通過測試保障NGN業(yè)務質量
吳雪波 2006/10/20
隨著IP網絡和應用的迅猛發(fā)展，基于IP承載網絡和軟交換技術的下一代網絡（NGN）已被廣泛認為是實現(xiàn)三網合一的大勢所趨。
由于NGN采用了呼叫控制和媒體承載相分離的體系結構，可使運營商能最大限度地發(fā)揮其網絡潛能，通過提供各種新的電信業(yè)務來吸引用戶，并有效降低運營成本，從而大大提高市場競爭力。
NGN網絡建設和維護所面臨的挑戰(zhàn)
盡管NGN網絡具有眾多的優(yōu)點，并將為我們帶來電信業(yè)的美好未來，但是在 NGN網絡的部署和維護上也帶來了很多新的困難和挑戰(zhàn)，主要包括以下幾個方面：
(1) 如何實現(xiàn)IP承載網絡的QoS保證？
NGN業(yè)務層端到端服務質量的實現(xiàn)依賴于IP承載網的QoS保障，它包括帶寬、時延、抖動和丟包率等指標。不同類型的業(yè)務對于IP承載網絡的QoS要求是有很大差異的。作為NGN的承載網，IP網絡本身提供的是一種按照盡力而為策略實現(xiàn)的無連接業(yè)務。盡管IETF和ITU等標準化組織已經投入了巨大的精力致力于IP網
QoS方面的研究，然而目前尚未獲得一個公認的標準。在具體的網絡實現(xiàn)中，IP QoS性能存在很大的差異，所以對于部署NGN網絡之前對IP承載網絡進行全面的QoS驗證測試，無疑是非常必要的。在NGN網絡部署后，對承載網絡進行QoS監(jiān)控，對保證優(yōu)質的NGN服務質量也是非常重要的。
(2) 如何實現(xiàn)NGN上的各種業(yè)務質量保證？
由于NGN是作為替代現(xiàn)有的PSTN電話網、數(shù)據(jù)網絡和視頻網絡所提出的下一代網絡技術，因此它必須提供等同于(或優(yōu)于)現(xiàn)有網絡的業(yè)務質量，才能吸引傳統(tǒng)網絡的用戶遷移到新的NGN網絡，從而取得NGN網絡的規(guī)模效應和最終成功。
NGN網絡所提供的語音業(yè)務本質上是基于VoIP技術的。當IP電話作為長途電話的廉價替代品而出現(xiàn)時，人們可能并不十分注重語音質量的優(yōu)劣。然而，當NGN語音業(yè)務作為一種PSTN網絡的競爭產品出現(xiàn)時，人們就勢必要求它的語音質量能夠達到長途電話的質量。因此，運營商就必須對NGN網絡進行不斷優(yōu)化，從而實現(xiàn)這一基本的語音業(yè)務質量保證。
此外，NGN網絡還將提供各種新的業(yè)務（如可視會議和網絡游戲等）,這些業(yè)務要得以順利推廣，也必須達到較好的服務質量才能被廣大用戶所接受。
(3) 如何保證NGN網絡的互聯(lián)互通和快速的故障診斷？
盡管NGN是網絡發(fā)展的方向，但是在現(xiàn)階段還必須充分考慮和現(xiàn)有網絡（包括SS7網絡、PSTN、ISDN、智能網、移動網等）的互通。這就要求運營商在建設NGN網絡時，進行全面的互聯(lián)互通測試，以保證NGN網絡的前向兼容性。此外，由于目前國內尚缺乏統(tǒng)一、明確嚴格的NGN標準規(guī)范，使得各個設備制造商的NGN設備之間的協(xié)議互通性也并不十分理想，這也給NGN網絡開通、維護和管理帶來了極大的挑戰(zhàn)。
NGN網絡測試需求分析
針對以上NGN網絡建設和維護所面臨的挑戰(zhàn)和問題，運營商十分迫切地需要一整套全面的NGN管理和測試工具來有效地進行網絡的開通和維護工作。NGN網絡的具體測試需求可分為以下幾個方面：
(1) IP承載網絡的基本QoS性能評估
在NGN網絡部署之前，通常需要對IP承載網絡進行QoS性能評估，以確保其滿足NGN開通所要求的各項指標。這一測試是NGN能夠順利實施的前提條件，它也有利用于網絡運營商和NGN設備提供商之間的責任定位。目前，端到端的RFC2544測試是業(yè)界普遍認可的IP承載網QoS性能評估方法，它包括最大網絡吞吐率、端到端網絡時延和在不同負荷情況下的丟包率等測試指標。
(2) 針對VoIP的承載網絡QoS性能評估
VoIP業(yè)務是目前NGN網絡中最普遍的應用，它以RTP數(shù)據(jù)流的方式進行傳輸，因此有必要針對RTP業(yè)務流進行端到端的QoS性能測試。由發(fā)送側儀表模擬產生各種特征的RTP業(yè)務流，可指定VoIP語音編碼方式、抖動緩沖區(qū)的大小等參數(shù)，然后在接收側儀表對MOS值、R值、時延、丟包、抖動、吞吐率等關鍵VoIP指標進行測試。此外，還可以通過逐漸增加背景業(yè)務流的方法，來測試IP網絡在不同業(yè)務流量負荷情況下的VoIP
QoS指標。
(3) NGN網絡的語音質量評估和問題診斷
為了增強NGN業(yè)務的市場競爭力，就必須確保其語音業(yè)務能達到傳統(tǒng)長途電話所提供的語音質量。因此，在NGN網絡建成并開通業(yè)務后，需要定期對NGN的語音業(yè)務進行客觀的語音質量評估和監(jiān)測。如果發(fā)現(xiàn)語音質量存在問題，則需進一步進行問題定位、診斷和優(yōu)化。對于NGN網絡的語音質量測試，可分為兩大類：主動性語音質量測試和被動型RTCP/RTP流監(jiān)測。這兩種測試方法完全不同，但卻是相互補充的，通過兩者的配合使用，可有效地評估語音質量、定位問題和優(yōu)化網絡性能。
端到端主動性語音質量測試通過儀表模擬兩個NGN網絡的終端用戶，首先通過同NGN網絡的信令交互建立起這兩個用戶之間的呼叫連接，然后在該連接上模擬發(fā)送和接收測試語音流，根據(jù)對收發(fā)的語音信號進行比較，來測試出端到端的語音質量�？陀^的語音質量測試指標包括：清晰度（基于ITU
P.862 的PESQ標準）、端到端語音時延、回音、DTMF音損傷、語音激活檢測（VAD）性能等。
被動式語音質量測試采用儀表對NGN網絡中實際運行的RTCP/RTP業(yè)務流進行捕獲、解碼和統(tǒng)計分析，從而計算VoIP業(yè)務流的丟包率、時延、抖動、R系數(shù)（基于ITU標準G.107
“E模型”）和P-MOS值等指標。
以上兩種測試方法也可以結合使用，在進行端到端VQT測試時，在NGN網絡的中間網段（根據(jù)需要可以設置多個監(jiān)測點）部署分布式網絡分析儀（DNA），進行被動式RTP/RTCP監(jiān)測，從而判斷出造成語音質量下降的環(huán)節(jié)所在。如下圖所示：
(4) NGN信令協(xié)議的兼容性測試和故障診斷
NGN作為下一代多業(yè)務的融合網絡，必須能兼容現(xiàn)有的各種語音和數(shù)據(jù)網絡，包括PSTN、ISDN、H.323、ATM/IP等網絡，因此網絡互通是NGN成功的必要條件。為了實現(xiàn)這一目標，IETF、ITU-T等標準化組織制定并完善了一系列標準協(xié)議，包括：H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323等。然而，隨著網絡、應用和需求的發(fā)展以及團體協(xié)作的進展，各種NGN標準不斷完善、升級，并且標準中還提供了許多選項和變通方案，這導致在不同系統(tǒng)和設備之間出現(xiàn)了許多互操作性問題。特別是在不同廠商遵守同一標準的不同版本或在實現(xiàn)另一個廠商不支持的選項時，這些問題會變得尤為突出。
信令協(xié)議分析儀是解決NGN網絡的互聯(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)議標準，還需支持傳統(tǒng)的七號信令協(xié)議。由于NGN網絡協(xié)議的復雜性，協(xié)議分析儀除了能夠進行準確、全面的協(xié)議解碼，還應提供多接口關聯(lián)的呼叫跟蹤功能和專家分析功能，從而能夠對NGN網絡中存在的故障和性能問題進行自動告警。
(5) NGN呼叫性能統(tǒng)計分析
同傳統(tǒng)PSTN和無線網絡（如GSM、CDMA）一樣，呼叫接通率仍然是考核NGN網絡服務質量的一項重要指標。信令分析儀通過對NGN現(xiàn)網中的成千上萬的呼叫和消息進行實時跟蹤，可以統(tǒng)計出各個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媒體網關之間的ISUP（SS7）協(xié)議、經過信令網關轉換后的ISUP
over M3UA協(xié)議、以及中繼網關之間的BICC協(xié)議同時進行呼叫接通率統(tǒng)計和分析比較，可以判斷接通率問題是由于PSTN（或無線）網絡性能、信令網關性能，還是NGN中繼網關性能所造成的。此外，信令分析儀還可以對NGN信令進行基于端局、電路、主/被叫號碼的呼損統(tǒng)計分析，從而進一步分析造成呼叫失敗的主要原因（如無路由、電路忙、設備擁塞、對方無應答等），并且可以定位同這些呼損原因相關聯(lián)的端局、電路、主/被叫號碼。如需對某一呼叫信令進行故障診斷，還可以深入到對這一呼叫的消息解碼序列中，作進一步詳細分析。通過以上這些從上致下、由面到點的逐級分析，便可十分有效地開展NGN網絡的信令優(yōu)化工作。
結束語
目前NGN網絡標準、技術和產品已相當成熟，國內各大網絡運營商都正在積極進行NGN商用網絡的建設和運營。然而，NGN網絡的開通和維護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測試解決方案，幫助網絡運營商和設備廠家更快速、高效地實現(xiàn)對NGN網絡的建設、管理和維護工作。
泰爾網
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