Gigabit Optical Passive Network (GPON) Testlabor für optische Chips

Eine effiziente Testumgebung ist für Lantiq ein wichtiger Baustein zum Erfolg - speziell für neue Technologien und Bausteinfamilien. Mit Hilfe von Spirent wurde deshalb das Testlabor für GPON von Grund auf neu konzipiert.

Die Entwicklung von System-on-Chip-Lösungen für Next-Generation-Netze ist aufwändig und erfordert einen hohen Qualitätsstandard. Auf der anderen Seite sehen sich Hersteller von Halbleiterkomponenten einem kurzen Time-to-Market, sich schnell weiterentwickelnden Protokollen und Endgeräten sowie einem stark zunehmenden Bandbreitenbedarf gegenüber. Die zeitgerechte Bereitstellung kundengerechter Lösungen erfordert deshalb kontinuierliche, lückenlose und aussagekräftige Tests der Produktfunktionalität und Interoperabilität in Verbindung mit einer Vielzahl von Gegenstellen über den gesamten Entwicklungszyklus hinweg. Im Vorfeld der Entwicklung der neuen Bausteinfamilie »Falc on GPON« für optische Breitbandverbindungen hat Lantiq deshalb ein neues Testlabor eingerichtet, das diesen Anforderungen genügt.

Durch die Integration von Laser Driver und Limiting Amplifier im »Falc on GPON«-System-on-Chip und die dadurch verbundene Möglichkeit der erheblichen Verbesserung der Robustheit des optischen Netzes sowie der Reduzierung der Leistungsaufnahme, war ein leistungsfähiger Verifikations-Support durch Software und Werkzeuge für die Planung, den Testablauf, die Gerätekonfiguration, die Dokumentation und Automatisierbarkeit gefordert. Funktions- und Performancetests sollten reproduzierbar und automatisierbar sein. Hinzu kam die Forderung nach Remote-Zugriff auf die Entwicklungs- und Debugging-Umgebung weltweit. »Wir bieten komplette Referenzlösungen bestehend aus den Halbleiterbausteinen selbst, System-Hard- und -Software und entsprechender Kundenunterstützung. Geeignete Testlösungen müssen deshalb in der Lage sein die Systemfunktionalität, Lastszenarien, die optische Übertragung sowie die Software-Protokolle auf den Prüfstand zu stellen«, betont Alois Eder, Senior Director System Development & Customer Support bei Lantiq.

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf automatisierten Interoperabilitätstests mit wechselnden Endgeräten, insbesondere auf der optischen Strecke sowie der Unterstützung von standardisierten Tests entsprechend der Definitionen von ITU-T, des FSAN-Konsortiums (Full Service Access Network) sowie des Broadband Forums. Anforderungen schlossen die automatische Erweiterbarkeit des zu testenden optischen Netzes im Rahmen einer automatisierten Testabfolge, z.B. automatisches Hinzufügen von Splitterports oder Kabelstrecken innerhalb des optischen Netzes ein. Das flexible Verbinden von Test- und Analysegeräten mit den zu untersuchenden Endgeräten einschließlich automatisiertem Management von bidirektionalen optischen Single-Mode sowie elektrischen Gigabit-Ethernet-Verbindungen und die Erweiterbarkeit für kommende PON-Standards (Passive Optical Network) wie 10G PON bzw. WDM-PON waren weitere Anforderungen.

»Viele Projekte leiden hinsichtlich der Testautomatisierung unter einer lange Historie, bei der individuelle Programmierung mit unterschiedlichen Tools, Skriptsprachen und Geräten entstanden ist, was in Summe zu einer uneinheitlichen Testumgebungen führt«, erläutert Ulrich Belz, Staff System Development Engineer bei Lantiq, die Ausgangssituation. »Dies erschwert Portierungen oder Übergaben. Die Automatisierung per Skriptsprachen unterliegt erfahrungsgemäß einem höheren Zeitaufwand.«

Auch kann es hier immer wieder zu Schwächen bei der Reproduzierbarkeit kommen, insbesondere natürlich bei manuell durchgeführten Tests. Gleiches gilt auch für die Testberichterstellung, die häufig manuell oder teilautomatisiert und uneinheitlich erfolgt. Ein neues Projekt bietet die Möglichkeit einen neuen Ansatz zu wählen, ohne dass unwirtschaftlicher Portierungsbedarf für bestehende Tests besteht.
Zielsetzung war es deshalb, ein neues Konzept anzuwenden und den Aufwand für die Testprogrammerstellung auf 10 Prozent zu reduzieren. Weitere Ziele waren die Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Tests, einfachere Ausführbarkeit sowie die Vereinheitlichung der Testumgebung durch Zusammenführung aller Ressourcen und Schnittstellen unter einem Dach. Des Weiteren sollten auch Testberichte weitgehend automatisch erstellt werden und an Testplanungs- und Test-Trackingtools exportiert werden.

Die Tests werden bei Lantiq von verschiedenen, wechselnden und räumlich verteilten Instanzen durchgeführt. Dazu zählen Modul-Tests während der Implementierung der SW/FW-Funktionalität wenn hierfür ein OLT (Optical Line Termination) als Gegenstelle benötigt wird, System-Tests zur Überprüfung von Funktion und Performance und Interoperabilitäts-Tests zur Überprüfung des Zusammenspiels mit unterschiedlichen OLTs. Außerdem sollten Experten des weltweiten Kunden-Supports für bestimmte Aufgabenstellungen, Analysen und kundenspezifischen Tests auf ein zentrales Labor remote zugreifen können.