CN101697565A - 故障检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障检测方法和装置，其中，该方法包括：根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体；将双音多频音通过所述待检测实体并环回至所述测试用户设备，以根据所述双音多频音的状态确定所述待检测实体是否发生故障。本发明通过输入的环路接入码检测对应的环路，并基于环回双音多频音的状态判断确定环路是否出现故障，能够快速准确发现并定位影响语音通话质量的故障点，在不额外增加测试设备的情况下有效提升VoIP设备的线路自检和故障解决能力。

Description

故障检测方法和装置

技术领域

本发明涉及数据网络通信领域，尤其涉及一种故障检测方法和装置。

背景技术

互联网协议电话(Vocie over Internet Protocol，简称为VoIP)通过互联网协议传输语音，是建立在互联网协议IP技术上的分组化、数字化的语音传输技术，即VoIP是一种利用IP网络作为传输载体的语音通信技术，也可以称为互联网电话或IP电话。

VoIP电话与传统电话的通信原理是不同的：传统电话基于电路交换机制，通过公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network，简称为PSTN)的电路交换网络来提供声音；VoIP电话基于IP网络，将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络进行语音讯号的传输，具体地，利用网关(Gateway，简称为GW)将模拟的声音讯号进行压缩和封包，得到语音压缩包，每个语音压缩包均进行加密且附有源地址及目的地址，通过IP网络将语音压缩包传输到目的地址，到达目的地址之后，会将语音压缩包进行声音重组，转换成一般的通话声音。

IP网络与PSTN网络的不同点在于：IP网络在传输层使用了分组交换机制，采用分组交换机制可以提高带宽，并增加带宽的使用效率，这样，通过IP网络所传输的数据比通过电路交换网络所传输的数据大大增多。图1是现有技术中VoIP语音通讯系统的架构图，如图1所示，本地话机与远端话机之间通过IP网络进行通信，IP网络中包括两个VoIP语音网关，其中，本地话机与其中的一个VoIP语音网关中的PCM之间相互通信，组成本地话机与IP网络的用户线路，远端话机与另一个VoIP语音网关中的PCM侧处理模块之间相互通信，组成远端话机与IP网络的用户线路，两个VoIP语音网关之间通过各自的IP侧处理模块相互通信。

随着VoIP用户数量的逐步增加，对运营商的维护提出了更高的需求，出现语音故障的区域通常划分为用户侧线路、语音网关侧和网络承载线路。目前，对VoIP通信系统的语音故障点检测时，主要利用设备的检测能力和测试工具，采用故障上报后的逐步排查方式。例如，如果设备支持用户线路内外线检测、则判断用户侧线路点的故障，或者利用专业的语音质量分析仪器对网络侧可能发生故障的故障点进行定位分析。

如果要实现上述故障检测方式，就需要使相关网元具备一定的检测功能、或者要求利用专门测试工具才能进行检测，这种方式对于目前大规模应用的网络并不具备通用性，如果需要对现有的网络进行检测必然需要增加成本，并且由于是针对故障点的定位分析，因此检测的效率较低；此外，上述检测方式对于测试的专业性有较高的要求，需要操作人员具备较高的专业水平。

针对相关技术中VoIP网络故障检测成本高、效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中针对相关技术中VoIP网络故障检测成本高、效率低的问题，本发明提出一种故障检测方法，能够以简单的方式实现对网络的检测，降低检测成本和耗时。

针对相关技术中VoIP网络故障检测成本高、效率低的问题，本发明还提出一种故障检测装置，能够降低检测成本和耗时。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种故障检测方法，包括：

根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体；

将双音多频音通过所述待检测实体并环回至所述测试用户设备，以根据所述双音多频音的状态确定所述待检测实体是否发生故障。

优选地，上述方法还包括：

预先设置接入码与待检测实体的对应关系。

优选地，上述方法还包括：

预先将所述待检测实体配置为支持语音环路模式。

其中，所述实体包括以下之一：环路、网元。

其中，所述双音多频音的状态包括以下之一：无信号、断续、畸变、无异常。

具体地，在所述双音多频音的状态为无信号、断续、或畸变的情况下，确定所述待检测实体发生故障。

具体地，在所述双音多频的状态为无异常的情况下，确定所述待检测实体未发生故障。

一种故障检测装置，包括：

确定模块，用于根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体；

配置模块，用于将双音多频音通过所述待检测实体并环回至所述测试用户设备。

其中，所述实体包括以下之一：环路、网元。

其中，所述双音多频音的状态包括以下之一：无信号、断续、畸变、无异常。

借助本发明的上述技术方案，通过根据检测人员输入的环路接入码检测对应的环路，并基于环回双音多频音的状态的判断确定环路是否出现故障，能够快速准确发现并定位影响语音通话质量的故障点，在不额外增加测试设备的情况下有效提升VoIP设备的线路自检和故障解决能力。

附图说明

图1是根据现有技术的标准VoIP语音通路的系统架构图；

图2是根据本发明实施例的故障检测方法的步骤流程图；

图3是根据本发明实施例的用户环路检测模式的语音通路结构图；

图4是根据本发明实施例的网关环路检测模式的语音通路结构图；

图5是根据本发明实施例的网络环路检测模式的语音通路结构图；

图6是根据本发明实施例的VoIP语音线路故障点检测的处理流程图；

图7是根据本发明实施例的故障检测装置的组成结构连接图。

具体实施方式

一般来说，在通话过程中，对于通话时的语音，例如线路产生的噪音、网络故障、语音畸变、语音处理等对语音质量产生的影响，人耳的听觉感知较为模糊，无法准确判断出可能存在的故障。由于双音多频音(Dual Tone MultiFrequency，简称为DTMF)是由两个频率的正弦信号组成的，具有频谱清晰且信号稳定的特点，并且人耳或声音检测设备对DTMF音的准确度感知判断较高，能够容易地辨别出DTMF音的状态。基于上述考虑，本发明提供一种基于DTMF音的状态来检测设备故障的方法和装置，能够借助对DTMF音的易辨别性，用户采用本端话机拨号并接收对应回路的DTMF音，如果DTMF音出现异常状态(例如，无信号、声音断续、噪声)，则表示设备出现了故障，可快速定位出语音通路的故障点，并将故障点上报给后台服务进行后续的处理分析，或者将故障点上报给测试维护人员来分析解决设备的语音质量故障问题。

图2是本发明实施例的故障检测方法的步骤流程图，如图2所示，包括以下处理：

步骤S201，预先设置接入码与待检测实体的对应关系，以及预先将待检测实体配置为支持语音环路模式，根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体，其中，上述实体可以包括以下之一：环路、网元。

步骤S203，将双音多频音通过待检测实体并环回至测试用户设备，以根据双音多频音的状态确定待检测实体是否发生故障，其中，双音多音频的状态包括以下之一：无信号、断续、畸变、无异常，具体的，在双音多频音的状态为无信号、断续、或畸变的情况下，确定待检测实体发生故障，在双音多频音的状态为无异常的情况下，确定待检测实体未发生故障。

为了更好的对本发明进行说明，下面以VoIP通信系统为例进行说明，本领域技术人员可知，对于其它语音通信系统，例如IP网络电话通信系统，本发明同样是可以实现的。

在具体实现过程中，首先可以根据需要将VoIP通信系统划分为多个实体以及多个环路，并将每个实体和环路均配置为支持语音环路模式(具体的配置方式可以通过现有技术的方法来实现，这里不再赘述)，例如，可以将VoIP通信系统分为三个环路，且该三个环路均支持语音环路模式，分别为图3所示的用户本地环路检测模式、图4所示的VoIP语音网关环路模式、图5所示的网络环路模式。然后，并为每种环路模式配置相应的接入码，该接入码可以与话机拨号匹配对应，即，在VoIP语音网关本地匹配不同的终端拨号接入码，根据该接入码切换不同的语音环路模式。

完成上述配置后，在检测过程中，话机终端用户可以在双方通话状态或未通话状态下，拨打不同的接入码以接入相应的测试业务模式，VoIP语音网关可以根据用户输入的接入码切换到相应的语音环路模式，以便之后对该环路进行检测；然后，用户通过话机按键产生DTMF拨号音，依赖VoIP语音网关实现环回，人耳辨别听取拨号音实现对用户线路侧、VoIP语音网关、IP网络承载等不同线路点的故障进行快速定位检测，例如，如果用户对某个环路进行DTMF音检测时，收到的双音多频音为无信号、断续、或畸变等异常时，则确定该环路发生了故障，之后，可以将故障点上报给后台服务，对该环路进行修复处理，或者将故障点上报给测试维护人员，使测试维护人员对该环路进行修复处理。

借助上述处理，通过根据检测人员输入的环路接入码检测对应的环路，并基于对环回双音多频音的状态进行判断来确定环路是否出现故障，能够快速准确发现并定位影响语音通话质量的故障点，在不额外增加测试设备的情况下有效提升VoIP设备和线路自检和故障解决能力，上述处理可有效应用于各种VoIP通讯环境和处理领域，同时具有较强的操作和便利性。

需要说明的是，为了方便描述，本发明列举了上述三种环路模式，但在具体实现过程中并不局限于上述三种环路模式，可以选择更多网元节点或网元内部定义环路(需网元功能支持)，这样，能够更加精确地判断出语音通话点对点之间VoIP线路故障点的具体位置。并且，在故障检测过程中，可以优先在双方处于通话状态时对网元或环路进行检测，因为在双方处于通话状态时，网元或环路均处于连接状态，可以对所有网元或环路进行故障检测，如果双方未处于通话状态时，某些网元或环路可能处于断开状态，这样就只能对处于连接状态的网元或环路进行故障检测，所以双方处于通话状态时对网元或环路的故障检测结果更加准确。

下面结合附图6对本发明实施例进行详细说明，图6是根据本发明实施例的故障检测方法的详细处理流程图，且仍以图3、图4、图5所示的三种环路模式为例，并为每个环路配置相应的接入码，例如，用户本地环路检测模式的接入码配置为*000#，VoIP语音网关环路模式的接入码配置为*001#，网络环路模式的接入码配置为*002#，测试结束的接入拨号号码为*009#，其中，接入码的配置可以根据具体的VoIP语音网关实现定义及业务来确定。其中，如图6所示，包括以下处理：

步骤S601，用户双方建立通话，即本地话机的用户与远端话机的用户之间的通信链路建立完成。

步骤S602，本地话机的用户或测试人员感知语音通话质量发生异常，需要定位语音故障点时，首先进行协商以开始语音线路检测模式，具体地，如果检测图3所示的用户本地环路检测模式或图4所示的VoIP语音网关环路模式，则远端话机的用户可以选择不挂机或挂机后本地重新摘机来进行相关检测；如果检测图5所示的网络环路模式，则需要与远端话机的用户协商检试结束前不可挂机，并可以选择等待测试结束后继续通话。一般来说，故障定位的顺序可以根据实际需要来确定，具体地，可以采用由近及远的方式对VoIP通讯线路故障点进行检测，例如，可以先对用户本地环路开始检测，然后对VoIP语音网关环路进行检测，最后对网络环路进行检测。

步骤S603，对用户本地环路开始检测，本地话机的用户拨打接入码*000#，VoIP语音网关实时检测缓存接入码，进行接入码与环路的匹配处理，例如匹配内部号码表判断出000#对应于用户本地环路，切换VoIP处理模块为用户本地环路检测模式，将VoIP模块PCM接收侧数据直接环路到PCM发送侧方向，同时向IP网络侧放舒适噪音(对端通话保持状态下)。

步骤S604，用户拨打预定的号码(例如11#)，表示DTMF信号在步骤S603中选择的用户本地环路内传输，优选地，可以选择向本地话机的用户侧播放测试开始提示音提示用户拨打11#。图3所示，DTMF信号从A点出发，经过用户本地环路A→B→C，本地话机侧的用户或声音检测设备通过听筒中DTMF音的状态来判断用户本地环路是否发生故障，如果感知DTMF音的发生异常(例如，DTMF音断续或畸变)，进入步骤S605；否则进入步骤S606。

步骤S605，本地话机侧判断出用户本地环路存在故障，并将故障点上报给后台服务，对该环路进行修复处理，或者将故障点上报给测试维护人员，使测试维护人员对该环路进行修复处理。

步骤S606，本地话机的用户拨入当前测试结束接入码*009#，并切换为语音通话模式(对端通话保持状态下)，继续下一步测试。对VoIP语音网关环路开始检测，本地话机的用户拨打接入码*001#，VoIP语音网关实时检测缓存接入码，进行接入码与环路的匹配处理，例如匹配内部号码表判断出001#对应于VoIP语音网关环路，切换VoIP处理模块为VoIP语音网关环路模式，实现在VoIP模块的IP侧本地发送数据报文直接环路到本地IP侧接收报文方向，丢弃实际网络报文。

步骤S607，用户拨打预定的号码(例如11#)，表示DTMF信号在步骤S606中选择的VoIP语音网关环路内传输，优选地，可以选择向本地话机的用户侧播放测试开始提示音提示用户拨打11#。图4所示，DTMF信号从A点出发，经过VoIP语音网关环路A→B→C，本地话机侧的用户或声音检测设备通过听筒中DTMF音的状态来判断VoIP语音网关环路是否发生故障，如果感知DTMF音的发生异常(例如，DTMF音断续或畸变)，进入步骤S608；否则进入步骤S609。

步骤S608，本地话机侧判断出VoIP语音网关环路存在故障，并将故障点上报给后台服务，对该环路进行修复处理，或者将故障点上报给测试维护人员，使测试维护人员对该环路进行修复处理。

步骤S609，本地话机的用户拨入当前测试结束接入码*009#，并切换为语音通话模式(对端通话保持状态下)，继续下一步测试。对网络环路开始检测，本地话机的用户拨打接入码*002#，VoIP语音网关实时检测缓存接入码，进行接入码与环路的匹配处理，例如匹配内部号码表判断出002#对应于网络环路，切换VoIP处理模块为网络环路模式，网络环路测试依赖对端VoIP语音网关的检测和测试处理能力，本地VoIP语音网关不作任何处理，对端VoIP语音网关IP侧检测输入DTMF号码并匹配后切换为网络环路模式，VoIP处理模块IP测网络接收数据报文直接环路到IP侧网络发送数据报文方向。

步骤S610，用户拨打预定的号码(例如11#)，表示DTMF信号在步骤S609中选择的网络环路内传输，优选地，可以选择向本地话机的用户侧播放测试开始提示音提示用户拨打11#。图4所示，DTMF信号从A点出发，经过网络环路A→B→C，本地话机侧的用户或声音检测设备通过听筒中DTMF音的状态来判断网络环路是否发生故障，如果感知DTMF音的发生异常(例如，DTMF音断续或畸变)，进入步骤S611；否则进入步骤S612。

步骤S611，本地话机侧判断出网络环路存在故障，并将故障点上报给后台服务，对该环路进行修复处理，或者将故障点上报给测试维护人员，使测试维护人员对该环路进行修复处理。

步骤S612，本地话机的用户拨入结束测试模式的接入码(例如99#)，结束本次测试。

线路测试可双方测试，增加对话路测试结果的验证，通过在应用VoIP系统进行性能验证和效果对比分析，证明发明结果确实可靠可行。

可以看出，借助于上述处理，能够实现对各个环路返回的DTMF音的判断，从而实现对用户侧线路、VoIP语音网关、网络承载线路上可能出现的所有故障点进行快速检测判别，实现了VoIP通讯线路故障点的快速定位，有效提高了故障解决效率，同时可扩展相关音定义检测范围，实现更复杂的语音检测机制。

图7是根据本发明实施例一种故障检测装置的组成结构图，如图7所示，该装置包括：

确定模块702，用于根据输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体，其中的实体包括以下之一：环路、网元。

配置模块704，用于将双音多频音通过待检测实体并环回至测试用户设备，以根据双音多频音的状态确定待检测实体是否发生故障，其中，双音多频的状态包括以下之一：无声音、断续、畸变、无异常。

具体地，根据本发明的装置可以通过以下模块来实现：

拨号检测模块(对应于上述确定模块702)，用于对接入号码表进行匹配，具体地，用于检测用户输入的接入码，并切换至与该接入码具有对应关系的环路模式，以及根据测试结束后的结束码，将VoIP语音网关返回到正常的语音通话模式或挂机。例如，可以设置用户侧环路测试接入号码为*000#，语音网关侧环路测试接入号码为*001#，网络环路测试接入号码为*002#，测试结束接入拨号号码为*009#。接入码的定义可依赖具体VoIP语音网关实现定义及业务讨论确定。

具体地，配置模块704可以划分为以下模块，并将其配置为具备以下功能：

环路测试模块，用于在用户采用不同测试方式接入VoIP通信系统之后，将语音网关切换为G.711编解码器，并关闭回声抑制和静音检测等语音处理；还用于为VoIP语音网关选择对应的环路模式，环路可以在IP网络侧、PCM用户侧，并且网关可支持某一侧的双向环路，便于测试功能的扩展。

语音提示模块，用于VoIP语音网关对本地用户侧放提示音，在切换到相应的测试模式后，提示用户可以开始拨号测试，以对环路DTMF音的状态进行判断。

远端环路测试模块，用于当用户选择网络环路测试模式时，对端VoIP语音网关在IP侧实现DTMF信号检测和接入号码匹配，同时切换至相应的环路模式，类似的，如果远端用户选择测试模式时，本端语音网关具有该远端环路测试模块的功能。

图7是与前面方法对应的装置，装置的工作过程以及工作原理在方法部分已经进行了详细描述，在此不再赘述，参照方法中相应部分的描述即可。

借助于本发明的上述技术方案，通过对环路返回的DTMF音进行判断，能够实现对用户侧线路、VoIP语音网关、网络承载线路上可能出现的故障点进行快速检测判别，实现了VoIP通讯线路故障点的快速定位，有效提高了故障解决效率，同时可扩展相关音定义检测范围，实现更复杂的语音检测机制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种故障检测方法，其特征在于，包括：

根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体；

将双音多频音通过所述待检测实体并环回至所述测试用户设备，以根据所述双音多频音的状态确定所述待检测实体是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

预先设置接入码与待检测实体的对应关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

预先将所述待检测实体配置为支持语音环路模式。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实体包括以下之一：环路、网元。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双音多频音的状态包括以下之一：无信号、断续、畸变、无异常。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述双音多频音的状态为无声音、断续、或畸变的情况下，确定所述待检测实体发生故障。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述双音多频音的状态为无异常的情况下，确定所述待检测实体未发生故障。

8.一种故障检测装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据测试用户设备输入的接入码确定与所述接入码相对应的待检测实体；

配置模块，用于将双音多频音通过所述待检测实体并环回至所述测试用户设备。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述实体包括以下之一：环路、网元。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述双音多频音的状态包括以下之一：无信号、断续、畸变、无异常。

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