CN104539482A - 融合通信网络监测管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种融合通信网络监测管理系统，包括VQE融合通信网络监测管理平台和QE后台专家分析平台；其中，VQE融合通信网络监测管理平台，包括：网络状态分析模块、专家告警分析模块、呼叫实时分析模块、协议解码分析模块、呼叫实时统计模块、语音质量分析模块；QE后台专家分析平台，包括：基线分析模块、网关性能分析模块、地区话务流向分析模块、详细记录分析模块；本发明通过两个平台的共同作用实施针对融合通信网络的监测、管理和专家分析支撑，从而，为IP电话网络和设备建立一种准确、有效、易用、满足实际需要的测试手段，从技术上、经济上均具有深远的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种融合通信网络监测管理系统，特别是涉及IP电话网络的测试分析，属于计算机网络等技术领域。
背景技术
随着基于IP技术的下一代网络的演进发展，现有的几大通信网络融合为边缘接入子网已成为下一代网络的必然发展趋势。网络的规模不断在扩大，网络提供的业务不断在增多，而网络的种类和设备类型也日益复杂。可以说，下一代网络将是一个“全业务、多网络、多厂商”的综合异构网络平台。其规模之大、分布之广、管理之复杂，是前所未有的。
随着通信行业的规范发展，国内各大运营商相互竞争的局面将越来越激烈，不同运营商网络之间的互联互通问题益发严重，特别是IP电话业务的互通问题尤为突出，迫切需要有效、公正的网络测试手段进行仲裁。同时，随着电信运营市场竞争的白热化，电信业正在由第一阶段的“网络与规模之争”转向到第二阶段的“服务与业务之争”。如何以精细化的市场经营为导向，以高质量的网络运维做支撑，最大化网络运营收入，已成为NGN网络运营商急需解决的重大课题。
融合通信网络监测管理平台，即融合通信网络测试与综合分析技术是一块崭新、不断发展的核心领域――从技术上对于我国的NGN的核心技术研究、新产品研发及推广应用具有重大意义；从经济上对于保障NGN的新业务的开发和推广应用，运营商之间的公平竞争和健康发展，以及商业信息的保密均具有深远的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术指出的问题，建立融合通信网络监测管理系统，为融合通信网络特别是IP电话网络和设备提供一种准确、有效、易用、满足实际需要的测试手段。通过融合通信网络监测管理系统，实现对融合通信网络特别是IP电话网络运行状态（接通率、话务量）和服务质量的测试分析、对网络运营维护的故障定位排除、对业务开通的配合测试和对IP电话相关设备研制开发的性能和协议一致性测试分析。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种融合通信网络监测管理系统，包括VQE融合通信网络监测管理平台和QE后台专家分析平台；其中，
（1）VQE融合通信网络监测管理平台，包括：
网络状态分析模块，用于监测网络的流量变化特征以及网络的流量异常变化情况；
专家告警分析模块，用于通过对融合通信网络中实时呼叫的监测，发现各种业务故障并产生告警信息，同时分析故障信息的起因和常规的故障排除办法；
呼叫实时分析模块，用于分析实时的融合通信网络中的每一个呼叫，并呈现每一个呼叫的详细信息；
协议解码分析模块，用于对每一个呼叫的信令消息进行解码得到其中的详细信息，并进行分析和挖掘得到故障和服务质量劣化信息；
呼叫实时统计模块，用于通过对各项统计指标的统计分析，反映全网的业务可用性、语音质量的统计情况，得到融合通信网络中的统计规律和质量劣化信息；
语音质量分析模块，用于对语音包进行时延分析、抖动分析、丢包率分析；以时延、抖动、丢包率对语音质量进行量化的评估；
（2）所述QE后台专家分析平台，包括：
基线分析模块，用于通过对一段时间内融合通信网络的话务量、接通率指标的基线变化趋势进行分析，得到融合通信网络中的质量变化趋势、质量劣化点及其相应的呼损分布；
网关性能分析模块，用于通过对融合通信网络中的各个网关的各项业务可用性指标的统计分析，得到每个网关的性能及其业务可用性和相应呼损；
地区话务流向分析模块，用于通过对本地与其它各地市之间的话务分布情况进行分析，得出本地同其它各地市之间话务量的大小、接通率的高低、业务可用性指标的分布情况，并分析全网的话务分布情况；
详细记录分析模块，用于提供详细呼叫记录信息。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，所述网络状态分析模块具体是通过对网络当前的吞吐量、包流量和呼叫流量的统计，来反映融合通信网络中的传输层特性，实现网络的流量变化特征以及网络的流量异常变化情况的监测。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，呼叫实时分析模块所呈现每一个呼叫的详细信息，包括主/被叫号码、主/被叫网关、关守、端口、呼叫状态、呼叫起始时间以及信令的详细流程。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，协议解码分析模块对每一个呼叫的信令消息进行分析，包括对RAS、H225.Q931、H245信令的分析。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，呼叫实时统计模块对各项统计指标进行统计分析，所述各项统计指标包括：网关接通率、地区话务流向、呼叫时长分布、全网接通率、单通率。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，语音包时延分析单元、语音包抖动分析单元、丢包率分析单元；其中：
语音包时延分析单元，用于对从源到目的以及从目的到源两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个包的时延值；通过包间时延，统计出每个方向上符合特定时延值的RTP包的数目；通过时延变化，显示某一方向上RTP包的时延变化；
语音包抖动分析单元，用于对两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个RTP包的抖动值；通过包的抖动分布，统计出两个方向上符合特定抖动值的RTP包的数目； 通过包的抖动时间，统计出相邻RTP包之间的延时值符合特定范围的包数目；
丢包率分析单元，用于统计和分析语音包的丢包率。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，语音质量分析模块对语音质量进行量化的评估，是将语音质量分为若干等级，每个等级根据丢包率和延时变化来评定，而每一个等级内具体的分数根据包的延时来判断。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，语音质量分析模块还对当前正在通话的语音链路、已经结束通话的语音链路、通话中异常掉线的语音链路、单通语音链路进行统计分析，进而对融合通信网络整体的服务质量进行分析。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，网关性能分析模块对融合通信网络中的各个网关的各项业务可用性指标进行统计分析，所述各项可用性指标包括接通率、应答率、话务量、每线爱尔兰、通话时长指标。
进一步的，本发明的融合通信网络监测管理系统，详细记录分析模块在提供详细呼叫记录信息的同时，从时间、网关、区号、号码、呼损、呼叫建立时长多个维度来分析呼叫的详细记录信息。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明是融合通信网络监测管理系统的研究，通过分析融合通信网络监测管理系统，实现为融合通信网络特别是IP电话网络和设备建立一种准确、有效、易用、满足实际需要的测试手段，实现从技术上对于我国的NGN的核心技术研究、新产品研发及推广应用具有重大意义；从经济上对于保障NGN的新业务的开发和推广应用，运营商之间的公平竞争和健康发展，以及商业信息的保密均具有深远的意义。
附图说明
图1是语音QoS客观评价标准。
图2是系统功能框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图2所示，本发明的融合通信网络监测管理系统，包括两大板块：VQE融合通信网络监测管理平台、QE后台专家分析平台。
其中，VQE融合通信网络监测管理平台板块，主要是实现针对融合通信网络实施监测管理操作的平台，属于融合通信网络监测管理系统的前台部分和主要部分。包括有六大功能模块：1.网络状态分析模块；2.专家告警分析模块；3.呼叫实时分析模块；4.协议解码分析模块；5.呼叫实时统计模块；6.语音质量分析模块。
QE后台专家分析平台板块，主要是实现针对指标的监测/管理标准进行专家分析，属于融合通信网络监测管理系统的后台部分，实现不断提升和完善融合通信网络监测管理系统的效果。包括有四大功能模块：1.基线分析模块；2.网关性能分析模块；3.地区话务流向分析模块；4.详细记录分析模块。
本发明提出融合通信网络监测管理系统，解决无法准确、有效、易用、满足实际需要地测试融合通信网络特别是IP电话网络和设备的问题。
下面进一步，针对每一板块展开详细的描述。首先是VQE融合通信网络监测管理平台中的各个功能模块：
网络状态分析模块，主要是通过对网络当前的吞吐量、包流量和呼叫流量的统计，准确反映融合通信网络中的传输层特性，便于发现网络的流量变化特征，及时发现网络的流量异常变化情况。
专家告警分析模块，主要是通过对融合通信网络中实时呼叫的监测，及时发现多种业务故障，并产生告警信息，使得维护人员能够第一时间掌握融合通信网络中的故障信息，同时通过专家的告警分析功能，了解故障信息的起因和常规的故障排除办法。具有及时、准确、专家和智能的特点。
呼叫实时分析模块，主要是通过实时的融合通信网络中的每一个呼叫，并呈现呼叫的详细信息，包括主/被叫号码、主/被叫网关、关守、端口、呼叫状态、呼叫起始时间以及信令的详细流程。从而准确、具体、详细的呈现每一个呼叫的详细信息。
协议解码分析模块，主要是通过对每一个呼叫的信令消息进行详细分析，包括对RAS/H225.Q931/H245信令的详细分析，可以深入的发现信令数据中的详细信息，通过对详细信息的分析和挖掘，往往能够发现表面上并不明显的故障和服务质量劣化信息。
呼叫实时统计模块，主要是通过对网关接通率、地区话务流向、呼叫时长分布、全网接通率、单通率等各项统计指标的统计分析，全面、准确地反映全网的业务可用性、语音质量的统计情况，便于宏观地了解融合通信网络中的统计规律和质量劣化信息。
语音质量分析模块，进一步包括语音包时延分析单元、抖动分析单元、丢包率分析单元。
（1）语音包时延分析单元：根据ITU-T G.114建议，语音通信的单向门限为400ms。根据传统电话网的经验，时延在400ms时，即使没有回声，人们对通话的感觉也不好。在建设IP电话网时，规定全程往返时延不能大于450ms。语音包时延分析单元的功能如下 ：
a、对从源到目的以及从目的到源两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个包的时延值；
b、通过包间时延，统计出每个方向上符合特定时延值的RTP包的数目；
c、通过时延变化，显示某一方向上RTP包的时延变化。
（2）语音包抖动分析单元：TP包的抖动值是基于包的时延计算出来的，是一个统计值，反映了RTP包的延时变化情况。功能如下：
对两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个RTP包的抖动值；通过包的抖动分布，统计出两个方向上符合特定抖动值的RTP包的数目； 通过包的抖动时间，统计出相邻RTP包之间的延时值符合特定范围的包数目。
（3）丢包率分析单元：用于统计和分析语音包的丢包率。
语音QoS客观评分是以时延、抖动、丢包率等影响语音质量的因素为依据，对语音质量好坏进行量化的评估。将IP电话的质量分为四个等级：优秀（90-100分）、较好（75-89分）、中等（60-74分）、差（0-59分）。每个等级根据丢包率和延时变化来评定，而每一个等级内具体的分数根据包延时来判断。语音QoS评价标准参见图1。
根据图1中所列出的评分标准，可以统计出两个方向上RTP包的延时、抖动的最大值、最小值、平均值；统计出包的期望包数、总包数（即实际捕获到的RTP包数目）、丢包率；最后，根据图1中的QoS评价标准，对语音质量给出一个量化的评分。
语音质量分析模块还提供了对融合通信网络整体的服务质量进行分析的功能，对当前正在通话的语音链路、已经结束通话的语音链路、通话中异常掉线的语音链路、单通语音链路进行统计分析。
下面对QE后台专家分析平台进行进一步详细介绍；
基线分析模块，主要是通过对一段时间内融合通信网络的话务量、接通率等指标的基线变化趋势进行分析，能够准确、科学地反映出融合通信网络中的质量变化趋势、质量劣化点及其相应的呼损分布。
网关性能分析模块，主要是通过对融合通信网络中的各个网关的各项业务可用性指标的统计分析，如接通率、应答率、话务量、每线爱尔兰、通话时长等指标，宏观反映每个网关的性能及其业务可用性和相应呼损，大大减轻了维护人员的维护工作量。同时也科学准确地反映出网络中关键实体－网关的行为状态和其宏观服务质量特性。
地区话务流向分析模块，主要是通过对本地与其它各地市之间的话务分布情况进行分析，直观准确地了解本地同其它各地市之间话务量的大小、接通率的高低、业务可用性指标的分布情况，从而更准确、多侧面的分析全网的话务分布情况。
详细记录分析模块，主要是提供详细呼叫记录信息的一个窗口。它从时间、网关、区号、号码、呼损、呼叫建立时长等多个维度来分析呼叫的详细记录信息，使得维护和分析人员能够多角度、多侧面、多层次地分析网络中存在的问题。
由此，完成了针对融合通信网络监测管理系统的详细描述，其功能框架图，如图2所示。
本发明提出的融合通信网络监测管理系统由VQE融合通信网络监测管理平台和QE后台专家分析平台组成，通过共同作用实施针对融合通信网络的监测、管理和专家分析支撑，从而，实现了为IP电话网络和设备建立一种准确、有效、易用、满足实际需要的测试手段。通过融合通信网络监测管理系统，实现对IP电话网络运行状态（接通率、话务量）和服务质量的测试分析、对网络运营维护的故障定位排除、对业务开通的配合测试和对IP电话相关设备研制开发的性能和协议一致性测试分析。从网络技术层面为运营商网络运维人员提供统计数据和专家知识库支持，协助其准确定位故障，快速解决问题；而且可以从业务经营层面提供业务特征，尤其是运营商所关心的业务流向、业务分布以及用户行为特征等关键信息，为经营层面开展新业务、调整经营策略提供科学依据。
本技术领域技术人员可以理解的是，本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备，所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备（例如，计算机）可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘（包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）、闪存、磁性卡片或光线卡片。可读介质包括用于以由设备（例如，计算机）可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如，可读介质包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、以电的、光的、声的或其他的形式传播的信号（例如载波、红外信号、数字信号）等。
本技术领域技术人员可以理解的是，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。
本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种融合通信网络监测管理系统，其特征在于：包括VQE融合通信网络监测管理平台和QE后台专家分析平台；其中，
（1）VQE融合通信网络监测管理平台，包括：
网络状态分析模块，用于监测网络的流量变化特征以及网络的流量异常变化情况；
专家告警分析模块，用于通过对融合通信网络中实时呼叫的监测，发现各种业务故障并产生告警信息，同时分析故障信息的起因和常规的故障排除办法；
呼叫实时分析模块，用于分析实时的融合通信网络中的每一个呼叫，并呈现每一个呼叫的详细信息；
协议解码分析模块，用于对每一个呼叫的信令消息进行解码得到其中的详细信息，并进行分析和挖掘得到故障和服务质量劣化信息；
呼叫实时统计模块，用于通过对各项统计指标的统计分析，反映全网的业务可用性、语音质量的统计情况，得到融合通信网络中的统计规律和质量劣化信息；
语音质量分析模块，用于对语音包进行时延分析、抖动分析、丢包率分析；以时延、抖动、丢包率对语音质量进行量化的评估；
（2）所述QE后台专家分析平台，包括：
基线分析模块，用于通过对一段时间内融合通信网络的话务量、接通率指标的基线变化趋势进行分析，得到融合通信网络中的质量变化趋势、质量劣化点及其相应的呼损分布；
网关性能分析模块，用于通过对融合通信网络中的各个网关的各项业务可用性指标的统计分析，得到每个网关的性能及其业务可用性和相应呼损；
地区话务流向分析模块，用于通过对本地与其它各地市之间的话务分布情况进行分析，得出本地同其它各地市之间话务量的大小、接通率的高低、业务可用性指标的分布情况，并分析全网的话务分布情况；
详细记录分析模块，用于提供详细呼叫记录信息。
2.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：所述网络状态分析模块具体是通过对网络当前的吞吐量、包流量和呼叫流量的统计，来反映融合通信网络中的传输层特性，实现网络的流量变化特征以及网络的流量异常变化情况的监测。
3.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：呼叫实时分析模块所呈现每一个呼叫的详细信息，包括主/被叫号码、主/被叫网关、关守、端口、呼叫状态、呼叫起始时间以及信令的详细流程。
4.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：协议解码分析模块对每一个呼叫的信令消息进行分析，包括对RAS、H225.Q931、H245信令的分析。
5.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：呼叫实时统计模块对各项统计指标进行统计分析，所述各项统计指标包括：网关接通率、地区话务流向、呼叫时长分布、全网接通率、单通率。
6.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：语音包时延分析单元、语音包抖动分析单元、丢包率分析单元；其中：
语音包时延分析单元，用于对从源到目的以及从目的到源两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个包的时延值；通过包间时延，统计出每个方向上符合特定时延值的RTP包的数目；通过时延变化，显示某一方向上RTP包的时延变化；
语音包抖动分析单元，用于对两个方向的RTP包，通过表格，以列表的形式统计出每一个RTP包的抖动值；通过包的抖动分布，统计出两个方向上符合特定抖动值的RTP包的数目； 通过包的抖动时间，统计出相邻RTP包之间的延时值符合特定范围的包数目；
丢包率分析单元，用于统计和分析语音包的丢包率。
7.根据权利要求1或6任意一项所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：语音质量分析模块对语音质量进行量化的评估，是将语音质量分为若干等级，每个等级根据丢包率和延时变化来评定，而每一个等级内具体的分数根据包的延时来判断。
8.根据权利要求1或6任意一项所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：语音质量分析模块还对当前正在通话的语音链路、已经结束通话的语音链路、通话中异常掉线的语音链路、单通语音链路进行统计分析，进而对融合通信网络整体的服务质量进行分析。
9.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：网关性能分析模块对融合通信网络中的各个网关的各项业务可用性指标进行统计分析，所述各项可用性指标包括接通率、应答率、话务量、每线爱尔兰、通话时长指标。
10.根据权利要求1所述的融合通信网络监测管理系统，其特征在于：详细记录分析模块在提供详细呼叫记录信息的同时，从时间、网关、区号、号码、呼损、呼叫建立时长多个维度来分析呼叫的详细记录信息。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |