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通過測(cè)試保障NGN業(yè)務(wù)質(zhì)量

吳雪波 2006/10/20

　　隨著IP網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的迅猛發(fā)展，基于IP承載網(wǎng)絡(luò)和軟交換技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）已被廣泛認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一的大勢(shì)所趨。

　　由于NGN采用了呼叫控制和媒體承載相分離的體系結(jié)構(gòu)，可使運(yùn)營(yíng)商能最大限度地發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)潛能，通過提供各種新的電信業(yè)務(wù)來吸引用戶，并有效降低運(yùn)營(yíng)成本，從而大大提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

NGN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)所面臨的挑戰(zhàn)

　　盡管NGN網(wǎng)絡(luò)具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，并將為我們帶來電信業(yè)的美好未來，但是在 NGN網(wǎng)絡(luò)的部署和維護(hù)上也帶來了很多新的困難和挑戰(zhàn)，主要包括以下幾個(gè)方面：

　　(1) 如何實(shí)現(xiàn)IP承載網(wǎng)絡(luò)的QoS保證？

　　NGN業(yè)務(wù)層端到端服務(wù)質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)依賴于IP承載網(wǎng)的QoS保障，它包括帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率等指標(biāo)。不同類型的業(yè)務(wù)對(duì)于IP承載網(wǎng)絡(luò)的QoS要求是有很大差異的。作為NGN的承載網(wǎng)，IP網(wǎng)絡(luò)本身提供的是一種按照盡力而為策略實(shí)現(xiàn)的無連接業(yè)務(wù)。盡管IETF和ITU等標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)投入了巨大的精力致力于IP網(wǎng) QoS方面的研究，然而目前尚未獲得一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。在具體的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)中，IP QoS性能存在很大的差異，所以對(duì)于部署NGN網(wǎng)絡(luò)之前對(duì)IP承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的QoS驗(yàn)證測(cè)試，無疑是非常必要的。在NGN網(wǎng)絡(luò)部署后，對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行QoS監(jiān)控，對(duì)保證優(yōu)質(zhì)的NGN服務(wù)質(zhì)量也是非常重要的。

　　(2) 如何實(shí)現(xiàn)NGN上的各種業(yè)務(wù)質(zhì)量保證？

　　由于NGN是作為替代現(xiàn)有的PSTN電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和視頻網(wǎng)絡(luò)所提出的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此它必須提供等同于(或優(yōu)于)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，才能吸引傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的用戶遷移到新的NGN網(wǎng)絡(luò)，從而取得NGN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模效應(yīng)和最終成功。

　　NGN網(wǎng)絡(luò)所提供的語(yǔ)音業(yè)務(wù)本質(zhì)上是基于VoIP技術(shù)的。當(dāng)IP電話作為長(zhǎng)途電話的廉價(jià)替代品而出現(xiàn)時(shí)，人們可能并不十分注重語(yǔ)音質(zhì)量的優(yōu)劣。然而，當(dāng)NGN語(yǔ)音業(yè)務(wù)作為一種PSTN網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)，人們就勢(shì)必要求它的語(yǔ)音質(zhì)量能夠達(dá)到長(zhǎng)途電話的質(zhì)量。因此，運(yùn)營(yíng)商就必須對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)這一基本的語(yǔ)音業(yè)務(wù)質(zhì)量保證。

　　此外，NGN網(wǎng)絡(luò)還將提供各種新的業(yè)務(wù)（如可視會(huì)議和網(wǎng)絡(luò)游戲等）,這些業(yè)務(wù)要得以順利推廣，也必須達(dá)到較好的服務(wù)質(zhì)量才能被廣大用戶所接受。

　　(3) 如何保證NGN網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和快速的故障診斷？

　　盡管NGN是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向，但是在現(xiàn)階段還必須充分考慮和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)（包括SS7網(wǎng)絡(luò)、PSTN、ISDN、智能網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等）的互通。這就要求運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)NGN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，進(jìn)行全面的互聯(lián)互通測(cè)試，以保證NGN網(wǎng)絡(luò)的前向兼容性。此外，由于目前國(guó)內(nèi)尚缺乏統(tǒng)一、明確嚴(yán)格的NGN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使得各個(gè)設(shè)備制造商的NGN設(shè)備之間的協(xié)議互通性也并不十分理想，這也給NGN網(wǎng)絡(luò)開通、維護(hù)和管理帶來了極大的挑戰(zhàn)。

NGN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試需求分析

　　針對(duì)以上NGN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)所面臨的挑戰(zhàn)和問題，運(yùn)營(yíng)商十分迫切地需要一整套全面的NGN管理和測(cè)試工具來有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的開通和維護(hù)工作。NGN網(wǎng)絡(luò)的具體測(cè)試需求可分為以下幾個(gè)方面：

　　(1) IP承載網(wǎng)絡(luò)的基本QoS性能評(píng)估

　　在NGN網(wǎng)絡(luò)部署之前，通常需要對(duì)IP承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行QoS性能評(píng)估，以確保其滿足NGN開通所要求的各項(xiàng)指標(biāo)。這一測(cè)試是NGN能夠順利實(shí)施的前提條件，它也有利用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和NGN設(shè)備提供商之間的責(zé)任定位。目前，端到端的RFC2544測(cè)試是業(yè)界普遍認(rèn)可的IP承載網(wǎng)QoS性能評(píng)估方法，它包括最大網(wǎng)絡(luò)吞吐率、端到端網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和在不同負(fù)荷情況下的丟包率等測(cè)試指標(biāo)。

　　(2) 針對(duì)VoIP的承載網(wǎng)絡(luò)QoS性能評(píng)估

　　VoIP業(yè)務(wù)是目前NGN網(wǎng)絡(luò)中最普遍的應(yīng)用，它以RTP數(shù)據(jù)流的方式進(jìn)行傳輸，因此有必要針對(duì)RTP業(yè)務(wù)流進(jìn)行端到端的QoS性能測(cè)試。由發(fā)送側(cè)儀表模擬產(chǎn)生各種特征的RTP業(yè)務(wù)流，可指定VoIP語(yǔ)音編碼方式、抖動(dòng)緩沖區(qū)的大小等參數(shù)，然后在接收側(cè)儀表對(duì)MOS值、R值、時(shí)延、丟包、抖動(dòng)、吞吐率等關(guān)鍵VoIP指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。此外，還可以通過逐漸增加背景業(yè)務(wù)流的方法，來測(cè)試IP網(wǎng)絡(luò)在不同業(yè)務(wù)流量負(fù)荷情況下的VoIP QoS指標(biāo)。

　　(3) NGN網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估和問題診斷

　　為了增強(qiáng)NGN業(yè)務(wù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就必須確保其語(yǔ)音業(yè)務(wù)能達(dá)到傳統(tǒng)長(zhǎng)途電話所提供的語(yǔ)音質(zhì)量。因此，在NGN網(wǎng)絡(luò)建成并開通業(yè)務(wù)后，需要定期對(duì)NGN的語(yǔ)音業(yè)務(wù)進(jìn)行客觀的語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估和監(jiān)測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音質(zhì)量存在問題，則需進(jìn)一步進(jìn)行問題定位、診斷和優(yōu)化。對(duì)于NGN網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試，可分為兩大類：主動(dòng)性語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試和被動(dòng)型RTCP/RTP流監(jiān)測(cè)。這兩種測(cè)試方法完全不同，但卻是相互補(bǔ)充的，通過兩者的配合使用，可有效地評(píng)估語(yǔ)音質(zhì)量、定位問題和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。

　　端到端主動(dòng)性語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試通過儀表模擬兩個(gè)NGN網(wǎng)絡(luò)的終端用戶，首先通過同NGN網(wǎng)絡(luò)的信令交互建立起這兩個(gè)用戶之間的呼叫連接，然后在該連接上模擬發(fā)送和接收測(cè)試語(yǔ)音流，根據(jù)對(duì)收發(fā)的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行比較，來測(cè)試出端到端的語(yǔ)音質(zhì)量�？陀^的語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試指標(biāo)包括：清晰度（基于ITU P.862 的PESQ標(biāo)準(zhǔn)）、端到端語(yǔ)音時(shí)延、回音、DTMF音損傷、語(yǔ)音激活檢測(cè)（VAD）性能等。

　　被動(dòng)式語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試采用儀表對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際運(yùn)行的RTCP/RTP業(yè)務(wù)流進(jìn)行捕獲、解碼和統(tǒng)計(jì)分析，從而計(jì)算VoIP業(yè)務(wù)流的丟包率、時(shí)延、抖動(dòng)、R系數(shù)（基于ITU標(biāo)準(zhǔn)G.107 “E模型”）和P-MOS值等指標(biāo)。

　　以上兩種測(cè)試方法也可以結(jié)合使用，在進(jìn)行端到端VQT測(cè)試時(shí)，在NGN網(wǎng)絡(luò)的中間網(wǎng)段（根據(jù)需要可以設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）部署分布式網(wǎng)絡(luò)分析儀（DNA），進(jìn)行被動(dòng)式RTP/RTCP監(jiān)測(cè)，從而判斷出造成語(yǔ)音質(zhì)量下降的環(huán)節(jié)所在。如下圖所示：

　　(4) NGN信令協(xié)議的兼容性測(cè)試和故障診斷

　　NGN作為下一代多業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)，必須能兼容現(xiàn)有的各種語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，包括PSTN、ISDN、H.323、ATM/IP等網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)互通是NGN成功的必要條件。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，IETF、ITU-T等標(biāo)準(zhǔn)化組織制定并完善了一系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，包括：H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323等。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用和需求的發(fā)展以及團(tuán)體協(xié)作的進(jìn)展，各種NGN標(biāo)準(zhǔn)不斷完善、升級(jí)，并且標(biāo)準(zhǔn)中還提供了許多選項(xiàng)和變通方案，這導(dǎo)致在不同系統(tǒng)和設(shè)備之間出現(xiàn)了許多互操作性問題。特別是在不同廠商遵守同一標(biāo)準(zhǔn)的不同版本或在實(shí)現(xiàn)另一個(gè)廠商不支持的選項(xiàng)時(shí)，這些問題會(huì)變得尤為突出。
信令協(xié)議分析儀是解決NGN網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和呼叫故障的主要工具。協(xié)議分析儀除了需要支持不斷更新的NGN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，還需支持傳統(tǒng)的七號(hào)信令協(xié)議。由于NGN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性，協(xié)議分析儀除了能夠進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的協(xié)議解碼，還應(yīng)提供多接口關(guān)聯(lián)的呼叫跟蹤功能和專家分析功能，從而能夠?qū)GN網(wǎng)絡(luò)中存在的故障和性能問題進(jìn)行自動(dòng)告警。

　　(5) NGN呼叫性能統(tǒng)計(jì)分析

　　同傳統(tǒng)PSTN和無線網(wǎng)絡(luò)（如GSM、CDMA）一樣，呼叫接通率仍然是考核NGN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。信令分析儀通過對(duì)NGN現(xiàn)網(wǎng)中的成千上萬的呼叫和消息進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，可以統(tǒng)計(jì)出各個(gè)接口上的呼叫接通率（CCR），然后通過比較不同接口上的接通率，可進(jìn)一步分析造成接通率下降的原因所在。例如，通過在PSTN（或MSC）和NGN媒體網(wǎng)關(guān)之間的ISUP（SS7）協(xié)議、經(jīng)過信令網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換后的ISUP over M3UA協(xié)議、以及中繼網(wǎng)關(guān)之間的BICC協(xié)議同時(shí)進(jìn)行呼叫接通率統(tǒng)計(jì)和分析比較，可以判斷接通率問題是由于PSTN（或無線）網(wǎng)絡(luò)性能、信令網(wǎng)關(guān)性能，還是NGN中繼網(wǎng)關(guān)性能所造成的。此外，信令分析儀還可以對(duì)NGN信令進(jìn)行基于端局、電路、主/被叫號(hào)碼的呼損統(tǒng)計(jì)分析，從而進(jìn)一步分析造成呼叫失敗的主要原因（如無路由、電路忙、設(shè)備擁塞、對(duì)方無應(yīng)答等），并且可以定位同這些呼損原因相關(guān)聯(lián)的端局、電路、主/被叫號(hào)碼。如需對(duì)某一呼叫信令進(jìn)行故障診斷，還可以深入到對(duì)這一呼叫的消息解碼序列中，作進(jìn)一步詳細(xì)分析。通過以上這些從上致下、由面到點(diǎn)的逐級(jí)分析，便可十分有效地開展NGN網(wǎng)絡(luò)的信令優(yōu)化工作。

結(jié)束語(yǔ)

　　目前NGN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品已相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商都正在積極進(jìn)行NGN商用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。然而，NGN網(wǎng)絡(luò)的開通和維護(hù)仍面臨著許多新的困難和挑戰(zhàn)，安捷倫科技公司可提供全面的NGN測(cè)試解決方案，幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠家更快速、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、管理和維護(hù)工作。

泰爾網(wǎng)

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