G.SHDSL接口卡多PVC測(cè)試技術(shù)的研究

　　高速數(shù)據(jù)用戶線（SHDSL）技術(shù)是ITU-U提出的一種高速對(duì)稱的傳輸技術(shù)，符合國際電聯(lián)G.991.2推薦標(biāo)準(zhǔn)，又稱 G.SHDSL［1］。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們對(duì)上網(wǎng)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(yīng)用于各大通信運(yùn)行商。對(duì)ADSL接口卡測(cè)試技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但對(duì)G.SHDSL接口卡的測(cè)試還在緩慢發(fā)展中，尤其是G.SHDSL接口卡具有高速、多PVC、上下行對(duì)稱性的特點(diǎn)，因此對(duì)其測(cè)試技術(shù)的研究尤為重要。

　　1 G.SHDSL接口卡多PVC技術(shù)簡介

　　高速數(shù)字用戶線G.SHDSL（G.Single-pair high-speed Digital Subscriber Line）是一種高速對(duì)稱的傳輸技術(shù)，它利用普通電話線中未使用的高頻段，通過不同的調(diào)制方法，在雙絞銅線上實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。其單線速率可達(dá)到5.696 Mb/s。

　　傳統(tǒng)的XDSL技術(shù)中的虛通道都是單PVC，而此項(xiàng)技術(shù)的一大突破既是實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)承載不同業(yè)務(wù)，如語音、視頻、文件傳輸?shù)鹊?，互不干擾，達(dá)到了資源共享。其中的PVC包含VPI和VCI兩個(gè)參數(shù)，VPI的范圍是0~255，VCI的范圍是0~65 535（大多數(shù)的DSLAM設(shè)備只支持0~255，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)在0~255之間測(cè)試）［1］。

　　2 測(cè)試設(shè)備及工具介紹

　　2.1 DSLAM

　　在DSL應(yīng)用的場(chǎng)景中，ATM信元不能直接在以太網(wǎng)上傳輸，因此其封裝在ATM信元中的數(shù)據(jù)都是承載在Ethernet鏈路上［3］。這時(shí)需要將從DSL接口上傳輸?shù)腁TM信元轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)幀，所需的設(shè)備即DSLAM（Digital Subscriber Line Access Multiplexer） 數(shù)字用戶線路接入復(fù)用器，DSLAM是各種DSL系統(tǒng)的局端設(shè)備，屬于最后一公里接入設(shè)備（the last mile），其功能是接納所有的DSL線路，匯聚流量，相當(dāng)于一個(gè)二層交換機(jī)。

　　本文所做的實(shí)驗(yàn)是基于華為的SmartAX MA5600設(shè)備，選擇此設(shè)備主要是因?yàn)樗邆鋬纱筇攸c(diǎn)［2］：

　　（1） 支持多種業(yè)務(wù)接口

　　它能夠提供ADSL2+和G.SHDSL業(yè)務(wù)板的接入，同時(shí)支持任意組合業(yè)務(wù)板，且ADSL2+業(yè)務(wù)板支持32線用戶的接入，G.SHDSL業(yè)務(wù)板支持18線用戶的接入。上行接口支持FE和GE。

　?。?） 支持互操作特性

　　MA5600具有MSTP、LACP、Ethernet OAM、以太網(wǎng)接入等功能，且能夠支持各種路由轉(zhuǎn)發(fā)能力完善的IP路由/轉(zhuǎn)發(fā)能力及MPLS特性，同時(shí)支持PPPOA轉(zhuǎn)PPPOE，因此滿足了對(duì)XDSL接口各種業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求。

　　2.2 測(cè)試工具

　　本實(shí)驗(yàn)使用測(cè)試工具有兩個(gè)：一是思博倫通信公司的SmartBits設(shè)備，它能夠提供對(duì)G.SHDSL接口的功能測(cè)試的業(yè)務(wù)流量，提供的協(xié)議報(bào)文豐富，且可以支持多種通信技術(shù)、協(xié)議和接口的相應(yīng)軟件應(yīng)用及腳本的測(cè)試。同時(shí)設(shè)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(shè)備，它能夠提供對(duì)吞吐量和時(shí)延性能的精準(zhǔn)測(cè)試。

　　3 測(cè)試環(huán)境及方法

　　3.1 測(cè)試組網(wǎng)

　　圖1中Client即所測(cè)試設(shè)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(shí)的多條物理鏈路，可以根據(jù)需要調(diào)整。

　　3.2 測(cè)試用例設(shè)計(jì)

　　3.2.1 功能測(cè)試用例

　　此部分對(duì)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(shè)計(jì)如下：（1）對(duì)卡本身激活/去激活測(cè)試，包括在鏈路連通狀態(tài)下去激活再激活反復(fù)操作等，查看接口卡是否正常工作且設(shè)備CPU等狀態(tài)是否正常。（2）PVC的自協(xié)商功能測(cè)試，此項(xiàng)需對(duì)DSLAM設(shè)備配合執(zhí)行，改變本端和對(duì)端DSLAM設(shè)備的PVC值，測(cè)試設(shè)備G.SHDSL接口卡能否自協(xié)商到PVC值（注意在每次協(xié)商時(shí)需通過deactive/active重啟接口卡）。（3）PVC范圍測(cè)試，此項(xiàng)包括對(duì)符合PVC值的遍歷測(cè)試，可以滿配置PVC，且在不同的PVC鏈路上承載不同業(yè)務(wù)（文件下載、業(yè)務(wù)流量、視頻、語音等）。

　　3.2.2 互操作性測(cè)試用例

　　由于G.SHDSL接口卡在實(shí)際應(yīng)用中不是單獨(dú)使用的，考慮到與其他特性的兼容性，設(shè)計(jì)用例如下：（1）與PPPoE結(jié)合，在現(xiàn)網(wǎng)中都是通過PPPoE撥號(hào)上網(wǎng)，因此在實(shí)驗(yàn)室中搭建環(huán)境模擬撥號(hào)上網(wǎng)。（2）與VPN技術(shù)結(jié)合，考慮到網(wǎng)絡(luò)安全，對(duì)鏈路采用IPSec、P2P、GRE等加密技術(shù)，查看業(yè)務(wù)是否正常流通。（3）與ADSL鏈路結(jié)合，G.SHDSL具備同其他XDSL鏈路的頻譜兼容性，同一臺(tái)測(cè)試設(shè)備上連同ADSL和G.SHDSL鏈路，測(cè)試對(duì)彼此的業(yè)務(wù)有無影響［4］。

　　3.2.3 性能測(cè)試用例

　　這里主要考慮兩項(xiàng)重要的性能指標(biāo)的測(cè)試：吞吐量和時(shí)延。用到的測(cè)試工具即上面所提到的SmartBits測(cè)試儀。設(shè)計(jì)用例如下：（1）吞吐量：G.SHDSL接口卡上下行速率對(duì)稱，可以同時(shí)測(cè)試。包括1、2、4口接口卡的分別測(cè)試，對(duì)PVC值的選取可以遵循邊界取值法，再隨機(jī)取一個(gè)值測(cè)試。同時(shí)關(guān)注1、2、4口的吞吐量是否是倍數(shù)關(guān)系。（2）時(shí)延：此項(xiàng)測(cè)試是在吞吐量的范圍內(nèi)進(jìn)行的，選取吞吐量的20%、40%、60%、80%分別進(jìn)行測(cè)試［2］。測(cè)試的前提是無丟包，如果發(fā)現(xiàn)由于某些外界因素而造成的丟包需要重新測(cè)試，這樣才能保證測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。