G.SHDSL接口卡多PVC測試技術的研究

　　高速數據用戶線（SHDSL）技術是ITU-U提出的一種高速對稱的傳輸技術，符合國際電聯G.991.2推薦標準，又稱 G.SHDSL［1］。隨著互聯網的普及，人們對上網速度的要求越來越高，而基于防火墻的G.SHDSL接口卡目前廣泛應用于各大通信運行商。對ADSL接口卡測試技術已經比較成熟，但對G.SHDSL接口卡的測試還在緩慢發展中，尤其是G.SHDSL接口卡具有高速、多PVC、上下行對稱性的特點，因此對其測試技術的研究尤為重要。

　　1 G.SHDSL接口卡多PVC技術簡介

　　高速數字用戶線G.SHDSL（G.Single-pair high-speed Digital Subscriber Line）是一種高速對稱的傳輸技術，它利用普通電話線中未使用的高頻段，通過不同的調制方法，在雙絞銅線上實現高速數據傳輸。其單線速率可達到5.696 Mb/s。

　　傳統的XDSL技術中的虛通道都是單PVC，而此項技術的一大突破既是實現多PVC（VPI/VCI）虛通道，這樣能使用戶最大限度地合理利用帶寬，且在同一條物理線路上實現承載不同業務，如語音、視頻、文件傳輸等等，互不干擾，達到了資源共享。其中的PVC包含VPI和VCI兩個參數，VPI的范圍是0~255，VCI的范圍是0~65 535（大多數的DSLAM設備只支持0~255，因此實驗時在0~255之間測試）［1］。

　　2 測試設備及工具介紹

　　2.1 DSLAM

　　在DSL應用的場景中，ATM信元不能直接在以太網上傳輸，因此其封裝在ATM信元中的數據都是承載在Ethernet鏈路上［3］。這時需要將從DSL接口上傳輸的ATM信元轉化為以太網幀，所需的設備即DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）數字用戶線路接入復用器，DSLAM是各種DSL系統的局端設備，屬于最后一公里接入設備（the last mile），其功能是接納所有的DSL線路，匯聚流量，相當于一個二層交換機。

　　本文所做的實驗是基于華為的SmartAX MA5600設備，選擇此設備主要是因為它具備兩大特點［2］：

　　（1） 支持多種業務接口

　　它能夠提供ADSL2+和G.SHDSL業務板的接入，同時支持任意組合業務板，且ADSL2+業務板支持32線用戶的接入，G.SHDSL業務板支持18線用戶的接入。上行接口支持FE和GE。

　　（2） 支持互操作特性

　　MA5600具有MSTP、LACP、Ethernet OAM、以太網接入等功能，且能夠支持各種路由轉發能力完善的IP路由/轉發能力及MPLS特性，同時支持PPPOA轉PPPOE，因此滿足了對XDSL接口各種業務的應用需求。

　　2.2 測試工具

　　本實驗使用測試工具有兩個：一是思博倫通信公司的SmartBits設備，它能夠提供對G.SHDSL接口的功能測試的業務流量，提供的協議報文豐富，且可以支持多種通信技術、協議和接口的相應軟件應用及腳本的測試。同時設備具備GE、FE、光纖等多種終端接口。二是思博倫通信公司的Avalanche設備，它能夠提供對吞吐量和時延性能的精準測試。

　　3 測試環境及方法

　　3.1 測試組網

　　圖1中Client即所測試設備（防火墻），Client與DSLAM直接僅靠一條物理鏈路相連，其中多條虛擬鏈路是多條PVC鏈路。而DSLAM和Server端是真實的多條物理鏈路，可以根據需要調整。

　　3.2 測試用例設計

　　3.2.1 功能測試用例

　　此部分對于支持多PVC的G.SHDSL接口卡主要考慮接口卡的正常使用，用例設計如下：（1）對卡本身激活/去激活測試，包括在鏈路連通狀態下去激活再激活反復操作等，查看接口卡是否正常工作且設備CPU等狀態是否正常。（2）PVC的自協商功能測試，此項需對DSLAM設備配合執行，改變本端和對端DSLAM設備的PVC值，測試設備G.SHDSL接口卡能否自協商到PVC值（注意在每次協商時需通過deactive/active重啟接口卡）。（3）PVC范圍測試，此項包括對符合PVC值的遍歷測試，可以滿配置PVC，且在不同的PVC鏈路上承載不同業務（文件下載、業務流量、視頻、語音等）。

　　3.2.2 互操作性測試用例

　　由于G.SHDSL接口卡在實際應用中不是單獨使用的，考慮到與其他特性的兼容性，設計用例如下：（1）與PPPoE結合，在現網中都是通過PPPoE撥號上網，因此在實驗室中搭建環境模擬撥號上網。（2）與VPN技術結合，考慮到網絡安全，對鏈路采用IPSec、P2P、GRE等加密技術，查看業務是否正常流通。（3）與ADSL鏈路結合，G.SHDSL具備同其他XDSL鏈路的頻譜兼容性，同一臺測試設備上連同ADSL和G.SHDSL鏈路，測試對彼此的業務有無影響［4］。

　　3.2.3 性能測試用例

　　這里主要考慮兩項重要的性能指標的測試：吞吐量和時延。用到的測試工具即上面所提到的SmartBits測試儀。設計用例如下：（1）吞吐量：G.SHDSL接口卡上下行速率對稱，可以同時測試。包括1、2、4口接口卡的分別測試，對PVC值的選取可以遵循邊界取值法，再隨機取一個值測試。同時關注1、2、4口的吞吐量是否是倍數關系。（2）時延：此項測試是在吞吐量的范圍內進行的，選取吞吐量的20%、40%、60%、80%分別進行測試［2］。測試的前提是無丟包，如果發現由于某些外界因素而造成的丟包需要重新測試，這樣才能保證測試數據的有效性。