q代，同時(shí)降低成本的壓力也比較大。思博倫通信趙雋琪和王巖的《高效測(cè)試寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，保障寬帶提速》一文首先對(duì)寬帶接入性能測(cè)試面臨的調(diào)整進(jìn)行了分析，然后對(duì)思博倫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案進(jìn)行了詳細(xì)研究和介紹。思博倫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案10年來(lái)在運(yùn)營(yíng)商Eco-system中不斷發(fā)展、完善，已經(jīng)被所有運(yùn)營(yíng)商幾乎所有的設(shè)備廠商采用。這些新的硬件、新的增強(qiáng)，能幫助整個(gè)生態(tài)鏈克服測(cè)試挑戰(zhàn)，保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量，保障寬帶提速。

1　新一輪寬帶提速技術(shù)概述

2015年5月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布“關(guān)于加快高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)的指導(dǎo)意見(jiàn)”，中國(guó)寬帶網(wǎng)絡(luò)面臨著新一輪的提速和降價(jià)。由于前期多年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)大有成就，所以此輪寬帶提速和降價(jià)起點(diǎn)比較高，面臨技術(shù)的更新?lián)Q代，同時(shí)降低成本的壓力也比較大。此次寬帶提速在技術(shù)演進(jìn)上有下列特點(diǎn)（見(jiàn)圖1）：

（1）局端設(shè)備大擴(kuò)容：由于xGPON、G.Fast等新的接入線路技術(shù)的部署，OLT、DSLAM等設(shè)備的交換容量大幅提升，并促使局端設(shè)備的上聯(lián)端口進(jìn)行速率升級(jí)，傳統(tǒng)的OLT上聯(lián)以千兆和10G為主，NGPON OLT的上聯(lián)接口以高密度10G為主，40和 100G上聯(lián)以太網(wǎng)接口，也已進(jìn)入研發(fā)周期。由于OLT廠商多是業(yè)界領(lǐng)先的設(shè)備商，企業(yè)還有核心路由器、交換機(jī)等產(chǎn)品線，所以O(shè)LT上40和100G接口只是時(shí)間和市場(chǎng)問(wèn)題。

（2）多種接入線路技術(shù)同時(shí)演進(jìn)：接入線路正在進(jìn)行一輪大的技術(shù)升級(jí)，這里包括PON從GPON到xGPON升級(jí)，xDSL線路通過(guò)G.Fast達(dá)到近千兆帶寬；無(wú)線接入上，移動(dòng)通訊從3G逐漸進(jìn)入4G建設(shè)周期，Wi-Fi接入在近兩年內(nèi)，也會(huì)從802.11n逐步過(guò)渡到802.11ac。

（3）用戶(hù)端設(shè)備（MDU、SFU、HGU等）端口密度增加，交換容量從典型的2Gbit/s向10Gbit/s交換容量遞進(jìn)，在終端市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

圖1　寬帶接入網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)技術(shù)熱點(diǎn)

2　寬帶接入性能測(cè)試面臨的挑戰(zhàn)

性能是當(dāng)前寬帶接入網(wǎng)絡(luò)最重要的關(guān)注點(diǎn)。要保證好的性能，需要良好的測(cè)試。局端設(shè)備廠商和終端設(shè)備廠商來(lái)說(shuō)，面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)不盡相同。

（1）局端設(shè)備

對(duì)于局端設(shè)備來(lái)說(shuō)，多年來(lái)已經(jīng)建立了成熟的測(cè)試床，并且開(kāi)發(fā)了成熟的測(cè)試規(guī)范，目前面臨的挑戰(zhàn)主要是：

●當(dāng)設(shè)備的端口密度和交換容量成倍增加時(shí)，在原有基礎(chǔ)上，如何建立有效的更大規(guī)模測(cè)試床，測(cè)試出大容量設(shè)備的可能故障點(diǎn)，提高測(cè)試方法的有效性，既能測(cè)試出大容量設(shè)備的性能和協(xié)議容量極限，又不降低測(cè)試的效率。

●建立新的以太網(wǎng)接口硬件和設(shè)備的測(cè)試能力，如高密度10、40和100G以太網(wǎng)。

●隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，寬帶接入設(shè)備上承載的應(yīng)用類(lèi)型變化較快，面臨的安全威脅也更大，所以需要局端設(shè)備根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的流量模型和安全狀況，進(jìn)行有效的應(yīng)用層和安全性測(cè)試，從用戶(hù)體驗(yàn)和系統(tǒng)安全角度去評(píng)估系統(tǒng)。

●在增加測(cè)試床投資的同時(shí)，如何有效地控制測(cè)試成本。

（2）用戶(hù)端設(shè)備

寬帶提速對(duì)MDU、SFU、HGU（家庭網(wǎng)關(guān)）來(lái)說(shuō)是一次量級(jí)的提升，設(shè)備廠商面臨的挑戰(zhàn)有：

●建立具備10Gbit/s能力的測(cè)試床。傳統(tǒng)的用戶(hù)端設(shè)備以10/100/1000Mbit/s為主。業(yè)界新的MDU交換容量正在達(dá)到和超過(guò)10Gbit/s，在上聯(lián)側(cè)完全超過(guò)1Gbit/s帶寬。

●Wi-Fi接入越來(lái)越普遍，需要在Wi-Fi接口上建立和固定接口以太網(wǎng)一致的測(cè)試系統(tǒng)。

●用戶(hù)端設(shè)備性能對(duì)應(yīng)用層業(yè)務(wù)質(zhì)量影響，對(duì)于局端設(shè)備來(lái)說(shuō)更明顯。而且用戶(hù)端設(shè)備通常會(huì)開(kāi)啟一些應(yīng)用層模塊，如NAT、ALG等。在10Gbit/s級(jí)別交換容量上，需要進(jìn)行有效的應(yīng)用層測(cè)試。

●同樣存在如何控制測(cè)試成本的問(wèn)題。

3　思博倫寬帶測(cè)試解決方案

思博倫通信寬帶網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案，從2006年起一直廣泛應(yīng)用于包括中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)和廣電在內(nèi)的整個(gè)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)Eco-System的選型測(cè)試、研發(fā)測(cè)試和運(yùn)維測(cè)試中，測(cè)試解決方案非常完善有效。解決方案包括SpirentTestcenter數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀產(chǎn)品，DLS線路仿真儀和Attero網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀。在硬件上提供從千兆到100G各種速率的以太網(wǎng)接口，軟件上支持L2～7測(cè)試功能。

3.1SpirentTestcenter機(jī)框和測(cè)試板卡

Spirent Testcenter提供SPT-N4U（2槽位）和SPTN11U（12槽位）兩種機(jī)框（見(jiàn)圖2），均可支持滿配高性能千兆到100G各類(lèi)測(cè)試板卡。機(jī)框和板卡主要用于選型測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室研發(fā)測(cè)試。與寬帶接入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的主要測(cè)試板卡具體參見(jiàn)表1。

圖2　SpirentTestcenter N4U和N11U機(jī)框

本文重點(diǎn)介紹SpirentTestcenter10/1G雙速率測(cè)試卡，此系列測(cè)試卡支持4、8、12和16口型號(hào)，具有下列特性：

●每端口支持10和1G雙速率，用戶(hù)可根據(jù)需要把不同端口切換成10或1G模式。

表1　寬帶接入網(wǎng)絡(luò)主要測(cè)試板卡

●10G支持單模和多模SFP+光模塊和DAC。

●1G支持SFP光模塊和RJ45SFP模塊。

●支持L2～7測(cè)試。

此板卡每個(gè)端口可當(dāng)作10或1G使用，在接入設(shè)備測(cè)試床中，可根據(jù)用戶(hù)需要自行設(shè)置，方便使用，降低測(cè)試床成本，性?xún)r(jià)比非常高，是寬帶接入設(shè)備測(cè)試最合適的測(cè)試板卡（見(jiàn)圖3）。

圖3　FX2-10G-S16 16端口10/1G雙速率測(cè)試卡

3.2Spirent Testcenter盒式機(jī)箱C1和C50

考慮到多種應(yīng)用需求，如外場(chǎng)測(cè)試，需要儀表便于攜帶；終端設(shè)備測(cè)試，需要較少量的測(cè)試端口。SpirentTestcenter提供盒式型號(hào)C1和C50（見(jiàn)表2）。

3.3SpirentTestcenter測(cè)試功能

SpirentTestcenter支持下列和寬帶接入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的測(cè)試應(yīng)用：

●單播/組播性能測(cè)試和QoS測(cè)試，支持RFC2544、RFC2889和RFC 3918等基準(zhǔn)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其中，RFC2544支持上/下行鏈路不對(duì)稱(chēng)的吞吐量、丟包率和時(shí)延測(cè)試，非常匹配寬帶接入網(wǎng)絡(luò)上/下行鏈路不對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)。

●接入?yún)f(xié)議測(cè)試（PPPoX、DHCP、IGMP/MLD、L2TP、VLAN、QinQ等），包括協(xié)議功能和協(xié)議容量測(cè)試。

●交換測(cè)試，包括生成樹(shù)協(xié)議STP、RSTP、PVST、RPVST、MSTP、鏈路聚合協(xié)議LACP等。

●路由和MPLS測(cè)試，如RIP、OSPF、ISIS、BGP、PIM-SM、PIMSSM、LDP、RSVP-TE、各種MPLS VPN等。在歐美運(yùn)營(yíng)商的應(yīng)用中，有需求把OLT作為一個(gè)MPLS PE使用，所以路由和MPLSVPN相關(guān)協(xié)議仿真也是寬帶接入網(wǎng)絡(luò)局端設(shè)備的必要測(cè)試內(nèi)容。

●L4～7應(yīng)用層測(cè)試（防火墻測(cè)試、IDS/IPS測(cè)試、各種應(yīng)用服務(wù)器測(cè)試、視頻質(zhì)量測(cè)試等）。

●安全測(cè)試，從外網(wǎng)對(duì)設(shè)備帶內(nèi)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)生各種攻擊流量，驗(yàn)證設(shè)備抗攻擊的能力。

3.4xDSL性能及一致性測(cè)試

xDSL產(chǎn)品的測(cè)試項(xiàng)目，都會(huì)涉及到線路噪聲模擬和環(huán)路模擬相關(guān)測(cè)試項(xiàng)目，思博倫通信作為業(yè)內(nèi)最權(quán)威的xDSL線路仿真和噪聲發(fā)生系統(tǒng)生產(chǎn)商，其產(chǎn)品被國(guó)際、國(guó)內(nèi)的主流終端、局端設(shè)備生產(chǎn)商所采用。

表2　盒式SpirentTestcenter C1和C50

如圖4所示，由于xDSL根據(jù)不同的國(guó)家和地區(qū)定義了不同的頻譜規(guī)劃，并且在線纜類(lèi)型方面也存在差異，因此在xDSL測(cè)試中也根據(jù)國(guó)家和地區(qū)的不同，定義了不同的測(cè)試環(huán)路和線纜規(guī)格。

圖4　各地區(qū)頻譜規(guī)劃

xDSL測(cè)試通常遵循ITU-T/ETSI/BBF的相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，其中主要的xDSL測(cè)試噪聲文件和環(huán)路的定義都依據(jù)BBF（寬帶論壇）所發(fā)布的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括TR-067/TR-100/TR-114、國(guó)標(biāo)測(cè)試YD/T1996.2等。思博倫通信提供xDSL測(cè)試的完整測(cè)試系統(tǒng)，包含DLS-5800噪聲發(fā)生器和DLS-V2A/DLS-V2E/DLSA2PA/DLS-A2PE線路仿真系統(tǒng)，分別對(duì)應(yīng)VDSL/ ADSL測(cè)試所對(duì)應(yīng)的ETSI和ANSI環(huán)路規(guī)范要求。圖5是測(cè)試拓?fù)鋱D。

圖5　xDSL測(cè)試系統(tǒng)

隨著VDSL2的演進(jìn)，通過(guò)使用300MHz甚至更高的頻譜，能夠在現(xiàn)有電話線接入方式不變的情況下，在500m接入距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)1Gbit/s的傳輸速率，這種新的調(diào)制技術(shù)就是G.fast標(biāo)準(zhǔn)。然而，更高的頻譜使用范圍也帶來(lái)新的噪聲干擾問(wèn)題，如射頻噪聲、脈沖噪聲，原有xDSL技術(shù)對(duì)于30MHz以上頻譜的噪聲干擾并不會(huì)產(chǎn)生影響，而G.fast技術(shù)在30MHz以上頻段也會(huì)受到干擾，并導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸性能的下降。因此，G.fast產(chǎn)品的噪聲測(cè)試較其他DSL技術(shù)來(lái)看顯得更為重要，如果在噪聲干擾下數(shù)據(jù)性能下降的程度與VDSL相近，則運(yùn)營(yíng)商無(wú)需更換原有VDSL系統(tǒng)，因此進(jìn)行全面的噪聲及性能測(cè)試是決定G.fast產(chǎn)品是否能夠替代VDSL系統(tǒng)的關(guān)鍵。

思博倫通信提供的DLS-5900G.Fast噪聲測(cè)試系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)最高的300MHz頻率的噪聲注入，產(chǎn)品提供了4個(gè)噪聲通道，能夠獨(dú)立或者同時(shí)輸出所需加載的噪聲。DLS-5900隨機(jī)附帶噪聲編輯軟件，能夠允許用戶(hù)制作測(cè)試所需的射頻、脈沖噪聲、高斯白噪聲等噪聲類(lèi)型。

思博倫通信DLS線路測(cè)試系統(tǒng)，由噪聲發(fā)生器和線路仿真儀兩部分組成，提供xDSL線路仿真，表3是系統(tǒng)的主要組成和功能。

3.5網(wǎng)絡(luò)損傷仿真解決方案

Attero是思博倫公司在損傷仿真領(lǐng)域最新的產(chǎn)品，支持雙向100%全線速流量下的現(xiàn)網(wǎng)損傷模型精確加載仿真（見(jiàn)圖6）?；赪indows平臺(tái)的客戶(hù)端軟件可以實(shí)時(shí)配置損傷模型參數(shù)而無(wú)需停止測(cè)試流量，能夠仿真丟包、延時(shí)、包抖動(dòng)、包復(fù)制、包錯(cuò)誤、帶寬限制等網(wǎng)絡(luò)損傷模型。在丟包和時(shí)延分布模型方面，Attero損傷仿真儀除了能夠支持泊松、高斯、伽馬、均勻分布模型外，還可以通過(guò)“自定義”方式，任意設(shè)置丟包序列，因此能夠在時(shí)延和丟包敏感業(yè)務(wù)的測(cè)試方面具有更深入的測(cè)試能力。在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，Attero網(wǎng)絡(luò)損傷儀通過(guò)網(wǎng)絡(luò)仿真，可以輔助SpirentTestcenter對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)在各種網(wǎng)絡(luò)條件下的應(yīng)用質(zhì)量和用戶(hù)體驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。Attero和SpirentTestCenter測(cè)試儀結(jié)合，獲取網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量模型，記錄的時(shí)間精度可達(dá)1ms，最長(zhǎng)記錄一周的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量變化情況可以將記錄的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量模型文件，用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行“播放”從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量的模擬和還原。

表3　DLS系統(tǒng)的主要組成和功能

圖6　Attero網(wǎng)絡(luò)損傷儀

Attero儀表具有廣泛的適用性，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可以模擬不同接口及網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)境下的損傷特性，同時(shí)支持動(dòng)態(tài)的損傷模型加載，以模擬一個(gè)網(wǎng)絡(luò)在不同時(shí)間下的質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化特性。

損傷仿真儀提供兩種產(chǎn)品規(guī)格，分別對(duì)應(yīng)于千兆測(cè)試環(huán)境的Attero和萬(wàn)兆+千兆以太網(wǎng)測(cè)試環(huán)境的Attero-X，兩款測(cè)試儀表的功能比較參見(jiàn)表4。

4　寬帶接入典型測(cè)試場(chǎng)景

4.1性能和穩(wěn)定性測(cè)試

性能和穩(wěn)定性是寬帶網(wǎng)絡(luò)最基本的要求，主要體現(xiàn)在以下方面：

●吞吐量和丟包率所代表的轉(zhuǎn)發(fā)能力是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備最基本的要求。

●時(shí)延、抖動(dòng)、亂序：在互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，寬帶接入系統(tǒng)上承載的應(yīng)用業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)質(zhì)量對(duì)這些L2～3性能指標(biāo)有較高要求。例如，股票交易、智能家電等應(yīng)用對(duì)于時(shí)延要求高；而互聯(lián)網(wǎng)視頻、互聯(lián)網(wǎng)音樂(lè)、互聯(lián)網(wǎng)電話等，對(duì)抖動(dòng)和亂序指標(biāo)要求較高。

●流量和協(xié)議捆綁性能：在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中，用戶(hù)通常通過(guò)PPPoE、DHCP等手段接入網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)配置為流量打上不同的VLAN或者QinQ，進(jìn)行VLAN1：1或者n：1轉(zhuǎn)換。流量都需要經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝和解封裝，組播流量需要跨VLAN、跨用戶(hù)復(fù)制。協(xié)議平面上的業(yè)務(wù)性能，是寬帶接入網(wǎng)絡(luò)關(guān)注內(nèi)容之一。

●QoS：每個(gè)用戶(hù)的SLA是否可滿足；發(fā)生擁塞時(shí)，高優(yōu)先級(jí)流量質(zhì)量是否有保證。

●穩(wěn)定性：大量用戶(hù)同時(shí)上線時(shí)，系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定，及時(shí)處理上線要求；大量PPPoE用戶(hù)在振蕩時(shí)，系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定。

（1）測(cè)試床疊加

寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基本測(cè)試床拓?fù)鋮⒁?jiàn)圖7。為了評(píng)估一個(gè)寬帶接入系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中真實(shí)的性能和穩(wěn)定性，在建立測(cè)試床時(shí)，我們認(rèn)為應(yīng)該給被測(cè)系統(tǒng)疊加超過(guò)現(xiàn)網(wǎng)正常運(yùn)營(yíng)負(fù)載的測(cè)試負(fù)載，讓被測(cè)系統(tǒng)的所有部件都能夠工作起來(lái)，才能在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在的問(wèn)題。因此，SpirentTestcenter向被測(cè)系統(tǒng)至少應(yīng)該疊加下列負(fù)載：

●根據(jù)不同終端的類(lèi)型滿配PPPoE和IPoE接入用戶(hù)。

表4　Attero網(wǎng)絡(luò)損傷仿真儀主要型號(hào)和功能

圖7　寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基本測(cè)試床拓?fù)?/p>

●PPPoE和IPoE接入?yún)f(xié)議上的綁定雙向單播業(yè)務(wù)流量。

●寬帶接入系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)類(lèi)型配置1：1或者N：1進(jìn)行VLAN轉(zhuǎn)換或者VLAN匯聚，并按業(yè)務(wù)要求配置QinQ封裝，分別轉(zhuǎn)發(fā)到不同的邊緣設(shè)備。

●疊加組播業(yè)務(wù)，進(jìn)行跨VLAN復(fù)制。

●測(cè)試中疊加復(fù)雜協(xié)議行為，如批量PPPoE和IPoE用戶(hù)的上/下線行為（振蕩），組播用戶(hù)頻道切換。

●對(duì)帶內(nèi)網(wǎng)關(guān)疊加DDoS攻擊，觀察設(shè)備防護(hù)能力和穩(wěn)定性。

●加載必要的DSL線路仿真和線路噪聲。

（2）流量發(fā)生和分析

SpirentTestcenter板卡測(cè)試端口密度高，少量的測(cè)試卡就可以完成一個(gè)1：32系統(tǒng)或者1：64系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)試。特別是FX2-10G-Sy系列卡，每個(gè)端口都可作為1G或者10G用，測(cè)試床搭建非常靈活。一個(gè)端口下，SpirentTestcenter可產(chǎn)生RR、WRR、優(yōu)先級(jí)和用戶(hù)自定義調(diào)度的流量，構(gòu)造各種現(xiàn)網(wǎng)流量模型。

在統(tǒng)計(jì)上，SpirentTestcenter為每條測(cè)試流提供豐富的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)量，統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確，且符合標(biāo)準(zhǔn)定義，能準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的質(zhì)量，簡(jiǎn)化問(wèn)題定位。

●收發(fā)包總數(shù)和速率，涵蓋L1層統(tǒng)計(jì)和以太網(wǎng)/ IP/L4層統(tǒng)計(jì)。

●支持MEF10/RFC3393/RFC4689抖動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

●支持MEF10/RFC4737高級(jí)順序性統(tǒng)計(jì)，提供實(shí)時(shí)的丟包、重復(fù)、亂序、順序和遲到統(tǒng)計(jì)。

●支持1s實(shí)時(shí)時(shí)延和抖動(dòng)變化統(tǒng)計(jì)。

●支持時(shí)延分布和抖動(dòng)分布統(tǒng)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)延/抖動(dòng)統(tǒng)計(jì)和時(shí)延/抖動(dòng)分布統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試中業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)是否一直穩(wěn)定，能夠反映很多被最大/最小/平均統(tǒng)計(jì)量掩蓋的問(wèn)題。

（3）性能和穩(wěn)定性測(cè)試套件

為了公正有效地評(píng)估通信設(shè)備的性能，業(yè)界長(zhǎng)期以來(lái)形成了一系列基準(zhǔn)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于研發(fā)和比對(duì)測(cè)試。SpirentTestcenter上支持大量的基準(zhǔn)性能測(cè)試自動(dòng)化套件，自動(dòng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，并生成符合標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試報(bào)告。與寬帶接入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的套件包括：

●RFC2544吞吐量、丟包率、時(shí)延和背靠背緩沖能力基準(zhǔn)性能測(cè)試。

●非對(duì)稱(chēng)RFC2544測(cè)試套件，符合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)上下行鏈路不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)。

●RFC5160IPv6基準(zhǔn)性能測(cè)試。

●RFC2889二層交換設(shè)備基準(zhǔn)性能測(cè)試。

●RFC3918組播基準(zhǔn)性能測(cè)試。

●IPTV測(cè)試套件，測(cè)試組播頻道切換，直觀衡量IPTV用戶(hù)的體驗(yàn)。

●接入穩(wěn)定性測(cè)試套件，模擬接入?yún)f(xié)議（DHCP、PPPoX）振蕩模型，觀察接入系統(tǒng)在異常情況下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

4.2Wi-Fi測(cè)試

萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代Wi-Fi是主要的接入手段，甚至超過(guò)了Cable接入。用戶(hù)端設(shè)備基本都具備Wi-Fi接口，特別是SFU和HGU。過(guò)去由于缺乏具備和Cable以太網(wǎng)接口測(cè)試儀同等能力的Wi-Fi接口測(cè)試儀，無(wú)法對(duì)Wi-Fi通路上業(yè)務(wù)的傳輸性能、傳輸質(zhì)量和各種應(yīng)用的用戶(hù)體驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。SpirentTestcenterWi-Fi接口卡，是市場(chǎng)上第一款具備L2～7全測(cè)試能力的Wi-Fi測(cè)試儀表，所有在Cable以太網(wǎng)接口上完成的測(cè)試，都可以在Wi-Fi接口上完成。由于Wi-Fi接口相對(duì)鏈路質(zhì)量和穩(wěn)定性都較差，所以在Wi-Fi接口上，進(jìn)行性能和應(yīng)用質(zhì)量測(cè)試更加有必要。SpirentTestcenterWi-Fi測(cè)試端口支持802.11a/b/g/n和802.11AC，一個(gè)端口可以仿真數(shù)百種不同制式的終端。Wi-Fi設(shè)備測(cè)試拓?fù)鋮⒁?jiàn)圖8。

圖8　Wi-Fi設(shè)備測(cè)試拓?fù)鋱D

4.3應(yīng)用層真實(shí)業(yè)務(wù)模型測(cè)試

SFU、HGU等設(shè)備，通常包含了應(yīng)用層的能力，單純的L2～3測(cè)試，無(wú)法觸發(fā)NAT表項(xiàng)處理，ALG等L4～7組件，而在現(xiàn)網(wǎng)中，這些組件都是使能的。在局端設(shè)備上，隊(duì)列門(mén)限設(shè)置是否合理，負(fù)載均衡算法是否合理，關(guān)鍵信令/TCP協(xié)議消息傳輸優(yōu)化是否有效，需要應(yīng)用層業(yè)務(wù)來(lái)驗(yàn)證。因此，除了傳統(tǒng)的L2～3吞吐量、丟包率、時(shí)延等性能和協(xié)議測(cè)試外，還應(yīng)該包括以下應(yīng)用層測(cè)試功能：

●在開(kāi)啟NAT情況下的性能指標(biāo)，包括并發(fā)連接數(shù)、每秒新建連接數(shù)、有效帶寬等。

●ALG（應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)）性能，開(kāi)啟NAT后，SIP、RTSP等協(xié)議需要開(kāi)啟應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)，用于應(yīng)用層協(xié)議的地址轉(zhuǎn)換。對(duì)ALG網(wǎng)關(guān)開(kāi)啟以后，各種應(yīng)用層業(yè)務(wù)的性能需要評(píng)估。

●視頻質(zhì)量評(píng)估，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，用戶(hù)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)視頻的要求越來(lái)越高，需要從用戶(hù)體驗(yàn)角度對(duì)傳輸視頻質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。目前，市場(chǎng)認(rèn)可的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要是MDI標(biāo)準(zhǔn)和TVQM評(píng)分體系。結(jié)合Spirent Testcenter和Attero網(wǎng)絡(luò)損傷儀的組合測(cè)試方案，用Attero網(wǎng)絡(luò)損傷儀來(lái)仿真網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延、抖動(dòng)、亂序的負(fù)面條件，觀察整個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用的容錯(cuò)和容損傷能力。

●真實(shí)應(yīng)用層混合業(yè)務(wù)的傳輸性能。在現(xiàn)網(wǎng)中，由于應(yīng)用的豐富和帶寬的增加，用戶(hù)的應(yīng)用多樣化，用戶(hù)端設(shè)備承載的應(yīng)用層混合業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)的比例隨時(shí)間的變化而變化。未經(jīng)充分測(cè)試的用戶(hù)端設(shè)備，在承載多業(yè)務(wù)的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)不同的故障，這就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中的混合業(yè)務(wù)模型測(cè)試。

SpirentTestcenterL4～7測(cè)試應(yīng)用，可以進(jìn)行真實(shí)的應(yīng)用層業(yè)務(wù)的仿真。連接局端設(shè)備的測(cè)試端口，仿真VOD、VoIP核心網(wǎng)、文件服務(wù)器、BT網(wǎng)絡(luò)端、Web服務(wù)器等各種類(lèi)型的服務(wù)器，連接用戶(hù)端的測(cè)試端口，則仿真各種應(yīng)用客戶(hù)端，通過(guò)仿真客戶(hù)端和服務(wù)器之間的交互，產(chǎn)生有狀態(tài)的真實(shí)應(yīng)用層業(yè)務(wù)，對(duì)設(shè)備的各種功能和性能進(jìn)行評(píng)估。

SpirentTestcenterL4～7測(cè)試應(yīng)用，集成RFC3511防火墻基準(zhǔn)性能測(cè)試，作為最基本的應(yīng)用層設(shè)備性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估指標(biāo)包括：吞吐量/時(shí)延；最大并發(fā)TCP連接數(shù)，最大每秒新建/拆除TCP連接數(shù)，HTTP每秒事務(wù)處理數(shù)；應(yīng)用業(yè)務(wù)有效帶寬；DDoS攻擊攔擊性能；非法流量處理能力；分片流量處理能力。

SpirentTestcenter支持豐富的應(yīng)用層協(xié)議，并為每種業(yè)務(wù)提供針對(duì)性的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)：

●數(shù)據(jù)相關(guān)協(xié)議，包括HTTP、FTP、Telnet、DNS、郵件、文件系統(tǒng)訪問(wèn)（CIFS、NFS）等。

●視頻相關(guān)協(xié)議，包括QuickTimeRTSP/RTP、Real Networks RTSP/RTP、MMS、組播VOD、直播、RTMP、HTTPABR等，支持多種視頻編碼格式。

●語(yǔ)音相關(guān)協(xié)議：SIP及各種語(yǔ)音編碼方式。

●用戶(hù)接入?yún)f(xié)議：PPPoE、DHCP、IPSEC、GRE、VLAN、QinQ。

●網(wǎng)絡(luò)攻擊。

通過(guò)高級(jí)抓包回放（SAPEE）功能，Spirent Testcenter可以支持任意基于TCP或者UDP的私有協(xié)議仿真，這其中包括很多私有定義，市場(chǎng)影響很廣的Internent應(yīng)用，如BT、QQ、迅雷、MSN、Skype、電騾、微信、在線游戲等。

SpirentTestcenter能夠把各種應(yīng)用層協(xié)議按比例混合，混合比例可隨時(shí)間變化，產(chǎn)生和現(xiàn)網(wǎng)流量模型一致的真實(shí)應(yīng)用層流量模型，對(duì)寬帶接入設(shè)備進(jìn)行真實(shí)性測(cè)試。大量實(shí)測(cè)表明，這種流量模型能測(cè)試出大量單一協(xié)議測(cè)試無(wú)法測(cè)出的問(wèn)題，對(duì)SFU和HGU設(shè)備產(chǎn)生很大的壓力。圖9是一個(gè)混合流量模型測(cè)試示例。

圖9　應(yīng)用層混合業(yè)務(wù)模型測(cè)試示例

5　寬帶接入典型測(cè)試場(chǎng)景

新一輪寬帶提速大潮中，設(shè)備廠家的測(cè)試新需求有多方面，包括測(cè)試床擴(kuò)容、新的以太網(wǎng)測(cè)試端口和Wi-Fi測(cè)試端口引入、有效的L2～7測(cè)試方法學(xué)、克服測(cè)試投資和降資費(fèi)的矛盾。SpirentTestcenter和DLS線路仿真儀，Attero網(wǎng)絡(luò)仿真儀組成的系統(tǒng)，提供了包括硬件、軟件、測(cè)試方法學(xué)在內(nèi)的完整解決方案，能滿足上述所有測(cè)試需求。思博倫寬帶接入網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案10年來(lái)在運(yùn)營(yíng)商Eco-system中不斷發(fā)展、完善，已經(jīng)被所有運(yùn)營(yíng)商幾乎所有的設(shè)備廠商采用。這些新的硬件、增強(qiáng)，能幫助整個(gè)生態(tài)鏈克服測(cè)試挑戰(zhàn)，保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量，保障寬帶提速。