CN102664765B

CN102664765B - Ptn仿真业务中伪随机序列自收发测试系统及方法

Info

Publication number: CN102664765B
Application number: CN201210094208.5A
Authority: CN
Inventors: 李亚峰; 赵书鹏; 吴敏源
Original assignee: UTStarcom Telecom Co Ltd
Current assignee: UTStarcom Telecom Co Ltd
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-04-01
Also published as: CN102664765A

Abstract

本发明公开了一种PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试系统及方法，所述伪随机序列自收发测试系统包括测试模块，PTN仿真业务模块和历史告警寄存器，所述的测试模块包括测试序列生成模块和业务校验模块；所述PTN仿真业务模块用来仿真E1/T1业务；所述测试序列生成模块生成测试信号输入到所述PTN仿真业务模块的输入端，所述PTN仿真业务模块外接分组交换网络，测试信号经过分组交换网络业务环回后，经所述PTN仿真业务模块输出端输入到所述业务校验模块，进行业务校验，并将校验结果输入到所述历史告警寄存器。本发明不受外部接口芯片和仪表的限制，只需一块可正常工作的FPGA即可进行测试，不受测试端口数限制，最大可支持256路业务同时进行测试，测试效率高。

Description

PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试系统及方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及PTN(Packet Transport Network)产品中的仿真业务校验测试系统及方法。

背景技术

PTN设备是面向环网应用的第四代城域以太网接入和传送平台，支持从现有SDH/SONET架构平滑演进到分组优化的传送网络，承载高附加值的增值业务。PTN设备将高弹性的城域以太分组环和接入汇聚功能集成到统一的下一代SDH/SONET 平台中，可以实现效率极高的城域以太网(或其他数据业务)等分组数据业务的传送和汇聚。

根据我国运营商的城域网现状，核心层主要是汇聚后的大粒度流量，传送主要以OTN/ROADM为主，PTN技术应该用于解决接入/汇聚层的传送问题。电信业务和网络正在逐步演进为面向分组的业务和网络，而传统的TDM业务已经占有了可观的市场。这种趋势在移动终端用户回传设备向IP化发展的进程中尤为突出，同时，网元设备也逐步用以太网作为业务接口，而传统的TDM接口也仍然和分组接口在各个层面共存于移动设备中。

分组业务可以大大降低回传网络成本这一观点已被业界广泛接受。随着IP/Ethernet设备逐步达到运营级，移动基础网络也逐步向分组技术演进。然而，广泛部署的传统T1/E1接口和基础网络将会继续和新的面向分组的设备长期共存。可以服务于传统需求的混合传输设备具有巨大的市场需求，如面向电路的T1/E1、MLPPP和ATM/IMA，以及IP/Ethernet混合接口。PTN设备可以应用到任何传统的TDM和Ethernet业务环境。而且混合光/分组传送网也不仅仅局限于移动运营商。事实上，它可以应用到所有提供混合业务的运营商。

目前的PTN设备是通过PW支持各种仿真业务，还不支持通过业务LSP支持IP/MPLS业务。对于IP/MPLS业务，采用以太网PW仿真实现，优点是业务的透明性好，缺点是传送效率较低(需要传送以太网帧头)，对于较短的数据包尤其明显。如果采用TDM PW仿真实现，将对网络性能提出较高要求，并可能增加设备的成本。如果采用业务LSP实现，则可以避免上述问题，但是业务透明性较差，可能需要处理部分L3协议。具体方式的选择需要综合考虑业务的透明性、传送效率和成本等因素。

目前的PTN设备只支持单段伪线(SS-PW)，即PW和LSP的源宿点重合。SS-PW无法实现多个LSP所承载的PW的汇聚，从而对PTN设备的LSP容量提出了很高的要求。另外只能采用端到端的LSP保护，无法应对多点故障。而通过引入多段伪线(MS-PW)，则可以克服SS-PW存在的上述问题，提高PTN网络的可扩展性。IETF已经将MS-PW列为MPLS-TP的可选项。目前的PTN主要定位于提供二层(L2)的业务，包括E1/ATM仿真业务、E-Line/E-LAN/E-Tree以太网业务等。

现在大量使用FPGA(Field Programmable Gate Array)来仿真E1/T1业务，在设计的时候，需要外接仪表来完成长时间大数据量的功能验证。但在正常调试工作中如需挂表，往往要等待外部接口芯片工作正常，测试仪表准备就绪后方可进行，另外在挂仪表的过程中，由于外接仪表的E1/T1接口有限，测试人员往往采用业务口串联的方式进行测试，而串测多路就会导致PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)时钟质量的恶化，如果为satop(Structure-Agnostic Time Division Multiplexing(TDM)over Packet)模式下则会导致业务的误码。所以挂表测试效率不高，定位问题的精度较低，不能直观的指出错误发生的地方。

发明内容

本发明的目的在于解决外部接口芯片与仪表对FPGA内部逻辑功能调试的限制以及挂表测试中带来的精度低，效率低的问题。

一种PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试系统，所述伪随机序列自收发测试系统包括测试模块，PTN仿真业务模块和历史告警寄存器，所述的测试模块包括测试序列生成模块和业务校验模块；所述PTN仿真业务模块用来仿真E1/T1业务；所述测试序列生成模块生成测试信号输入到所述PTN仿真业务模块的输入端，所述PTN仿真业务模块外接分组交换网络，测试信号经过分组交换网络业务环回后，经所述PTN仿真业务模块输出端输入到所述业务校验模块，进行业务校验，并将校验结果输入到所述历史告警寄存器。

所述的测试信号为串行PRBS编码或IPRBS编码或为E1/T1帧。所述测试信号E1帧为PCM31时，其TS0时隙用于传送帧同步码，余下31个时隙TS1到TS31发送PRBS串行数据；所述E1帧为PCM30时，TS0时隙用于传送帧同步码，TS16时隙用于传输复帧同步信息，其他时隙发送PRBS串行数据；所述测试信号为T1帧，每帧的第193字节用于发送帧同步码，其他字节发送PRBS串行数据。

一种PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试方法，用于在如权利要求1所述的测试系统中对PTN仿真业务进行测试，包括步骤：

步骤1、选择校验模式，生成相应的测试信号；

步骤2、测试信号经过所述PTN仿真业务模块及其外接的分组交换网络环回后，输入业务校验模块进行业务校验；

步骤3、输出校验结果。

所述步骤1选择非成帧模式，则所述测试序列生成模块生成的测试信号为串行PRBS编码或IPRBS编码，对所述PTN仿真业务模块出口的串行数据流直接进行移位异或的PRBS校验，若校验结果一直为0且所校验的数据不为长0，则表示数据流是正确的，否则，数据出现了错误，通过每一路上设置的历史告警寄存器指示当前链路是否出现过错误。

所述步骤1选择成帧E1/T1模式，则所述测试序列生成模块生成的测试信号为E1/T1帧，所述步骤2包括：

步骤2.1.1、在校验之前需完成帧的同步；

步骤2.1.2、同步后，随即开始进行净荷的PRBS校验。

选择封装报文的净荷提取校验，则所述步骤2包括：

步骤2.2.1、所述PTN仿真业务模块将测试信号封装成CEP，SATOP，CESoPSN以及MPLS报文，然后所述业务校验模块收到这些业务报文，从这些报文中提取静荷，恢复出数据流，再校验是否与测试序列生成模块生成的测试信号一致；

步骤2.2.3、在校验完一个通道后，将当前通道的字节调整指示位，16bitbuff寄存器，当前bit离V5字节的距离这3个中间信息存入RAM里，将下一个校验通道的中间信息提取出来赋给当前检验逻辑继续校验，并分通道上报错误历史告警。

选择串行业务时延的测量，则所述步骤包括：

步骤2.3.1、业务校验模块锁存测试序列生成模块输出的码型，同时内部计数器开始累加计数；

步骤2.3.2、业务校验模块在串行业务出口处，将收到的数据流与锁存的码型进行比较，当二者匹配相同时，计数器停止累加，并将当前计数器的值送给CPU读取，计数器的值乘以计数周期即得到整个链路环回后的延时。

本发明针对以上在PTN(Packet Transport Network)产品开发中出现的问题，不受外部接口芯片和仪表的限制，只需一块可正常工作的FPGA即可进行测试。不受测试端口数限制，最大可支持256路业务同时进行测试，测试效率高。还加入了各模块出口处的封装报文的E1/T1提取校验，如cep(Circuit Emulatuion over Packet)封装报文，satop封装报文以及CESoPSN(Circuit Emulation Services over Packet Switch Network)报文的封装提取校验，提高了错误定位精度，可实时定位具体发生错误的模块位置，在外接仪表时也可开启此功能，可为日后的维护提供便利。

附图说明

图1为本发明PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试系统的FPGA功能逻辑框图；

图2为本发明PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步的具体阐述。

如图1所示，为PTN仿真业务中伪随机序列(Pseudo Random BitSequence--PRBS)自收发测试系统，包括集中在一块FPGA内的测试模块1，PTN仿真业务模块2和历史告警寄存器模块3，所述PTN仿真业务模块2用来仿真E1/T1业务，其中测试模块1还包括测试序列生成模块11(PRBS GEN)和业务校验模块12(PRBS CHK)，所述历史告警寄存器模块3为每一路测试设置了一个历史告警寄存器。

在PTN仿真业务模块2的接收侧，将本发明的测试模块1所生成的PRBS序列作为信号源输入，通过配置来选择E1/T1模式，成帧和非成帧模式，PRBS的生成和校验所用的多项式以及告警插入功能。通过分组交换网络PSN(Packet Switch Network)网络业务环回后，在PTN仿真业务模块2的出口进行校验，根据校验算法上报校验结果则可知道当前链路的好坏情况。同时，将内部模块出口的封装报文引入业务校验模块12，判断该点当前业务的好坏，这样可精确定位业务出错的模块。另外还可以通过该PRBS的算法进行整个链路的时延测试。

如图2所示，本发明PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试方法具体步骤如下：

步骤201、选择校验模式，生成相应的测试信号；

其中测试序列生成模块11根据测试的需要生成不同的测试序列信号，将生成的数据复制为多路输出，这样就只需一套序列生成逻辑来支持最大256路的E1/T1业务测试，测试序列生成模块11将FPGA的系统工作时钟用于PRBS算法的移位异或处理，即可生成E1/T1的PRBS串行数据流；

1、若为非成帧模式，则在E1/T1时钟下输出PRBS串行数据流即可，若需生成反向IPRBS(Inversus Pseudo Random Bit Sequence)则在输出时进行翻转。

2、另外支持成帧模式下E1帧的PCM30(Pulse-code modulation)与PCM31，T1帧的DS1-SF(Digital signal 1Super Frame)。E1/T1的成帧格式参考G.704与G.706E。当为E1成帧模式PCM31时，TS0(time slot 0)时隙用于传送帧同步码，余下31个时隙TS1到TS31发送PRBS串行数据，而为PCM30时，TS0时隙用于传送帧同步码，TS16时隙用于传输复帧同步信息，其他时隙发送PRBS串行数据。当为T1成帧模式时，每帧的第193bit用于发送帧同步bit，其他bit发送PRBS串行数据。

步骤202、测试信号经过所述PTN仿真业务模块及其外接的分组交换网络环回后，输入业务校验模块进行业务校验；

业务校验模块12(PRBS CHK)分两个部分的校验，一个是对E1/T1出口的串行数据流进行校验，另一个是在cep、satop或CESoPSN模式下，支持各模块出口处的封装报文的E1/T1提取校验，如cep封装报文，satop封装报文以及CESoPSN封装报文。

1、串行出口的业务校验包括非成帧E1/T1模式，成帧E1模式及成帧T1模式下的业务校验：

1)非成帧E1/T1模式

非成帧工作模式下时，对E1/T1出口的串行数据流直接进行移位异或的PRBS校验，若校验结果一直为0且所校验的数据不为长0，则表示数据流是正确的，否则，数据出现了错误，输出告警信号到历史告警寄存器模块3，每一路历史告警寄存器指示当前链路是否出现过错误。同样校验所用的算法是与PRBS GEN配置的生成算法是一致的。

2)成帧E1模式

为成帧模式下E1时，在校验之前需匹配FAS(Frame alignment signal)完成帧的同步。帧定位恢复的判据是：当检测到第1帧内有正确的帧定位信号，第2帧内无帧定位信号，第3帧内第二次出现正确的帧定位信号，则判为帧定位已恢复。帧失位的判据是：当收到3个或4个连续帧定位信号有错误时，应判为帧失位。

帧同步步骤如下：

2.1)找到正确的FAS帧头

2.2)下一帧的FAS帧头第2bit为1

2.3)找到正确的FAS帧头

2.4)进入同步状态。

同步后，随即开始进行净荷的PRBS校验，同时生成code告警和复帧FAS告警，而当处于搜帧状态时，上报LOF(Loss of frame)告警到对应的历史告警寄存器。

3)成帧T1模式

如果为成帧T1模式时，需匹配连续12帧的帧定界bit组合完成一次帧定界操作，帧定界码详见协议G.704与G.706E。

考虑用一个多bit窗口进行搜帧，协议要求T1帧定界需要在50ms内完成，且T1帧为8000帧/秒，这样就需要在帧失步后的400帧内识别出帧头并完成帧同步，而帧定界需要12帧做一次判断，那么需要在33次的窗口跳转内遍历T1整帧的193bit，那么至少需要将窗口值设置为6bit。这里将搜帧匹配窗口设置为8bit宽。这样每12帧锁存8*12bit，每接收12帧后进行匹配，若该8组准帧头都未匹配上，那么窗口后移8bit进行下个12帧的帧头寄存判断，直到匹配到帧头为止。

进入同步状态后，开始提取T1净荷进行业务的校验，另外如若收到错误的帧头信息，上报LOF告警，同时开始新一轮的帧同步操作。并将相应的告警信号输出到对应的历史告警寄存器。

2、封装包结构报文的业务校验：

业务校验模块12还支持内部模块业务出口的cep封装报文，satop封装报文、CESoPSN封装报文以及MPLS(Multi-Protocol Label Switching)报文的净荷提取校验。

测试序列生成生成PRBS数据流，数据流作为静荷，被封装成CEP，SATOP，CESoPSN以及MPLS报文，然后业务校验模块收到这些业务报文，从这些报文中提取静荷，恢复出数据流，再校验是否与测试序列生成模块生成的PRBS一致。

当为cep封装报文时，在校验端去掉cep包头后，业务仍封装于VC12帧结构里，接下来就是实现VC12帧的提取。通过PW(Pseudo Wire)包头中的V5位置指示，来定位V5字节的位置，然后将VC12帧中的开销字节剔除掉。同时需处理VC12帧中的正负调整处理，提取VC12中的调整指示c1，c2，当连续三帧C1＝0时S1放有效信息比特，C2以同样方式控制S2。为处理调整后的bit拼接，设置一级16bit缓冲寄存器，其中高8bit为预备输出寄存器，而低8bit为拼接缓冲寄存器，当出现调整时，buff寄存器的低8bit进行拼接处理，若有效bit数大于8bit则移位至高8bit后输出，若bit数小于等于8bit则缓存不移位，直至下一次凑足8bit后移位至高8bit后输出。在进行包校验时并行校验8个bit，并将校验结果或起来送出作为最终校验结果。

当为satop封装报文时，去掉satop头或CESoPSN封装头之后就全是净荷了，再提取净荷进行并行的业务校验。

另外在进行封装包的提取校验时，由于包是按通道分时送出的，这样在校验完一个通道后，将当前通道的bit调整指示位，16bit buff寄存器，当前bit离V5字节的距离这3个中间信息存入RAM里，将下一个校验通道的中间信息提取出来赋给当前检验逻辑继续校验，并分通道上报错误历史告警，这样就可以用一套校验逻辑完成所有通道的校验，节省了大量逻辑资源。

3、本发明同时还支持串行业务时延的测量：

由于PRBS的码型在单独一个周期内是唯一，所以可以采用该性质来做E1/T1的时延测量。如PRBS31的周期为2的31次方个bit，即为

2³¹/2.048＝1048576000us＝1048.576s

支持1048秒之内的时延测量，PRBS15则支持16ms的时延测量。

当需要测量环回后的业务时延时，CPU(Central Processing Unit)配置测量使能，锁存当前发出的码型(锁存的码型的长度与当前PRBS生成所采用的生成多项式有关，当为PRBS31时需要锁存任意31bit，为PRBS15时锁存15bit，以此类推)，同时开始计数器累加，当在串行业务出口处匹配上相同的码型的时候则停止累加并将当前计数器的值送给CPU读取，即可得整个链路环回后的延时。需注意当要测试业务时延时，必须保证业务在测试时间内是好的。

当需要测量环回后的业务时延时，步骤如下：

3.1)、配置CPU(Central Processing Unit)使能延时测量，同时，PRBS_GEN模块锁存并输出当前发出的码型至PRBS_CHK模块(码型的长度与当前PRBS生成所采用的生成多项式有关，当为PRBS31时需要锁存任意31bit，为PRBS15时锁存15bit，以此类推)；

3.2)、PRBS_CHK锁存PRBS_GEN输出的码型，同时内部计数器开始累加计数；

3.3)、PRBS_CHK模会在串行业务出口处，将收到的数据流与锁存的码型进行比较，当二者匹配相同时，计数器停止累加，并将当前计数器的值送给CPU读取，计数器的值乘以计数周期即得到)整个链路环回后的延时。

步骤203、进行校验，输出校验结果到历史告警寄存器模块3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，本发明还可以有各种更改和变化。在不脱离本发明原理的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试方法，其特征在于，通过伪随机序列自收发测试系统对PTN仿真业务进行测试；所述伪随机序列自收发测试系统包括测试模块，PTN仿真业务模块和历史告警寄存器，所述的测试模块包括测试序列生成模块和业务校验模块；所述PTN仿真业务模块用来仿真E1/T1业务；所述测试序列生成模块生成测试信号输入到所述PTN仿真业务模块的输入端，所述PTN仿真业务模块外接分组交换网络，测试信号经过分组交换网络业务环回后，经所述PTN仿真业务模块输出端输入到所述业务校验模块，进行业务校验，并将校验结果输入到所述历史告警寄存器；所述的对PTN仿真业务进行测试包括步骤：

步骤1、选择封装报文的净荷提取校验，生成相应的测试信号；

步骤2、测试信号经过所述PTN仿真业务模块及其外接的分组交换网络环回后，输入业务校验模块；具体为：

步骤2.2.1、所述PTN仿真业务模块将测试信号封装成CEP，SATOP，CESoPSN以及MPLS报文，然后所述业务校验模块收到这些业务报文，从这些报文中提取净荷，恢复出数据流，再校验是否与测试序列生成模块生成的测试信号一致；

步骤2.2.3、在校验完一个通道后，将当前通道的比特调整指示位、16比特缓存寄存器、当前比特离V5字节的距离3个中间信息存入存储器里，将下一个校验通道的中间信息提取出来赋给当前检验逻辑继续校验，并分通道上报错误历史告警；

步骤3、进行业务校验，输出校验结果。

2.一种PTN仿真业务中伪随机序列自收发测试方法，其特征在于，通过伪随机序列自收发测试系统对PTN仿真业务进行测试；所述伪随机序列自收发测试系统包括测试模块，PTN仿真业务模块和历史告警寄存器，所述的测试模块包括测试序列生成模块和业务校验模块；所述PTN仿真业务模块用来仿真E1/T1业务；所述测试序列生成模块生成测试信号输入到所述PTN仿真业务模块的输入端，所述PTN仿真业务模块外接分组交换网络，测试信号经过分组交换网络业务环回后，经所述PTN仿真业务模块输出端输入到所述业务校验模块，进行业务校验，并将校验结果输入到所述历史告警寄存器；所述的对PTN仿真业务进行测试包括步骤：

步骤1、选择串行业务时延的测量，生成相应的测试信号；

步骤2.3.2、业务校验模块在串行业务出口处，将收到的数据流与锁存的码型进行比较，当二者匹配相同时，计数器停止累加，并将当前计数器的值送给CPU读取，计数器的值乘以计数周期即得到整个链路环回后的延时；

步骤3、进行业务校验，输出校验结果。