通过测试保障NGN业务质量

发布: 2007-6-23 18:14 | 作者: | 来源: 泰尔网 | 查看: 39次 | 进入软件测试论坛讨论

作者：吴雪波

随着IP网络和应用的迅猛发展，基于IP承载网络和软交换技术的下一代网络（NGN）已被广泛认为是实现三网合一的大势所趋。

由于NGN采用了呼叫控制和媒体承载相分离的体系结构，可使运营商能最大限度地发挥其网络潜能，通过提供各种新的电信业务来吸引用户，并有效降低运营成本，从而大大提高市场竞争力。

NGN网络建设和维护所面临的挑战

尽管NGN网络具有众多的优点，并将为我们带来电信业的美好未来，但是在NGN网络的部署和维护上也带来了很多新的困难和挑战，主要包括以下几个方面：

(1)如何实现IP承载网络的QoS保证？

NGN业务层端到端服务质量的实现依赖于IP承载网的QoS保障，它包括带宽、时延、抖动和丢包率等指标。不同类型的业务对于IP承载网络的QoS要求是有很大差异的。作为NGN的承载网，IP网络本身提供的是一种按照尽力而为策略实现的无连接业务。尽管IETF和ITU等标准化组织已经投入了巨大的精力致力于IP网QoS方面的研究，然而目前尚未获得一个公认的标准。在具体的网络实现中，IPQoS性能存在很大的差异，所以对于部署NGN网络之前对IP承载网络进行全面的QoS验证测试，无疑是非常必要的。在NGN网络部署后，对承载网络进行QoS监控，对保证优质的NGN服务质量也是非常重要的。

(2)如何实现NGN上的各种业务质量保证？

由于NGN是作为替代现有的PSTN电话网、数据网络和视频网络所提出的下一代网络技术，因此它必须提供等同于(或优于)现有网络的业务质量，才能吸引传统网络的用户迁移到新的NGN网络，从而取得NGN网络的规模效应和最终成功。

NGN网络所提供的语音业务本质上是基于VoIP技术的。当IP电话作为长途电话的廉价替代品而出现时，人们可能并不十分注重语音质量的优劣。然而，当NGN语音业务作为一种PSTN网络的竞争产品出现时，人们就势必要求它的语音质量能够达到长途电话的质量。因此，运营商就必须对NGN网络进行不断优化，从而实现这一基本的语音业务质量保证。

此外，NGN网络还将提供各种新的业务（如可视会议和网络游戏等）,这些业务要得以顺利推广，也必须达到较好的服务质量才能被广大用户所接受。

(3)如何保证NGN网络的互联互通和快速的故障诊断？

尽管NGN是网络发展的方向，但是在现阶段还必须充分考虑和现有网络（包括SS7网络、PSTN、ISDN、智能网、移动网等）的互通。这就要求运营商在建设NGN网络时，进行全面的互联互通测试，以保证NGN网络的前向兼容性。此外，由于目前国内尚缺乏统一、明确严格的NGN标准规范，使得各个设备制造商的NGN设备之间的协议互通性也并不十分理想，这也给NGN网络开通、维护和管理带来了极大的挑战。

NGN网络测试需求分析

针对以上NGN网络建设和维护所面临的挑战和问题，运营商十分迫切地需要一整套全面的NGN管理和测试工具来有效地进行网络的开通和维护工作。NGN网络的具体测试需求可分为以下几个方面：

(1)IP承载网络的基本QoS性能评估

在NGN网络部署之前，通常需要对IP承载网络进行QoS性能评估，以确保其满足NGN开通所要求的各项指标。这一测试是NGN能够顺利实施的前提条件，它也有利用于网络运营商和NGN设备提供商之间的责任定位。目前，端到端的RFC2544测试是业界普遍认可的IP承载网QoS性能评估方法，它包括最大网络吞吐率、端到端网络时延和在不同负荷情况下的丢包率等测试指标。

(2)针对VoIP的承载网络QoS性能评估

VoIP业务是目前NGN网络中最普遍的应用，它以RTP数据流的方式进行传输，因此有必要针对RTP业务流进行端到端的QoS性能测试。由发送侧仪表模拟产生各种特征的RTP业务流，可指定VoIP语音编码方式、抖动缓冲区的大小等参数，然后在接收侧仪表对MOS值、R值、时延、丢包、抖动、吞吐率等关键VoIP指标进行测试。此外，还可以通过逐渐增加背景业务流的方法，来测试IP网络在不同业务流量负荷情况下的VoIPQoS指标。

(3)NGN网络的语音质量评估和问题诊断

为了增强NGN业务的市场竞争力，就必须确保其语音业务能达到传统长途电话所提供的语音质量。因此，在NGN网络建成并开通业务后，需要定期对NGN的语音业务进行客观的语音质量评估和监测。如果发现语音质量存在问题，则需进一步进行问题定位、诊断和优化。对于NGN网络的语音质量测试，可分为两大类：主动性语音质量测试和被动型RTCP/RTP流监测。这两种测试方法完全不同，但却是相互补充的，通过两者的配合使用，可有效地评估语音质量、定位问题和优化网络性能。

端到端主动性语音质量测试通过仪表模拟两个NGN网络的终端用户，首先通过同NGN网络的信令交互建立起这两个用户之间的呼叫连接，然后在该连接上模拟发送和接收测试语音流，根据对收发的语音信号进行比较，来测试出端到端的语音质量。客观的语音质量测试指标包括：清晰度（基于ITUP.862的PESQ标准）、端到端语音时延、回音、DTMF音损伤、语音激活检测（VAD）性能等。

被动式语音质量测试采用仪表对NGN网络中实际运行的RTCP/RTP业务流进行捕获、解码和统计分析，从而计算VoIP业务流的丢包率、时延、抖动、R系数（基于ITU标准G.107“E模型”）和P-MOS值等指标。

以上两种测试方法也可以结合使用，在进行端到端VQT测试时，在NGN网络的中间网段（根据需要可以设置多个监测点）部署分布式网络分析仪（DNA），进行被动式RTP/RTCP监测，从而判断出造成语音质量下降的环节所在。如下图所示：

通过测试保障NGN业务质量

(4)NGN信令协议的兼容性测试和故障诊断

NGN作为下一代多业务的融合网络，必须能兼容现有的各种语音和数据网络，包括PSTN、ISDN、H.323、ATM/IP等网络，因此网络互通是NGN成功的必要条件。为了实现这一目标，IETF、ITU-T等标准化组织制定并完善了一系列标准协议，包括：H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323等。然而，随着网络、应用和需求的发展以及团体协作的进展，各种NGN标准不断完善、升级，并且标准中还提供了许多选项和变通方案，这导致在不同系统和设备之间出现了许多互操作性问题。特别是在不同厂商遵守同一标准的不同版本或在实现另一个厂商不支持的选项时，这些问题会变得尤为突出。

信令协议分析仪是解决NGN网络的互联互通和呼叫故障的主要工具。协议分析仪除了需要支持不断更新的NGN协议标准，还需支持传统的七号信令协议。由于NGN网络协议的复杂性，协议分析仪除了能够进行准确、全面的协议解码，还应提供多接口关联的呼叫跟踪功能和专家分析功能，从而能够对NGN网络中存在的故障和性能问题进行自动告警。

(5)NGN呼叫性能统计分析

同传统PSTN和无线网络（如GSM、CDMA）一样，呼叫接通率仍然是考核NGN网络服务质量的一项重要指标。信令分析仪通过对NGN现网中的成千上万的呼叫和消息进行实时跟踪，可以统计出各个接口上的呼叫接通率（CCR），然后通过比较不同接口上的接通率，可进一步分析造成接通率下降的原因所在。例如，通过在PSTN（或MSC）和NGN媒体网关之间的ISUP（SS7）协议、经过信令网关转换后的ISUPoverM3UA协议、以及中继网关之间的BICC协议同时进行呼叫接通率统计和分析比较，可以判断接通率问题是由于PSTN（或无线）网络性能、信令网关性能，还是NGN中继网关性能所造成的。此外，信令分析仪还可以对NGN信令进行基于端局、电路、主/被叫号码的呼损统计分析，从而进一步分析造成呼叫失败的主要原因（如无路由、电路忙、设备拥塞、对方无应答等），并且可以定位同这些呼损原因相关联的端局、电路、主/被叫号码。如需对某一呼叫信令进行故障诊断，还可以深入到对这一呼叫的消息解码序列中，作进一步详细分析。通过以上这些从上致下、由面到点的逐级分析，便可十分有效地开展NGN网络的信令优化工作。

结束语

目前NGN网络标准、技术和产品已相当成熟，国内各大网络运营商都正在积极进行NGN商用网络的建设和运营。然而，NGN网络的开通和维护仍面临着许多新的困难和挑战，安捷伦科技公司可提供全面的NGN测试解决方案，帮助网络运营商和设备厂家更快速、高效地实现对NGN网络的建设、管理和维护工作。