CN100477703C - 基于FTTx平台用于POTS仿真业务的故障隔离构造 - Google Patents

Abstract

光纤到户(“FTTU”)、光纤到路边(“FTTC”)、光纤到节点(“FTTN”)和光纤到驻地(这里指的是“FTTx”)的这些平台，需要采用基于IP传送语音(“VoIP”)的信令信道和承载信道的普通旧式电话业务(“POTS”)仿真。这种POTS仿真业务需要仿真POTS中现有的故障隔离机制，而且必须要扩展到VoIP环境中的拓扑。本发明适于提供采用POTS中现有的故障隔离机制的POTS仿真，而且提供对于FTTx范围内的VoIP环境中的拓扑的POTS仿真。

Description

基于FTTx平台用于POTS仿真业务的故障隔离构造

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求于2004年9月22日提交的题为“FAULTISOLATION CONSTRUCTS FOR SIP-BASED USER AGENT ON ANFTTU PLATFORM”的美国临时申请No.60/611,986的优先权，其全部内容通过参考引入本申请。

技术领域

本发明涉及采用基于IP传送语音的(“VoIP”)信令和承载信道的POTS仿真。

背景技术

光纤到户(“FTTU”)、光纤到路边(“FTTC”)、光纤到节点(“FTTN”)和光纤到驻地(“FTTP”)的这些平台(这里称作“FTTx”)，需要采用VoIP信令和承载信道的普通旧式电话业务(“POTS”)仿真。这种POTS仿真业务需要仿真POTS中现有的故障隔离机制，而且必须要扩展到VoIP环境中的拓扑。在基于电路交换的POTS中，一些类似的测试是可用的。然而，这些传统的解决方案无法处理数据网上的POTS仿真业务。

在这里所使用的“MEGACO”指的是H.248网关控制协议，“MGCP”指的是媒体网关控制协议，“SIP”指的是会话发起协议。

执行VoIP能够使用户通过IP网传送语音业务(例如，电话呼叫和传真)。VoIP系统由许多组件(component)构成，包括网关/媒体网关、关守(gatekeeper)、呼叫代理、媒体网关控制器、信令网关、应用网关、会话边界控制器、呼叫管理器以及其他组件。

例如，媒体网关把一种类型的网络中提供的媒体转化为另一种类型的网络所需的格式。网关能够终止来自电路交换网的承载信道和来自分组网的媒体流。该网关能够单独地或联合地处理音频、视频和T.120，并且能够进行全双工的媒体转换。

VoIP技术利用数字信号处理器(“DSP”)把语音信号分割成帧并把它们存储在语音分组中。按照用于使用诸如H.323、MGCP、MEGACO或SIP之类的信令协议在数据网上传输多媒体(语音、视频、传真和数据)的规范之一，利用IP传输这些语音分组。

由于VoIP是一种对时延和抖动敏感的应用，因此设计良好的端到端的网络对于成功地使用VoIP是必要的。

发明内容

本发明适于提供一种采用POTS中现有的故障隔离机制的POTS仿真业务，并且提供一种对于FTTx范围内的VoIP环境中的拓扑的POTS仿真。在一个实施例中，一种用于采用基于因特网协议传送语音(VoIP)的信令信道和承载信道来仿真普通旧式电话业务(POTS)的方法，包括仿真POTS中现有的故障隔离机制，以及把故障隔离机制扩展到VoIP环境中的拓扑。

在另一个实施例中，一种计算机可读介质包括：用于通过一种光学网络终端(ONT)VoIP堆栈跟踪基于因特网协议传送语音(VoIP)中端到端的呼叫的指令，和用于对该呼叫的至少一部分执行会话发起协议(SIP)信令和媒体连续性测试的指令。

在另外的实施例中，一种适于仿真普通旧式电话业务(POTS)的系统，包括第一模块，其适于接收对于信令和媒体连续性测试的请求，该请求包括目的地电话号码；第二模块，其适于经由第一模块上的控制信道接收该请求；以及第三模块，其中第二模块适于调用测试例，该测试例执行通过第三模块对目的地电话号码的呼叫。

附图说明

图1说明了根据本发明的优选实施例的一种VoIP测试方法。

具体实施方式

本发明与传统方法不同，在诸如电路交换业务上的POTS之类的传统方法中，信令和承载信道混合在一起(interwine)，与此相反，在VoIP情况中这些信道是分开的。在提供POTS业务上的这种根本差异，需要新颖技术来处理在分离的信令和数据拓扑中引起的故障。

基于FTTx平台提供POTS仿真业务，需要隔离FTTx节点至用户网络电子装置的故障，隔离FTTx节点和软交换之间的信令路径级故障，而不管什么样的信令协议诸如SIP、MEGACO或MGCP，以及隔离FTTx节点和媒体网关之间的承载路径级故障。

所涉及的故障包括：

■物理连通性问题和故障。

■POTS-无连通性、传输问题、语音处理问题等。

■业务相关的问题和故障。

■控制和管理平面组件-IP地址的分配和可达性，信令服务器(应用服务器或MGC)的可达性和配置。

■数据平面组件-时延、抖动和额外的分组丢失。

QoS和CoS组件-低语音质量相关的问题：这些问题与FTTP平台上CoS参数的配置有关。这样的问题由普通的控制和管理平面配置来处理。

本发明中描述的故障隔离机制包括：

■FTTx节点至用户(或客户)网络电子装置的测试，也称为金属环路测试(“MLT”)：在这里POTS中采用的传统解决方案就足够。

■拉折(Pull Break)(“P/B”)测试的仿真：典型的P/B测试用于隔离PSTN网中用户和5类交换机之间的故障。数据网上的POTS仿真业务中的该测试，分成对用户的MLT测试和对信令服务器的P/B仿真业务。

除了上面的业务之外，本发明提供了一些与POTS仿真有关的其他测试。这些测试包括：

■可达性测试，其包括电话号码可达性和信令服务器可达性。电话号码可达性测试是用来验证对毫瓦服务器或给定电话号码的可达性的测试。信令服务器可达性测试包括对信令服务器的可达性、当SIP用作信令协议时对SIP代理的可达性、或者当MEGACO用作信令协议时对MGC的可达性。

■可跟踪性测试，其包括信令服务器可跟踪性和呼叫可跟踪性。当确定信令服务器不可达而且运营商将跟踪对服务器的连通性时，实施信令服务器可跟踪性测试。呼叫可跟踪性是利用承载路径跟踪功能跟踪端到端的呼叫的一种测试。当用户确定信令路径正确而承载路径不可用时，这种测试是有用的。

现在，参照图1，给出一种FTTx场景，以说明本发明与众不同的故障隔离技术。作为例子，描述了一种FTTP平台或系统100。重要的是要注意到，在没有脱离本发明范围的情况下，也可以使用其他具有其相应组件的FTTx平台。如其中看到的那样，提供了一种FTTP平台100，其中使用电话101的POTS用户(未示出)采用RJ11端口连接到远程光网络终端(“ONT”)节点102。ONT节点102通过基于控制通信机制的标准来管理，这些机制在光线路终端(“OLT”)节点或第一模块103、中心局设备以及ONT或第二模块102之间扩展。在该例子中，触发来自管理系统(AMS)104的故障隔离测试例(test case)。

作为例子，假定用户开出一个指示其电话不工作的故障票据。实施以下测试(可以但不是必需地按相同的顺序)以隔离故障：

1.与语音网关通信的丢失：本发明提供机制(在只使用MEGACO的环路仿真中)以自动地识别语音网关和媒体网关(例如，利用FTTP平台时的ONT 102)之间的失败连接，步骤如下：

a.本发明的FTTx平台支持一种休止计时器(InactivityTimer)分组(H.248.14)，该分组指示在ONT和语音网关之间的控制平面通信中的可接受的寂静区间。如果在该区间有分组就发送一种审计(audit)消息(见下文)，

b.本发明的FTTx平台支持H.248审计机制以识别在ONT和语音网关之间通信的潜在丢失。

2.金属环路测试(MLT)：这是由运营商通过AMS 104对ONT102触发的基本测试，以在RJ11端口上的ONT 102和POTS 101电话之间运行标准MLT测试。该测试将识别有关ONT 102和POTS 101连通性的任何问题。结果将被传回给运营商。然后运营商可以运行以下测试(或者可以在不执行MLT的情况下运行以下测试)：

3.信令和媒体连续性测试(类似于拉/折测试)：该测试的目的是在为业务开启ONT 102之前或在故障排除期间，为SIP用户代理(UA)105或MEGACO媒体网关(MG)105在ONT 102上的功能提供一种端到端的信令和媒体测试能力。SIP UA 105是SIP网络中的一种逻辑实体，它发起或响应SIP请求。几乎SIP网络的每一元素都会展现一种UA行为，或者作为UA客户发起SIP请求，或者作为UA服务器响应请求，或者两者都有。因此UA成为用于SIP网络中所有元素的基本构成模块。以下是该测试要执行的步骤：

a.步骤1：利用目的地电话号码，向用于信令和媒体连续性测试的特定ONT发送命令。这里该电话号码可以是运营商的号码、PSTN号码或者是能够发送1004Hz信号的毫瓦音调发生器的号码。

b.步骤2：通过OLT 103上的控制信道将该命令传送到被请求的ONT。

c.步骤3：ONT调用测试例，该测试例执行通过SIP代理106、MEGACO MGC 106或第三模块对所提供号码的呼叫。

d.步骤4：利用稳定的RTP会话或毫瓦数据(当拨打毫瓦音调发生器号码时)完成呼叫，将提供信令和数据连续性。

e.步骤5：把结果发送给请求实体。

注意，有关该测试的问题将促使提供商实施以下测试，以隔离信令或数据路径中的故障。

4.可达性测试：在下面所有的这些测试例中，使用如上面描述的同样的通信机制。

a.配置恢复：运营商想要测试的第一个问题是ONT的配置是否包含正确的信息。为此，提供测试例以恢复来自ONT的重要信息(salient information)。

b.代理可达性：这是一个保证运营商可通过ONT到达配置在ONT上的代理的基本测试。这里我们使得用于测试期间的PING(查验)消息到达SIP代理(或MEGACO MGC)。

如果运营商注意到了有关任何测试的问题，他将实施以下的可跟踪性测试，以隔离信令或数据路径中的精确位置。

5.可跟踪性测试：

a.代理可跟踪性：SIP代理或MEGACO MGC可以是远离ONT的多IP跳(multiple IP hops)。在这种情况下，跟踪至代理的路径以隔离可达性问题对于运营商是有用的。这是通过ONT上的TRACEROUTE(跟踪路由)功能获得的。

b.呼叫跟踪：跟踪端到端的呼叫这一特征更适合SIP代理。

表1列出了ONT管理通信接口(OMCI)测试相关要求(关于FTTU平台)的概要，以及表2给出了SIP/IP堆栈测试相关要求的概览。应注意的是，尽管描述了下列表中OMCI的个案研究，但通过诸如SNMP消息传递之类的其他手段替代OMCI，可以将同样的步骤应用于其他的FTTx技术。

表1.基于FTTU平台的OMCI测试相关要求

参考标号	标题
		VoIP.FL.OMCI.T	VoIP测试要求
VoIP.FL.OMCI.T.0	应该支持OMCI消息以根据POTS线路实施以下测试例
		VoIP.FL.OMCI.T.1	SIP信令和媒体连续性测试

VoIP.FL.OMCI.T.1.1	利用目的地电话号码发送OMCI命令到用于信令和媒体连续性测试的特定ONT。这里该电话号码可以是运营商的号码、PSTN号码或者是能够发送1004Hz信号的毫瓦音调发生器的号码。
		VoIP.FL.OMCI.T.1.2	发送OMCI消息作为对上面实施的测试的响应。
VoIP.FL.OMCI.T.2	可达性测试
		VoIP.FL.OMCI.T.2.1	运营商想要测试的第一个问题是ONT的配置是否包含正确的信息。为此，我们提供测试例以恢复来自ONT的重要信息。发送OMCI消息以恢复配置。这里我们需要定义配置应该恢复的部分。把携带响应的OMCI消息传回给运营商。
VoIP.FL.OMCI.T.2.2	这是保证运营商可通过ONT到达配置在ONT上的代理的基本测试。这里我们使得用于测试期间的PING消息到达SIP代理。发送OMCI消息以查验代理。将结果作为OMCI消息送回给运营商。典型的PING程序适于本操作。
		VoIP.FL.OMCI.T.2.3	SIP代理可以是远离ONT的多IP跳。在这种情况下，跟踪至代理的路径以隔离可达性问题对于运营商是有用的。“TRACEROUTE”程序适于本操作。
VoIP.FL.OMCI.T.3	MLT测试
		VoIP.FL.OMCI.T.3.1	一旦执行连续性和可达性测试，需要验证SIP堆栈和POTS电话之间通过DSP的连通性。这些测试对于在PSTN体系结构中执行的MLT测试是共有的。
VoIP.FL.OMCI.T.4	呼叫跟踪

表2.SIP/IP堆栈测试相关要求

参考标号	标题
		VoIP.FL.SIP.T	VoIP SIP测试要求
VoIP.FL.SIP.T.1	SIP信令和媒体连续性测试
		VoIP.FL.SIP.T.1.1	ONT应该能够运行上文提及的测试以进行测试并通过OMCI响应将响应送回给OLT。
VoIP.FL.SIP.T.1.2	该测试应该根据RJ11执行。
		VoIP.FL.SIP.T.2	可达性测试
VoIP.FL.SIP.T.2.1	生成一组ping命令以检查对SIP代理的可达性。把结果打包成响应并送回给运营商。
		VoIP.FL.SIP.T.2.2	可以生成跟踪命令以检查对IP地址的可达性。

尽管已经在附图中示出并在前面的详细叙述中描述了本发明的系统、方法和计算机可读介质的示例性实施例，但应该明白本发明不限于这些公开的实施例，而是可以进行多种重新布置、修改和替代，而不脱离由以下权利要求所列出和限定的本发明的精神或范围。例如，系统100的性能可以由在此描述的或者分布式体系结构中的一个或多个模块或组件来完成。例如，由ONT 102、OLT 103、AMS104、UA/MG 105、MGC 106、IP电话107等执行的全部或部分功能可以由一个或多个这些模块来完成。此外，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用具有其对应组件的多种FTTx平台或系统。而且，在此描述的功能可以在不同时期且关于不同的场合(可以是模块或组件的内部或外部)执行。此外，在各种模块之间发送的信息可以经由至少下面的一种形式在模块间发送：数据网、因特网、语音网、IP网、无线信源、有线信源和/或经由多个协议。此外，在此描述的模块可以是任何类型的能够接收和发送消息的装置。而且，由任何一种模块发送或接收的消息可以直接发送或接收，和/或经由一个或多个其他模块或节点(未示出)发送或接收。

Claims (12)

1.一种用于采用基于因特网协议传送语音的信令信道和承载信道来仿真普通旧式电话业务的方法，包括：

仿真普通旧式电话业务中现有的故障隔离机制；以及

把故障隔离机制扩展到基于因特网协议传送语音环境中的拓扑，

其特征在于，

在第一模块(103)处接收对于信令和媒体连续性测试的请求，所述请求包括目的地电话号码；

通过所述第一模块(103)上的控制信道将所述请求传送给被请求的第二模块(102)；

调用测试例，该测试例执行通过信令服务器(106)对所述目的地电话号码的呼叫；

完成所述呼叫；以及

向请求实体发送所述测试例的结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一模块(103)是光线路终端。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二模块(102)是光网络终端。

4.根据权利要求1所述的方法，包括提供至少一种可达性测试，其中所述可达性测试是信令服务器可达性测试。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述信令服务器是会话发起协议代理服务器，此时会话发起协议用作信令协议，或者是媒体网关控制器，此时MEGACO用作信令协议。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述目的地电话号码是下列之一：运营商的号码、公共交换电话网号码或毫瓦音调发生器的号码。

7.根据权利要求6所述的方法，包括当利用稳定的实时传输协议会话或利用在拨打毫瓦音调发生器号码时的毫瓦数据来完成所述呼叫时，提供所述信令和媒体连续性测试。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括测试配置在所述第二模块(102)上的代理的可靠性。

9.根据权利要求1所述的方法，包括采用可跟踪性测试隔离信令或媒体路径中故障的精确位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述可跟踪性测试是一种代理可跟踪性测试，其中所述代理可跟踪性测试利用所述第二模块(102)上的TRACEROUTE功能。

11.一种适于仿真普通旧式电话业务的系统，包括：

第一模块(103)，适于接收对于信令和媒体连续性测试的请求，所述请求包括目的地电话号码；

第二模块(102)，适于经由所述第一模块(103)上的控制信道接收所述请求；和

信令服务器(106)；

其中所述第二模块(102)适于调用测试例，该测试例执行通过所述信令服务器(106)对所述目的地电话号码的呼叫；以及

其中所述信令服务器(106)适于完成所述呼叫。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述信令服务器(106)是会话发起协议代理服务器，此时会话发起协议用作信令协议，或者是媒体网关控制器，此时MEGACO用作信令协议。

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