軟交換性能測(cè)試技術(shù)

摘要

介紹了軟交換性能測(cè)試中常用的測(cè)試方法和組網(wǎng)方式，以及如何應(yīng)用各種方案測(cè)試軟交換設(shè)備不同的功能；闡述了如何利用軟交換測(cè)試中的關(guān)鍵指標(biāo)和參數(shù)分析性能測(cè)試中的結(jié)果，以及如何運(yùn)用其他各種手段，分析故障原因。

1  軟交換測(cè)試概述

軟交換作為NGN/VoIP網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，具有接口豐富、協(xié)議復(fù)雜、性能要求高等特點(diǎn)，因此也成為設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試或網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收測(cè)試的關(guān)注焦點(diǎn)。軟交換一般處于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，與PSTN互通需要SIGTRAN接口，與中繼媒體網(wǎng)關(guān)互通需要H.248控制接口，與IP終端互通需要sip/H.323/mgcp/H.248接口，與其他軟交換互通需要sip/sip-I/sip-T/BICC接口。這其中的任何一個(gè)接口出現(xiàn)問(wèn)題，都將成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸，嚴(yán)重的時(shí)候甚至造成NGN/VoIP網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，軟交換性能的高低，成為運(yùn)營(yíng)商考察NGN系統(tǒng)好壞與否的關(guān)鍵指標(biāo)。

基于上述原因，如何在一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，有效地驗(yàn)證軟交換設(shè)備的各個(gè)接口功能的性能及穩(wěn)定性，成為NGN/VoIP測(cè)試領(lǐng)域一個(gè)重要的研究課題。思博倫通信長(zhǎng)期關(guān)注于通信領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)，憑借強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和多年的現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，為客戶(hù)提供完善的軟交換系統(tǒng)測(cè)試方案，成為運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商N(yùn)GN領(lǐng)域測(cè)試的必然選擇。

2  軟交換常見(jiàn)測(cè)試方法

軟交換作為一個(gè)復(fù)雜的核心控制設(shè)備，可供選擇的測(cè)試方法也多種多樣。常見(jiàn)的測(cè)試方法按不同分類(lèi)方式，有以下幾種：

●按組網(wǎng)方式分：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)全包圍測(cè)試、多個(gè)網(wǎng)元互通測(cè)試、端到端系統(tǒng)測(cè)試
●按測(cè)試的功能分：C4匯接局功能測(cè)試，C5本地端局功能測(cè)試
●按測(cè)試指標(biāo)分：峰值壓力測(cè)試，最大同時(shí)會(huì)話(huà)能力測(cè)試，穩(wěn)定性測(cè)試，長(zhǎng)時(shí)間通話(huà)測(cè)試，過(guò)載保護(hù)測(cè)試，CDR準(zhǔn)確性測(cè)試。

下面我們對(duì)這些不同的測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1  單節(jié)點(diǎn)全包圍測(cè)試

單節(jié)點(diǎn)全包圍測(cè)試一般用于驗(yàn)證單個(gè)設(shè)備是否存在性能瓶頸。通過(guò)測(cè)試儀表仿真該節(jié)點(diǎn)周?chē)�的所有接口，模擬出該設(shè)備周?chē)�的所有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而杜絕其他設(shè)備對(duì)測(cè)試環(huán)境造成的影響，精確驗(yàn)證被測(cè)設(shè)備的性能。

圖1所示是一個(gè)對(duì)軟交換做全包圍測(cè)試的例子。儀表通過(guò)Sigtran(M2UA或者M(jìn)3UA)協(xié)議仿真信令網(wǎng)關(guān)，通過(guò)H.248協(xié)議仿真中繼網(wǎng)關(guān)，通過(guò)sip/H3.23/H.248/MGCP等協(xié)議仿真IP Phone，然后模擬從PSTN往IP網(wǎng)絡(luò)側(cè)的大量語(yǔ)音呼叫，實(shí)現(xiàn)對(duì)中間軟交換設(shè)備的性能測(cè)試。

圖1  軟交換全包圍示意圖

2.2  多個(gè)網(wǎng)元互通測(cè)試

這種測(cè)試一般用于在一定的、可控的環(huán)境內(nèi)，對(duì)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的有限系統(tǒng)做性能測(cè)試，用于發(fā)現(xiàn)各個(gè)網(wǎng)元之間的互通問(wèn)題，確定在互操作過(guò)程中是否有新的性能問(wèn)題引入。

例如，運(yùn)營(yíng)商在部署VoIP網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有可能會(huì)采用A廠(chǎng)家的軟交換和B廠(chǎng)家的接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如何確認(rèn)這兩家的設(shè)備在一起互通時(shí)沒(méi)有性能上的問(wèn)題？這時(shí)可以采用儀表仿真接入網(wǎng)關(guān)下面的模擬線(xiàn)終端，往網(wǎng)關(guān)和軟交換側(cè)發(fā)起呼叫，再由軟交換將呼叫路由回網(wǎng)關(guān)再到終端。通過(guò)這種方式，由儀表發(fā)起成千上萬(wàn)的呼叫經(jīng)過(guò)接入網(wǎng)關(guān)和軟交換，可以有效地驗(yàn)證這兩種設(shè)備在互通的時(shí)候有沒(méi)有性能和穩(wěn)定性問(wèn)題。

2.3  端到端系統(tǒng)測(cè)試

端到端系統(tǒng)測(cè)試一般用于對(duì)一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行功能及性能驗(yàn)證，或針對(duì)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的分布式測(cè)試。如圖2所示，一般將儀表部署于系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中的不同分支節(jié)點(diǎn)，仿真系統(tǒng)中涉及的各種不同終端，然后不同終端之間發(fā)起大量的呼叫進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)這種方式，不僅可以驗(yàn)證系統(tǒng)性能，甚至可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)端到端的時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試。

圖2  端到端系統(tǒng)測(cè)試示意圖

2.4  C4匯接局功能測(cè)試

軟交換作為NGN網(wǎng)絡(luò)中的控制設(shè)備，既有匯接局的功能，也有做本地端局的功能。當(dāng)軟交換作為匯接局使用時(shí)，一般是用于匯接PSTN或者長(zhǎng)途過(guò)來(lái)的語(yǔ)音話(huà)務(wù)，或者用于匯接其他局過(guò)來(lái)的話(huà)務(wù)，因此測(cè)試匯接局功能時(shí)，有以下幾種組網(wǎng)方式：

●通過(guò)儀表的E1/STM-1接口仿真PSTN端局，通過(guò)傳統(tǒng)的No.7信令發(fā)起從PSTN往VoIP側(cè)的語(yǔ)音呼叫（見(jiàn)圖3）。

圖3  仿真PSTN端局測(cè)試軟交換C4功能

●通過(guò)儀表的IP接口仿真信令網(wǎng)關(guān)+中繼媒體網(wǎng)關(guān)，通過(guò)Sigtran協(xié)議發(fā)起從PSTN往VoIP網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音呼叫（見(jiàn)圖4）。

圖4  仿真SG+TG測(cè)試軟交換C4功能

●通過(guò)儀表仿真另外一個(gè)軟交換實(shí)現(xiàn)的匯接局，通過(guò)sip-T/BICC協(xié)議發(fā)起從一個(gè)匯接局到另外一個(gè)匯接局的語(yǔ)音呼叫。

這3種方案中，第1種方案在測(cè)試軟交換的同時(shí)，可以驗(yàn)證SG和TG的性能。而第2和第3種方案，因?yàn)橹苯油ㄟ^(guò)IP接口仿真流量，可以實(shí)現(xiàn)非常高的性能，另外可以省去大量的E1或者STM-1線(xiàn)路連接的麻煩。

2.5  C5本地端局功能測(cè)試

當(dāng)軟交換作為NGN網(wǎng)絡(luò)中的本地端局使用時(shí)，一般用于控制終端用戶(hù)的話(huà)務(wù)接續(xù)，并提供各種補(bǔ)充業(yè)務(wù)。因此，測(cè)試端局功能時(shí)，需要儀表通過(guò)模擬接入網(wǎng)關(guān)下的用戶(hù)或者IP終端用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)本地話(huà)務(wù)的仿真。圖5所示，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，可以根據(jù)情況，配置基于SIP，H.323，Megaco或者M(jìn)GCP各種協(xié)議的終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)同種協(xié)議終端之間或者不同協(xié)議之間大話(huà)務(wù)量的呼叫測(cè)試。

圖5  仿真IP終端測(cè)試軟交換C5功能

2.6  峰值壓力測(cè)試

峰值壓力測(cè)試一般用于驗(yàn)證被測(cè)設(shè)備在系統(tǒng)最高負(fù)荷的時(shí)候每秒能夠處理呼叫的能力，往往通過(guò)BHCA或CPS兩種指標(biāo)來(lái)考察被測(cè)設(shè)備，即系統(tǒng)每小時(shí)或每秒處理呼叫的個(gè)數(shù)。實(shí)際測(cè)試時(shí)，一般通過(guò)儀表每秒鐘產(chǎn)生一定的呼叫量來(lái)精確驗(yàn)證系統(tǒng)能力，通過(guò)更改呼叫保持時(shí)間和呼叫間隔時(shí)間來(lái)調(diào)整壓力，測(cè)試時(shí)間一般超過(guò)1h，甚至達(dá)到24h或48h；呼損不能超過(guò)萬(wàn)分之一。