摘要　城域以太网技术作为新兴的城域网技术，正在被越来越多的运营商采用和部署。如何测试这种新的技术，成为首要问题。本文概述了城域以太网的主要技术，并全面介绍了思博伦通信城域以太网测试解决方案。

1  引言

城域网(MAN)是指能在某城市及其郊区范围内提供宽带数据及多媒体业务的公众多业务承载网络。传统的城域网中多种网络并存，包括SDH，IP，ATM，帧中继等，用不同的网络承载不同类型的应用。随着IPTV和NGN等基于IP的视音频业务的发展以及P2P业务的兴起，对城域网带宽和传输质量提出越来越高的要求，如何改造城域网使之适应业务发展成为运营商和设备商的关注点。一种方案是SDH发展为MSTP，并得到了广泛的应用。但MSTP本质上以TDM为基础，MSTP并不能完全替代数据网，更多作为物理层网络存在，实现在数据网络的有效补充。而城域以太网(Metro Ethernet)正成为一种新兴的城域网技术。在城域网和接入网中使用以太网，有以下好处：

●技术成熟简单，技术人员数量众多，方便安装、管理、维护和升级。
　　●以太网已形成规模经济，价格低廉，成本低。
　　●以太网带宽控制粒度小。
　　●由于用户局域网以以太网技术为主，所以在城域网和接入网采用以太网技术可以避免各种协议转换所带来的弊端。

但是传统以太网技术要应用到电信级以太网，也需要解决许多问题：

●缺乏有效的网络管理和监控手段。
　　●缺乏QoS机制，保障服务质量和SLA困难。
　　●网络扩展性差，实现大规模组网困难。
　　●缺乏保护和故障恢复能力，达到50ms以下故障恢复能力。
　　●各类以太网业务的标准化不统一，存在互通性问题。
　　●TDM承载能力弱。

为此，城域以太网联盟(MEF)定义，运营商以太网(Carrier Ethernet)包含以下5个模块：

●保护模块：提供可靠的，50ms以下的业务保护。
　　●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。

思博伦通信(Spirent Commnunication)城域以太网测试解决方案，提供了业界最全面和强大的运营商以太网验证测试的方法和手段，可以从性能和服务等级，承载网络基础架构，TDM业务承载，对网络的维护和管理等方面对城域以太网设备和网络进行全面的研发验证、选型验证和运维验证。

Spirent Testcenter综合数据网络测试平台是思博伦城域以太网测试解决方案的主要测试仪表。Spirent Testcenter提供了极高的端口密度和超强的性能，可以完成运营级的OSI L2-L7的性能、协议、应用、一致性等测试，是目前市场上应用最广的运营商以太网测试工具。

2  端到端性能和服务等级测试

MEF 6定义了两类主要以太网服务(Ethernet Services)，具体如下：

●基于点到点以太网虚拟连接(Point-to-Point EVC)的E-Line服务。
　　●基于多点到多点以太网虚拟连接(Multipoint-to-Multipoint EVC)的E-LAN服务。

这里的以太网虚拟连接(EVC)是指包含两个或者多个UNI(用户－网络接口)的连接。

图1中，a为基于点到点EVC的E-Line服务，b为基于多点到多点EVC的E-LAN服务。

图1  基于点到点EVC的E-Line服务，基于多点到多点EVC的E-LAN服务

运营商向用户提供一种Ethernet服务，必须由一系列的服务质量指标来保证服务质量，所以MEF 10中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。

2.1  MEF Ethernet Service功能和性能测试

针对MEF 6和MEF 10定义的Ethernet Service，MEF定义了2个测试规范，具体如下：

（1）MEF 9
　　规范测试UNI上部署以太网服务或者设备，是否符合MEF 6和MEF 10的定义。此规范主要定义Ethernet Service的基本功能测试。

（2）MEF 14
　　规范流量管理(MEF 10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。

另外，目前思博伦通信作为惟一一家测试解决方案厂商，正在参与MEF UNI Type 2测试规范定义。
　　
　　思博伦通信Spirent Testcenter提供了完整的MEF 9和MEF 14测试套，是MEF认证的标准化测试工具。图2是Spirent Testcenter MEF 9和MEF 14测试的界面。

图2  Spirent Testcenter MEF 9和MEF 14测试的界面

2.2  性能和扩展性测试

MEF 9和MEF 14是设备厂商通过MEF认证必须要通过的测试，但是通过了MEF 9和MEF 14并不代表设备能直接用于城域以太网部署，还要进行很多其他功能、性能和扩展性方面的验证。在城域以太网测试中，关键要解决两个问题，即如何产生大量运营商级别的真实测试流量和如何在海量测试结果中快速评估结果和诊断问题。Spirent Testcenter提供了最完善的性能验证和分析功能。

（1）测试流量产生

电信级网络和设备的测试，要求测试仪表能够仿真多样化的测试场景和大量真实的测试业务，达到真正电信级的测试。Spirent Testcenter测试平台提供了极高的性能，在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。Spirent Testcenter可以线速同时发送这些测试流，流量调度以测试流为单位，不同测试流之间可以进行轮询方式或者基于优先级方式的调度。

●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。
　　●基于XML的帧定义方式，具有良好的扩展性，可以编辑承载于EVC之上的各种用户业务，验证城域以太网或者设备对各种业务的处理性能。
　　●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（见图3）。

图3  Spirent Testcenter支持的测试流量拓扑结构

●能够产生经过QoS调度的测试流量(即CBR，VBR，UBR组合业务)，用现网真实场景来验证网络和设备。

Spirent Testcenter的以上特性，能够非常好地完成电信级以太网的功能、性能和扩展性测试，是目前进行电信级以太网测试的首选标准化工具。

（2）城域以太网测试结果分析

MEF规范对城域以太网的性能进行了详细和规范的定义。在测试中，既要对电信级量的测试业务记录众多MEF定义的指标以及其他有用的指标，又要能快速定位特定的业务或者问题业务情况。这两个方面是彼此矛盾。Spirent Testcenter每端口能实时分析65535条独立的测试流(Stream)，为每条流提供了包括收/发帧总数和速率、丢包、时延、时延分布、抖动、抖动分布、顺序/乱序、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。

●每端口能同时支持65535条EVC的实时分析，为每条EVC提供超过50个统计量，统计结果包括表和图的方式显示，具备电信级的城域以太网业务的实时分析能力。

●强大的过滤器(Filter)功能，可以让用户根据任意字段，把最关心的业务状况显示出来（见图4）。

图4  Spirent Testcenter高级Filter功能

●Interesting Stream：在电信级的业务中，按测试结果快速找到问题业务（见图5）。

图5  根据测试结果过滤出问题业务

（3）抖动(Jitter)

在传统的数据测试中，抖动并不是一个被广泛重视的指标，因为对纯数据业务，抖动的影响并不是非常明显，所以过去不同的测试仪表对于抖动的定义也是各不相同。但是抖动对于视频和语音业务的质量影响非常大。城域以太网技术的驱动之一在于基于IP的视频和音频业务，所以MEF论坛和RFC 3393对抖动做了非常明确的定义：Jitter为顺序传递的相邻两个帧的转发时延之差的绝对值。Jitter值恒为正。图6是抖动计算的原理图。

图6  Jitter定义

Spirent Testcenter是目前市场上所有测试仪表中惟一支持MEF 10/RFC3393定义的Jitter测试的仪表。在Spirent Testcenter中，能为每条测试流给出最大/最小/平均Jitter，过去1s内平均Jitter，Jitter分布等指标，对设备和网络承载抖动敏感业务的能力进行衡量。

（4）复杂业务的服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)

在MEF 14测试例中，提供了服务等级测试的测试例，但这些测试例均是在单一环境下的一致性验证测试，通常只使用1~2条EVC。这对于电信级以太网的服务质量真实评估来说，是远远不够的。Spirent Testcenter Service Class Builder工具，提供了方便的复杂环境下电信级的服务等级验证手段。

●定义SLA及其参数。SLA参数包括丢包、时延、抖动、顺序/乱序等众多指标以及它们之间的逻辑组合。
　　●创建复杂的验证流量(场景)，并把不同的流量映射到不同的服务等级上。
　　●运行测试，根据测试结果，观察被测设备或者网络能否按照SLA参数保证服务质量，给用户直观的Pass/Fail结果，并记录详细的统计。

图7为Spirent Testcenter SLA测试配置；图8为Spirent Testcenter SLA测试结果。

图7  Spirent Testcenter SLA测试配置

图8  Spirent Testcenter SLA测试结果