CN1859234A - 一种下一代网络中业务质量的测试方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于属于通信领域，提供了一种下一代网络中业务质量的测试方法及系统，所述下一代网络包括网络管理设备，与所述网络管理设备连接的媒体网关控制器，以及与所述媒体网关控制器连接的媒体网关，所述方法包括下述步骤：A.网络管理设备向媒体网关控制器下发测试命令；B.媒体网关控制器根据所述测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制参与测试的媒体网关建立测试通道；C.参与测试的媒体网关之间通过所述测试通道相互收发测试业务流，收集业务质量参数，并将所述业务质量参数上报媒体网关控制器；D.媒体网关控制器将所述业务质量参数上报给网络管理设备，网络管理设备对测试结果进行处理。本发明能够反映实际的网络承载质量。

Description

一种下一代网络中业务质量的测试方法及系统
技术领域
本发明属于通信领域，尤其涉及下一代网络中对网络承载的业务质量进行主动测试的方法及系统。
背景技术
下一代网络(Next Generation Network，NGN)是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新网络，是以分组网络为承载，提供固定移动话音、数据和视频业务等多种业务的业务融合网络。以语音业务为例，在以IP网络为核心承载网络的NGN系统中，语音业务的IP包是按照尽力而为的方式在IP网络中传播的，因此网络承载业务质量的衡量成为很重要的一个技术要求。
目前，对承载网的业务质量(Quality of Service，QOS)状况进行测试的方法包括主动测试(或侵入式测试)和被动测试(或非侵入式测试)两种。被动测试是指不侵入网络上的实际业务，只是对实际业务进行监测，通过对实际业务流的分析获得测试数据。主动测试是一种侵入网络的测试，需要将测试业务流注入网络，并通过对测试业务流的分析来获得测试数据。
如图1所示，在主动测试中，两个测试点就近摆放在参与测试的接入网关附近，测试点提供分组IP出口，测试业务流以分组实时传输协议(Real-timeTransport Protocol，RTP)流的形式注入网络，其中呼叫服务器(Call Server，CS)负责对测试呼叫进行控制，S表示测试点在网络上的接入点。两个测试点之间进行主动测试，互相发送、接收测试业务流，并通过对测试业务流的分析，得到相关QOS参数，再将参数上报测试管理中心，测试管理中心对数据进行处理。
上述测试方案的基础是假设测试业务流和实际业务流在承载网络中走相同的路由路径，实际上目前很多网关在RTP业务流出口提供业务等级分类功能，因此对于支持差分业务处理的承载网络来说，没有经过分类的测试业务流和经过分类的业务流实际上走不同的路由路径，测试业务流不能反映出实际业务流的工作情况。同时，该方案需要搭建额外的测试用网络，需要外置测试设备或仪器及控制中心，成本昂贵，安装不方便。对于小数量端口的综合接入设备(Integrated Access Device，IAD)，该缺陷尤为突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种下一代网络中业务质量的测试方法，旨在解决现有技术中在业务质量的主动测试中，测试业务流不能真实反映出实际业务流的网络承载质量状况，导致测试结果不准确，同时实现成本高的问题。
本发明的另一目的在于提供一种下一代网络中业务质量的测试系统。
本发明是这样实现的，一种下一代网络中业务质量的测试方法，所述下一代网络包括网络管理设备，与所述网络管理设备连接的媒体网关控制器，以及与所述媒体网关控制器连接的媒体网关，所述方法包括下述步骤：
A.网络管理设备向媒体网关控制器下发测试命令；
B.媒体网关控制器根据所述测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制参与测试的媒体网关建立测试通道；
C.参与测试的媒体网关之间通过所述测试通道相互收发测试业务流，收集业务质量参数，并将所述业务质量参数上报媒体网关控制器；
D.媒体网关控制器将所述业务质量参数上报给网络管理设备，网络管理设备对测试结果进行处理。
所述测试命令包含有参与测试的主被叫媒体网关的终端标识TID、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的编码解码器Codec、打包时长、测试时长以及定期上报时长信息。
所述测试控制指令中包含有测试用终端标识TID信息。
所述测试通道为一个或者多个。
一种下一代网络中业务质量的测试系统，所述下一代网络包括网络管理设备，与所述网络管理设备连接的媒体网关控制器，以及与所述媒体网关控制器连接的媒体网关，所述系统包括：
测试管理单元，设置于网络管理设备，用于向媒体网关控制器下发测试命令，接收媒体网关控制器上报的业务质量参数，处理测试结果；
测试控制单元，设置于媒体网关控制器，用于根据所述测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制媒体网关建立测试通道，收集媒体网关上报的业务质量参数，并将所述业务质量参数上报给测试管理单元；
测试操作单元，设置于媒体网关，用于通过所述测试通道相互收发测试业务流，收集业务质量参数，并将所述业务质量参数上报测试控制单元。
所述测试命令包含有参与测试的主被叫媒体网关的终端标识TID、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的编码解码器Codec、打包时长、测试时长以及定期上报时长信息。
所述测试控制指令中包含有测试用终端标识TID信息。
所述测试通道为一个或者多个。
本发明在软交换的控制下搭建测试通道，媒体网关互发测试业务流，测试结果能够反映实际业务流的网络承载质量。同时，不需外置任何设备，实现成本低，测试部署方便，维护简便，不需要占用媒体网关的实际端口资源。
附图说明
图1是现有技术中实现主动测试的系统框架图；
图2是本发明中实现业务质量主动测试的系统框架图；
图3是本发明中进行测试时媒体网关控制器与媒体网关的交互流程图；
图4是本发明提供的实现业务质量测试的系统结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在软交换的控制下媒体网关完成业务质量的主动测试，完全仿真真正的语音呼叫，测试业务流和实际业务流在IP承载网中的路由路径完全相同，测试业务流的Qos测试结果能真实地反映出实际业务流流经的网络质量状况，通过对测试业务流的分析，可以测试出实际运行时IP承载网络质量的准确水平和效果。
如图2所示，本发明基于现有NGN架构中的部件和接口，不需要增加新的硬件和支持新的协议，其中软交换又称为“媒体网关控制器”。
网络管理设备(网管)起测试中心的作用，由用户/维护人员通过人机语言(Man-Machine Language，MML)向软交换发起测试命令，并对测试结果进行处理。软交换完成对媒体网关主动测试的呼叫连接。媒体网关负责收发测试业务流，收集主动测试中获得的各种承载网络QoS参数。
网络管理设备中的测试管理软件下发测试命令给软交换，测试命令中包含参与测试的主被叫媒体网关的终端标识(Terminal Identification，TID)、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的Codec(Coder/Decoder，编码解码器)和打包时长、测试时长、定期上报时长信息。
软交换收到网络管理设备的测试命令后，分解成对两个参与测试的媒体网关的联网操作。软交换通过H.248或MGCP协议控制参与测试的媒体网关，在H.248消息中，软交换下发测试用TID，媒体网关收到该TID后得知该会话中的RTP流是用于测试，按照被叫方式联网，搭建测试通道，收发测试业务流，收集QOS参数上报软交换。软交换收集媒体网关上报的QOS参数等测试信息，通过测试口上报网络管理设备。网络管理设备以GUI方式向用户显示测试结果，可以通过折线图、柱状图等，以不同颜色显示不同的质量等级。
以媒体网关1、2参与测试为例，在两媒体网关1、2与软交换1之间，约定物理终端标识符(Identification，ID)的大小在(0x5fff-0x5000)范围之内，表示该终端是用于QoS主动测试的，这些终端ID对应的物理终端不参与业务呼叫，不分配实际的端口资源。
当软交换1收到网络管理设备的测试命令后，将测试命令分解成对两个参与测试的媒体网关1与媒体网关2的联网操作，可以是1～n个测试通道同时发起联网或先后发起联网。
媒体网关1、2之间通过搭建的测试通道互发测试数据，例如测试语音样件，该语音样件可以在设备出厂前就驻留在媒体网关内部，如G.711-20ms、G.723-30ms、G.729-20ms等格式，由各类媒体网关内部合成。接入媒体网关可以采用播放定制的“测试语音文件”(如悦耳语音)，中继媒体网关可以采用播放“测试语音帧”的方式，播放时长由控制命令设定。
被测媒体网关1和媒体网关2收到该测试业务流后，从RTP流中提取相关的QOS参数，如时延、丢包、抖动等，定时将测试结果上报给软交换，并在会话结束时把总的统计结果上报软交换1。软交换1整理后通过测试接口上报给网络管理设备，由网络管理设备将测试结果显示出来，超出设定阈值的部分可以采用告警或不同颜色方式进行显示。
媒体网关可以通过H.248.1定义的nt包、rtp包、tdmc包，以及H.248.30定义的rtcpxr包、xrbm包等定义的Qos统计参数将QOS参数上报到软交换，对于实现MGCP协议的媒体网关来说也可以选择对应的连接参数，具体上报哪些内容由媒体网关根据实际情况或配置情况进行选择。上报的典型统计参数如下：
rtp/ps＝1245；packets sent，该呼叫开始到审计时所有发送的RTP包数；
nt/os＝62345；octets sent，该呼叫开始到审计时所有发送的RTP包的字节数；
rtp/pr＝780；packets received，该呼叫开始到审计时所有接收的RTP包数；
nt/or＝45123；octets received，该呼叫开始到审计时所有接收的RTP包的字节数；
rtp/pl＝10；％packets lost，针对该呼叫，丢包率的当前统计值；
rtp/jit＝27；针对该呼叫，时延抖动的当前统计值；
rtp/delay＝240；针对该呼叫，环路时延的当前统计值；
nt/dur＝40000；in millisecond，该呼叫当前持续时间；
图3示出了在进行主动测试时，媒体网关控制器(MGC)与媒体网关1及媒体网关2的交互流程，其中C1/T1，C2/T2分别代指不同的上下文(Context)ID和终端(Termination)ID：
1、媒体网关控制器发送ADD(添加)命令给媒体网关1，命令添加termination到context，物理终端为5ff0，IP端点为$，并下发媒体信息(Codec，打包时长等参数)，流模式为recvonly(仅接收)。
2、媒体网关1回响应消息Reply，带有选中的IP端点编号和本地描述(媒体流地址)。
3、媒体网关控制器获得媒体网关1的媒体流地址后发ADD命令给媒体网关2，物理终端为5ff1，IP端点为$，带有媒体网关2的媒体流地址信息以及媒体信息(Codec，打包时长等参数)，流模式为recvonly。
4、媒体网关2回响应消息Reply，带有选中的IP端点编号和本地描述(媒体流地址)。
5、媒体网关控制器获得媒体网关2的媒体流地址后发MODIFY(更改)命令给媒体网关1，命令更改termination的属性、事件和信号，带媒体网关2的媒体流地址信息，流模式为sendrecv，要求该IP端点开始向对端媒体网关2发包。
6、媒体网关1回响应消息Reply。
7、媒体网关控制器下发MODIFY命令给媒体网关2，流模式为sendrecv(发送接收)，要求该IP端点开始向对端媒体网关1发包。
8、媒体网关2回响应消息Reply。
9、媒体网关控制器向媒体网关1发送Audit(审计)消息，命令返回媒体网关所支持的关于termination属性、事件及信号等的所有可能值。
10、媒体网关1回响应消息Reply。
11、媒体网关控制器向媒体网关2发送Audit消息。
12、媒体网关2回响应消息Reply。
13、媒体网关控制器向媒体网关1发送SUB消息，命令断开Context中的termination连接，并返回加入Context的关于termination的统计值。。
14、媒体网关1回响应消息Reply。
15、媒体网关控制器向媒体网关2发送SUB(删除)消息。
16、媒体网关2回响应消息Reply。
上述流程中，步骤9～12是两个媒体网关之间进行测试流的通讯(在两边的媒体网关中可以不进行实际编解码的处理)。媒体网关控制器定时向媒体网关发送Audit消息，轮询周期(检测上报时间)尽量通过枚举值定义为实时传输控制协议(Real-time Transmission Control Protocol，RTCP)检测时间的倍数。同时在媒体网关上报统计结果的消息里面带上设备时间信息(精度为秒)，保证统计时间最精确。两个媒体网关通过审计命令的响应消息，把审计周期内的RTCP统计结果上报给媒体网关控制器。
步骤13～16为媒体网关之间完成测试，拆线、删除端点的交互流程。
当参与测试的媒体网关为媒体网关1和3时，测试流程需要软交换1和2共同参与发起，具体实现与上述流程相同，不再赘述。
对于MGCP来说，协议流程和H.248基本一样，完全通过特殊的TID(0x5fff ff ff-0x50 00 00 00)来识别该呼叫为测试呼叫。
作为本发明的另外一个实施例在启动主动测试时，也可以不采用通过特殊的TID与RTP结合终端的方式，而是直接用特殊的TID标识一个RTP终端，媒体网关收到这样一个特殊的TID之后可以将其理解为CHOOSE(选择)方式的终端通配“$”，然后分配一个RTP终端和会话，在响应消息中返回明确的会话ID和RTP终端ID，之后软交换只通过分配的RTP终端ID来控制该主动测试终端，包括审计，删除等，测试流程与上述流程类似，不再赘述。
图4示出了实现业务质量测试的系统400的结构，包括设置于网络管理设备的测试管理单元401，设置于媒体网关控制器的测试控制单元402以及设置于媒体网关的测试操作单元403。
测试管理单元401向媒体网关控制器下发测试命令。如上所述，测试命令中包含参与测试的主被叫媒体网关的TID、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的Codec以及打包时长、测试时长、定期上报时长等信息。
测试控制单元402根据测试管理单元401下发的测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制媒体网关建立测试通道。测试操作单元403通过建立的测试通道相互收发测试业务流，收集QOS参数，例如时延、抖动等，并将QOS参数定时上报到测试控制单元402。
测试控制单元402收集媒体网关上报的QOS参数，将QOS参数上报给测试管理单元401。测试管理单元401接收到媒体网关控制器上报的QOS参数后，对测试结果进行相应的处理显示。
在本发明中，QOS参数的收集在接入媒体网关内部完成，可以多个测试通道，不同的测试业务级别，完全仿真实际的业务流进行测试，体现出实际业务流的业务质量。测试业务的启动，QOS参数的定时收集上报，测试业务的中止均由软交换根据媒体网关控制协议实时地进行灵活控制。软交换可以只审计感兴趣的QOS参数，也可以审计全部的QOS参数。同时，软交换可以通过NGN通用标准下发不同级别的测试业务流，提供灵活的测试业务类型。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种下一代网络中业务质量的测试方法，所述下一代网络包括网络管理设备，与所述网络管理设备连接的媒体网关控制器，以及与所述媒体网关控制器连接的媒体网关，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
A.网络管理设备向媒体网关控制器下发测试命令；
B.媒体网关控制器根据所述测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制参与测试的媒体网关建立测试通道；
C.参与测试的媒体网关之间通过所述测试通道相互收发测试业务流，收集业务质量参数，并将所述业务质量参数上报媒体网关控制器；
D.媒体网关控制器将所述业务质量参数上报给网络管理设备，网络管理设备对测试结果进行处理。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试命令包含有参与测试的主被叫媒体网关的终端标识TID、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的编码解码器Codec、打包时长、测试时长以及定期上报时长信息。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试控制指令中包含有测试用终端标识TID信息。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试通道为一个或者多个。
5、一种下一代网络中业务质量的测试系统，所述下一代网络包括网络管理设备，与所述网络管理设备连接的媒体网关控制器，以及与所述媒体网关控制器连接的媒体网关，其特征在于，所述系统包括：
测试管理单元，设置于网络管理设备，用于向媒体网关控制器下发测试命令，接收媒体网关控制器上报的业务质量参数，处理测试结果；
测试控制单元，设置于媒体网关控制器，用于根据所述测试命令向参与测试的媒体网关下发测试控制指令，控制媒体网关建立测试通道，收集媒体网关上报的业务质量参数，并将所述业务质量参数上报给测试管理单元；
测试操作单元，设置于媒体网关，用于通过所述测试通道相互收发测试业务流，收集业务质量参数，并将所述业务质量参数上报测试控制单元。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测试命令包含有参与测试的主被叫媒体网关的终端标识TID、被叫媒体网关所属软交换的IP地址、测试通道数、测试采用的编码解码器Codec、打包时长、测试时长以及定期上报时长信息。
7、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测试控制指令中包含有测试用终端标识TID信息。
8、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述测试通道为一个或者多个。
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