基于路由器的IPRAN测试方案.doc

图 1 PW 测 试 拓 扑 图基于路由器的 IP RAN 测试方案陈凯 工 业 和 信 息 化 部 电 信 研 究 院 通 信 标 准 研 究 所 高 级 工 程 师刘 佳 良工 业 和 信 息 化 部 电 信 研 究 院 通 信 标 准 研 究 所 工 程 师摘要作为无线网络的 IP 化演进解决方案，基于路由器的 IP RAN 方案日益受到移动运营商的重视。 本文根据 IP RAN 方案的测试需求，给出测试组网拓扑和主要的测试内容。关 键 词 IP RAN CES PW QoS 1588v2(1) PW 测 试 （见 图 1）测 试 步 骤 ：按 照 测 试 拓 扑 图 1 搭 建 测 试 组 网 ，在 PE1，P1， P3 和 PE3 之 间 运 行 OSPF+LDP， 创 建 一 条 从 PE1 到 PE3 的 CES 业 务 ， 分别采用单段和 多 段 TDM PW 承 载 ，封 装 类 型 为 SAToP/CESoP。在 PE1 上使用 E1 环回电缆将 E1 电路数据环回。通 过 仪 表 验 证 E1 电路业务是否正常 。分 别 验 证 PE3 E1 端 口 和 PE1 端 口 对 CES 业 务 的 支 持 。(2) APS 保 护按照测试拓扑图 1 搭 建 测 试 组 网 。1引 言随 着 3G 和 4G 时 代 的 来 临 ， 对移动承载网提出 了 新 的 要 求 。 新一代的移动承载网必须保证高精 度 的 时 钟 同 步 ， 包括频率同步和时间同步 ， 以 满 足 不 同 基站 的 切 换 要 求 。 必须满足多种业务的 承 载和接入 ，包括 ATM，FR，IP/MPLS，Ethernet 和 TDM。 必 须 满 足 电 信级的保护倒换和网络管理 ，以 及 支 持 3G 和 4G 业 务 的 带 宽 和 QoS 保 证 。基 于 路 由 器 的 IP RAN （Radio Access Network， 无 线 接 入 网 络 ） 方 案 是 否能够很 好地满足新一代的移 动承载网的要求 ， 是移 动运营商非常关 心 的 问 题 ， 因此 对 IP RAN 方 案 进 行 有 效 的 验 证 测 试 ， 对于新一代的移动 承载网 的建设具有非常 重 要 的 意 义 。IP RAN 基 本 功 能 测 试2IP RAN 的 基 本 功 能 测 试主 要 包 括 CES 业 务 功 能 测 试 ，QoS 能力 测试和网管功能测试 。2.1 CES 业 务 功 能 测 试CES （Circuit Emulation Services） 即 在 分 组 网 络 上 仿 真 出 传 统 TDM 网 络 中 使 用 的 TDM 电 路 ，然 后 将 同 步信息通过该仿真电路进行 透 明传输 。 在 PE1 和 PE3 之 间 建 立 主 用 CES 业 务 ， 在PE1 和 PE4 之 间 建 立 备 份 CES 业 务 ， 在 PE3，PE4 和 SDH 设 备 之 间 建 立 APS 保 护 电 路 ，在 PE1 上 使 用 E1 环 回 电 缆 将 E1 电 路 回 送 。泰 尔 检 测图 2 传 统 QoS 测 试 拓 扑 图通过仪表验证确认端到端 E1 电 路 工 作 正 常 。 插 拔 PE3 和 SDH 设 备 之 间的主用光纤进行 APS 切 换 。通过仪表验证业务是否正常 ，记 录 切 换 时 间 。(3) 电路本地交换功能测试 按照测试拓扑图 1 搭 建 测 试 组 网 。测 试 仪 通 过 cSTM-1 连 接 PE3， 配 置 电 路 的 本 地 交 换 将 cSTM-1 中 的 一 个 vc12 时 隙 交 换 到 PE3 上 的 E1 端 口 ，在 E1 端口上通过 环回电缆进行环回 。通过仪表验证该 E1 电路业务是否正常 。2.2 QoS 能 力 测 试 （见 图 2）维 护 成 本 。测 试 步 骤 ：按 测 试 拓 扑 2 连 接 设 备 。 在 SR 的 端 口 1 中 做 QoS 配 置 ，使 得 每 个VLAN （802.1q） 在 Ingress/Egress 方 向 上 保 证 500M 的总 带 宽 前 提 下 ，在 同 一 VLAN 中 实 现 Voice（IP 优 先 级 设 为 5），Video （IP 优 先 级 设 为 4）Data （IP 优 先 级 设 为3）3 种 不 同 业 务 （通 过 不 同 的 DSCP 来 区 分 ）的 带 宽 动 态 保 证 ，IP 优 先 级 为 3，4，5 的 数据流的速率总和不超 过 300M，与 此 同 时 ，IP 优 先 级 为 5 及 4 的 速 率 不 超 过160M。 在 测 试 仪 上 A，B 端口中分别构造 8 条 流 ，IP 优 先 级 分 别 为 0，1，2，3，4，5，6，7， 每条流的带宽分别 为 100M。在测试仪上可以观察到 ，对 IP 优 先 级 为 3，4，5 的 数 据 流 的 限 速 结 果 ，以 及 对 IP 优 先 级 为 4 及 5 的 数 据 流 的 限 速 结 果 。 查 看 设 备 上 QoS 的 状 态 信 息 ，QoS 配 置 信 息 ，并 记 录 。并 记 录 。 查 看(1) 传 统 QoS 测 试测 试 步 骤 ：按照测试拓扑图 2 进 行 组 网 。接 口 1 代表下行接用户方向 ，接 口 2 代 表 上 行 核 心 / 汇聚路由器方向 。在 SR1 分 别 配 置 8 条 复 杂 流 分 类 规 则 ，根 据 IP 协 议 类 型 ，源 IP 地 址 ，目 的 IP 地 址 ，源 端 口 号 ，目 的 端 口 号 ，802.1p 区 分 ，由 接 口 1 进 入 ，对 8 条 流 分 别 标 记 不 同 的 DSCP，将 规 则 应 用 到 SR 相应的输出接口 2。 在测试仪器配置 8 条 IP 流 Traffic1 Traffic8 分 别 与 8 条 规 则 相 匹 配 ， 同 时 发 送 8 条 流 ， 并 观 察 记 录 QoS 监 控 状 态 后 ，停 止 上 述 流 量 。查 看 QoS 相关配置信息并记录 。(2) 层 次 化 QoS 测 试与 传 统 的 QoS 基 于 端口进行流量调度不同 ，层 次 化 QoS 在单个端口下能区分用户和不 同 用 户 的 业 务 。 传 统 的 QoS 基于端口进行流量调度 。 单 个 端 口 只 能 区 分 业 务 优 先 级 ，无法区分用户和不同用户的 业 务 。 只 要 属 于同一优先级的流量 ， 使 用 同 一 个 端 口 队 列 ，彼 此 之 间 竞 争同一个队列资源 ，无 法对端口上单个用户 的单个流量进行 区 分 服 务 。 HQoS 既能为用户提供精 细 化 的 服 务 质 量 保 证 ，又能够从整体上节约网络运行 网 管 功 能 测 试(1) 端到端的业务管理功能验证 测 试 步 骤 ：支 持 客 户层业务的配置管理 ，支 持 的 业 务 类 型 包 括 ATM 业 务 ，CES 业 务 ， 大客户接入业务 ，L3MPLS VPN 业 务 ，L2 MPLS VPN 业 务 配 置 。检 查客户业务的参数设置 ， 应支持电路名称 、 源 宿 端 口 、带 宽 、保 护 属 性 、路 由 、用 户 名 称 、服 务 层 路 径 信 息 。查看服务层路径的创建过程 。 检 查 业 务 层 路 径 和 服 务路径的创建关联过程 ，二者的关联方 式 应支持 服务层路径自动创建 、 服 务 层 路 径 手 工 选 择 、 服 务 层 路 径 手 工 创 建 。 判 定 端 到 端 业 务 的 创 建 方 式 ，包 括 手 工 / 自 动 / 半 自 动 方 式 。支 持 电 路 的 删 除 过 程 ，查看删除过程中客 户 层 路径和服务层路径的删除顺序 。在 服 务 层路径的删除过程中 ，应 检 查 上 层 是 否 还包含未删除的业务路径信息 。(2) OAM 管理功能和性能验证 （见 图 3）测 试 步 骤 ：依 照上图搭建测试拓扑 ， 创 建 NE1 和 NE5 之2.3图 3 OAM 管理功能和性能验证测试拓扑图 间的以太网业务 ，业 务 路 由 为 NE1-NE2-NE4-NE5。1588v2 和 同 步 以 太 网 3 种 解 决 方 案 。 在 IP RAN 的 部署 中 通 常 首 选 1588v2 方 案 ，此 方 案 的 优 点 是仅在基站和基站 控 制 器 之 间 使 用 ，无 需 IP 网 络 的 处 理 。 如 果 设 备 不 支 持1588v2 方 案 ， 可 以 采 用 同 步 以 太 网 方 案 ， 但 要 求 传 递 时 钟 的 所 有 设 备 都 需 要 支 持 。 而 传 统 的 GPS 方 式 由 于 成 本 和 安 装 的 问 题 ，作 为 备 选 方 案 ，因 此 在 IP RAN 时 钟 同 步 的 测 试 中 ， 将1588v2 方案作为测试的重点 。(1) 1588v2 测 试1588v2 （PTP） 的 核 心 思 想 是 采 用 主 从 时 钟 方 式 ， 对 时 间信 息 进 行 编 码 ， 利用网络的对称性和延时测量 技 术 ，实 现 主从时钟的同步 ，PTP 的关键在于延时 测 量 。 IEEE1588v2 的 优 点 主 要有支持时间和频率同步 ，同 步 精 度 高 ，可 达 亚 微 秒 级 。 网 络 PDV 影响可通过逐 级 的 恢 复 方 式 解 决 ，是统一的业界标准 。IP RAN 传输网络提供时间同步传递功能 ，可 以 从 根 本上 解决在基站中配置卫星接收机 、在 机 房 架 设 卫 星 接 收天线和在工程安装方面的难度 ，具 体 解 决 思 路 是 在 分 组 网 或 SDH 网络中实现时 间同步传递功能 ， 同 时 在网络的某个节点 处 注入时间同步信息 ，其 他 站 点 跟 踪 该 同 步 源 ，基站从相邻的传输网元提取同步信 息 ，从而 达到所有基站之间的时间同步 。 多 种 负 载和网络异常情况下的时钟测试 （ 见 图 4）测 试 步 骤 ：按照测试拓扑图 4 搭 建 测 试 组 网 。 网 络 背 景 流 量采用多种负载模型并模拟 网 络 中 断 和 恢 复 。时钟恢复进入稳定状态后开始测试 。记 录 测 试 结 果 。时 钟 保 持 性 能 测 试 步 骤 ：按照测试拓扑图 4 搭 建 测 试 组 网 。时 钟 恢 复进入稳定状态后 ，断开基站侧设 备 网 络 连 接 ，测 量 时 间 24h。 网管系统应支持 MEP 点 和 MIP 点 的 创 建 管理 ，网 管 系 统 在 NE1 和 NE5 创 建 MEP 点 ， 在 NE2 和NE4 创 建 MIP 点 。 网管系统应支持 MEG 层 次 的 设 置 ， 支 持 CC 发 送 周 期 的 设 置 等 OAM 参 数 设 置 功 能 ， 支 持 以 太 网 OAM 的 禁 止 和 使 能 功 能 。OAM 功 能 启 动 以 后 ，等 的 MEP 和 MIP 列 表 。网管系统应查看网元对 断 开 NE2 和 NE4 间 的 光 纤 连 接 ， 检 查 网 管 系统是否能 够上报以太网连续性丢失告警 。 恢 复 NE2 和NE3 光 纤 ，观察是否中止上报连续性丢失告警 。修 改 源 、 宿 节 点 的 MEG ID， MEP ID，CC 报 文 发 送 周 期 ，查看网管系 统是否能够分别探测到未期望 的 MEG 层 、误 连 接 告 警 、以及未期望的周期告警 。 检查网管系统 是否支持端到端业务的时 延 和 丢 包 率 测 试 ， 如 果 支 持 ， 将网管系统测 试 结 果 和 仪 表 测 试 结 果 进 行 比 对 ，查看网管对业 务进行时延和丢包 测试的测试精度 。IP RAN 关 键 功 能 测 试3IP RAN 关键功能测试主要包括时钟同步 和 电 信级的 大业务流保护倒换测试 。3.1 时 钟 同 步 测 试按 照 测 试 拓 扑 4 搭 建 测试环境要采用 GPS 方 式 ，图 4 多种负载和网络异常情况下的时钟测试拓扑图 图 5 PTP 时钟模型测试拓扑图 的 时 间 精 度 。混合模式测试步骤 ： 配 置 PE1 为 普 通 时 钟 ， PE2 的 时钟模型为普通时钟 E2E 透 传 时 钟 ，P2，P4 的 时 钟 模 型 为 E2E 透 传 时 钟 ，PE4 设 备 时钟 模型为普通时钟 E2E 透 传 时 钟 。 设备间相连端口均启用 PTP 协 议 。 配 置 PE1，PE2 和 PE4 PTP 时 钟 状 态 算 法 均 为 BMC 算 法 。 在时间分析仪上观 察 时 钟 锁 定 情 况 ， 时 钟 精 度 测 试 到 输 出 稳 定 。修 改 PE2 的 时 钟 模 型 为 普 通 时 钟 P2P 透 传 时 钟 ，P2， P4 的 时 钟 模 型 为 P2P 透 传 时 钟 ，PE4 设 备 时 钟 模 型 为 普 通 时 钟 P2P 透 传 时 钟 ， 时 间 分 析 仪 上 观 察 PE1，PE2 和 PE4 的 时 钟 锁 定 情 况 ， 时 间 精 度 测 试 到 输 出 稳 定 。PTP 优先级功能测试 测 试 步 骤 ：按 照 测 试 拓 扑 5 搭 建 配 置 环 境 。 配 置 PE2 的 时 钟 模 型 为 普 通 时 钟 ，PE4 的 时 钟 模 型 为 边 界 时 钟 ，P2，P4 为 透 传 时钟 。 设备上相连端 口 均 启 用PTP 协 议 。 配 置 设 备 PTP 时 钟 状 态 算 法 均 为 BMC 算 法 。PTP 其他参数均没有配 置 ，只 配 置 PE2 设 备 PTP Prior-ity2 值 为 10，PE2 设 备 输 入 源 的 Priority2 值 为 15， 在 时间 分析仪上观察时钟锁定情况 。 修 改 PE2 设 备 PTP 的 Priority2 值 为 20， 在 时 间分析仪上观察时 钟 锁定情况 。定时源优先级选择功能验证 （见 图 6）测 试 步 骤 ：记 录 测 试 结 果 ：MTIE，TIEPTP 时 钟 模 型 测 试 （见 图 5）普通模式测试步骤 ：配 置 PE2，PE4 的 时 钟 模 型 为 普 通 时 钟 ，分 别 配 置 P2，P4 的时 钟模型为边界时钟 ，E2E 透 传 时 钟 ，P2P 透 传 时 钟 ，设备 上相连端口均启用 PTP 协 议 。配 置 设 备 PTP 时钟状态算法均为 BMC 算 法 。 在时间分析仪监测时钟锁定情 况 下 PE2 输 出图 6 定时源优先级选择功能验证测试拓扑图 物 理 层 线 路 的 时 钟 恢 复 机 制 （ITU-T G.8261）在源端将高精度 时 钟 注 入 以 太 PHY 芯 片 ，PHY 芯片 使 用 高 精 度 时 钟 发 送 串 行 bit 码 流 ， 末 端 PHY 芯 片 提 取 高 精 度 时 钟 。 同 步 以 太 网时钟更加可靠 ，属 于链 路时钟恢复技术 ，采 用 硬 件 实 现 ，与 网 络 负 载 ，报文的延迟无关 。 测试内容包括验证被测设备 的 频 率 精 确 度 ，要 求 4M，VLL4000 条 ，L3VPN1000 个 ，VPLS2000 个 ，普 通 数 据 业 务 1000 条 ，组 播 100 个 组 。(2) 业务流量的生成 ：根 据实际应用场景 ， 模 拟 3种 可 能 的 业 务 。业 务 1（基 站 到 基 站 ）：主 路 径 为 PE1-P1-P3-P4- P2-PE2；备 份 路 径 为 PE1-P2-PE2。业 务 2（基 站 到 汇 聚 ）：主 路 径 为 PE1-P1-P；备 份 在 设 备 DUT1 上设置时钟选择 优 先 级 如 下 ：BITS Sync-E E1 1588v2。查 看 当 前 DUT1 上时钟选择状态 。 中 断 BITS 时 钟 输 入 ， 查 看 DUT 时 钟 源 选 择 情 况 。中 断 Sync-E 时 钟 输 入 ，情 况 。查 看 DUT 时 钟 源 选 择中断 E1 时钟输入 ，查看 DUT 时钟源选择情况 。时延不对称对精度的影响 按 照 测 试 拓 扑 5 搭 建 测 试 环 境 。配 置 PE2，PE4 的时钟模型为普通时钟 ，P1，P2， P3，P4 均为边界时钟模型 ， 设备上相连端口均 启 用 PTP 协 议 。P2P4 之间加入时延仿真仪表模拟不同 的 时 延 ，P4P2 为 光 纤 直 连 。在 不补偿延时的情况下 ，精 度 。测 试 P2 的 时 间 输 出配 置 时 延 补 偿 ，测 试 P2 的时间输出的精度 。改变增加的时延量 ，重 复 步 骤 4 直 到 P2 的 时 间 输 出精度超出 1.5s 的精度要求 ，记录增加的时延 量。(2) 同步以太网测试 采 用 SDH 相 同 原 理 ， 在 以 太网中建立一种基于 图 7 电信级的大业务流保护倒换测试拓扑图 路 径 为 PE1-P2-P4-P3。接 入 SDH 仪表和数据网络分析仪对 2M 和 GE业 务 进 行 长 期 性 能 测 试 ， 连 续 测 试 24h， 监 测 业 务 的 时 延 、 抖 动 / 时 延 抖 动 、误 码 率 （2M）/ 长 期 丢 包 率 （GE 业 务 ）等 性 能 。4.2时 钟 长 期 测 试 按 照 测 试 拓 扑 7 搭 建 测试 环 境 。 时钟恢复进入稳定状态 后 ，开 始 测 量 ，测 量 时 间 48h。记录测试结果：MTIE，TIE。5结 束 语路由器广泛应用于宽 带 城域 网 ，采 用 动 态 IP 技 术 构 建 承 载 网 络 ， 具 备 良 好 的 二 / 三 层专 线 ，IPTV 组 播 业 务 承 载 能 力 ， 同 时 满 足 基 站 承 载 的 需 求 ， 技 术 成 熟 ， 符合 移 动 运 营 商对未来综合承载的 需 求 。 由 于 基 于 路 由 器 的 IP RAN 测试需要搭建包括 接 入 、 汇聚 和核心网络的测试环路 ， 对被测设备数量 的 需 求 较 大 。 另外在测试仪表方面 ，也 需 要 多 种 仪 表业 务 3（基 站 到 核 心 ）：主 路 径 为 PE1-P1-P3-PE3；备 份 路 径 为 PE1-P2-P4-PE4- PE3。分 别 在 PE1-P1-P3-PE3-RNC-PE2 设 置 测 试 端 口(3) 设 备 关 键 配 置配 置 MPLS TE 指 定 备 份 路 径 ，并 使 能 BDF。PE3 和 PE4 上行链路采用链路捆绑保护 。配置链路捆绑保护与 PW 之 间 的 联 动 。QoS 保 证 ：VLL 和 VPLS 业 务 保 证 100k 带 宽 ，L3VPN 和普通数据业务保证 200k 带 宽 。（4）测 试 要 求分别依次通过插拔光纤 ，Shutdown 端 口 和 手 工 设 备 掉 电等操作中断主路径的链路或节点 （PE3 除 外 ）， 保 护 倒 换 时 间 50ms。 PE3 保 护 倒 换 时 间200ms。 使 P3 收到的流量超过到端口 50% ，PE3 收 到 的 流 量 超 过 到 端 口 80%。的配合包括网络性能分析 仪 表 、测 试 时 钟 和 TDM 业务 的 仪 表 。 因 此 ，在 IP RAN 测试正式开始之前 ，测 试方案应经过良好的沟通 ， 力 求 简 明 和 细 化 ， 并 给 予 测 试厂家充分的准备时间 。 在 测 试 开 始 后 ，尽 量 采 取 并 行测试的方式以缩短 测 试周期 ，比如电信级大业务流 量下的保护倒 换测试需要很长的配置和调测时间 ，适 合 安 排 在 白 天 测 试 。 而时钟同步测试需要长时 间 观 察 ，适合安排在晚上挂表测试 。参 考 文 献1 ITU-T G.8261 Timing and Synchronization Aspects in PacketNetworks2 中 国 电 信 IPRAN 解 决 方 案3 徐 荣 . 分组传送技术与测试 4IP RAN 长 期 性 能 测 试4.1 2M/FE 时 延 、抖 动 、丢 包 率按 照 测 试 拓 扑 7 搭 建 测 试 环 境 。A-GPS 终端一致性测试徐 永 太张 玉 凤工 业 和 信 息 化 部 电 信 研 究 院 泰 尔 实 验 室 助 理 工 程 师工 业 和 信 息 化 部 电 信 研 究 院 泰 尔 实 验 室 高 级 工 程 师摘要 A-GPS（Assisted Global Positioning System）是一种通过移动通信网络辅助的全球定位技术，此技术结合了两类位置信息，一类是移动台通过自身 GPS 接收机获得的，而另一类则是移 动台通过移动通信网络获取的。 A-GPS 技术可以在 2G，3G 以及未来 4G 的通信网络中部署应用， 移动终端应用 A-GPS 定位业务，需要增加 A-GPS 接收机及相应信号处理模块。 A-GPS 的终端一致性认证，即对于移动终端的 A-GPS 功能部分进行一致性验证， 目前国际上采用的包含 A-GPS一 致 性 测 试 规 范 有 3GPP 51.010，3GPP 34.171，3GPP34.123，3GPP2 C.S0036，3GPP2 C.S0059，OMA-ETS-SUPL 等，本文对上述规范做了详细介绍。关 键 词 A-GPS LBS 终端辅助定位 基于终端定位 一致性测试引 言户 平 面 ，所以在一致性测试中也有分别针对 两 种实现 方式的测试方法 。 其 中 ，控 制 平 面 的 测 试 主 要 由 3GPP（3rd Generation Partnership Project），3GPP2 （3rd Generation Partnership Project 2）制 定 ， 用户平面的测试 主 要 由 OMA（Open Mobile Alliance）制 定 。在 A-GPS 控 制平面的一致 性 测 试 中 ， 与 GSM 终端相关的测试规 范 为 3GPP TS 51.010；与 CDMA 终 端 相 关 的 测 试 规 范 有 3GPP2 C.S0036，3GPP2 C.S0059； 与 WCDMA 终 端 相 关 的 测 试 规 范 有 3GPP TS 34.171，3GPP TS 34.123。 在 A-GPS 用户平面的一致 性 测 试 中 ，相关的