DE102004002452B4 - Schaltungsanordnung und Verfahren zur Fehleranalyse - Google Patents

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Abstract

Schaltungsanordnung zur Darstellung von mindestens einer aus einem, insbesondere aus einem oder mehreren Datenpaketen gebildeten, Datenstrom extrahierten Dateninformation, mit einem Dekodiermodul (DM) zur Extrahierung von Protokolltypen (PT), Nachrichtentypen (NT) und Identifikationsdaten (ID),
einem Zeitextrahierungsmodul (CM) zur Extrahierung von Zeitstempeln,
einem Richtungsdetektionsmodul (RM) zur Erkennung von empfangenen und gesendeten Daten,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Populationsmodul (PM) vorgesehen ist, dass dieses ein Zuordnungsmodul (ZM) aufweist, dass jeweils für gleiche Nachrichtentypen (NT) von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen oder Datenströme ein Nachrichtentyprepräsentant verwendet und dass ein dem jeweiligen Nachrichtentyp (NT) zugeordneter Zeitstempel diesem Nachrichtentyprepräsentanten zugeordnet wird und dass ein Populationsdiagrammmodul (PD) vorgesehen ist, dass die jeweiligen Nachrichtentyprepräsentanten mit den zugehörigen Zeitstempeln (t) sichtbar gesteuert anzeigt werden.

Description

  • Mit einer zunehmenden Vernetzung von in unterschiedlichen Technologien, wie beispielsweise in Time Division Multiplextechnik und Internetprotokolltechnik, ausgebildeten Telekommunikationsnetzen wird eine Nachverfolgung von Signalisierungsdaten und/oder Datenströmen innerhalb oder zwischen den Netzen durch einen Entwickler oder Betreiber immer schwieriger.
  • Bisherige Methoden zur Fehleranalyse ermöglichten die Darstellung einzelner Signalisierungsdaten und/oder Datenflüsse zwischen einer Datenquelle und einer Datensenke entsprechend ihres Auftretens an einem Messpunkt. Diese Darstellung gibt eine Visualisierung einzelner Signalisierungsfolgen während einer Anforderung eines Verbindungsaufbaus und/oder eines Verbindungsabbaus wieder. Die Signalisierung für den Verbindungsaufbau weist beispielsweise Nachrichtentypen wie Setup, Call Proceeding, Connect und ein Connect Acknowledge und Nachrichtentypen wie Release REL und Release Complete RLC für eine Signalisierung während eines Verbindungsabbaus auf.
  • Eine Fehlersuche oder eine Fehlereingrenzung stößt mit der vorgenannten Visualisierung von Signalisierungsfolgen und/oder Datenströmen an ihre Grenzen, wenn beispielsweise ein mehrfaches an Verbindungsanforderungen darzustellen ist.
  • Mit den bisherigen Anordnungen konnte man nur mit hohem zeitlichen Aufwand die Ergebnisse eines Testlaufs nachvollziehen. Sehr unübersichtlich und damit unbrauchbar für eine effektive Fehlersuche wurde die Darstellung, wenn die Signalisierungsdaten von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen über einen längeren Zeitraum darzustellen und auszuwerten waren. Des weiteren bringen die bisher bekannten Anordnungen und dazugehörige Verfahren den Nachteil mit sich, dass Schwankungen im Signalisierungsaufkommen oder im Realtime Transport Protocol RTP nicht nachvollziehbar waren.
  • Aus der US-Patentschrift 5,757,895 ist eine Ergänzung zu einem CSS7 Nachrichtenset mit "non-standard" Nachrichtentypen und die Implementierung eines solchen Systems in einem Service Switch Point SSP beschrieben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Schaltungsanordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur Visualisierung von Signalisierungsdaten eines Signalisierungsaufkommens während eines Verbindungsaufbaus, -abbau oder während eines Datentransfers anzugeben.
  • Die Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 6 gelöst.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von unmittelbar aufeinander folgender Signalisierungsdaten oder Datenströme klassifizier- und analysierbar sind.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Testläufe über mehrere Stunden und/oder Tage analysierbar bleiben.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Signalisierungsdaten von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen ohne einen größeren Zeitaufwand analysierbar sind.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden Signalisierungen von einer Mehrzahl von Verbindungsanforderungen im Zusammenhang analisierbar sind.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von Schnittstellen gleichzeitig im Zusammenhang analisierbar ist.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Netzwerkfehler und Unregelmäßigkeiten in der Signalisierung mit einem minimalen Hard- und Softwareaufwand erfassbar sind.
  • Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen zu den Figuren von Ausführungsbeispielen anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Analysemoduls,
  • 2 ein dazugehöriges Datenflussdiagramm,
  • 3 eine weitere schematische Darstellung eines Analysemoduls,
  • 4 ein dazugehöriges Populationsdiagramm,
  • 5 ein Meta-Populationsdiagramm aus Datenströmen an zwei Schnittstellen entlang eines Verbindungsweges,
  • 6 ein weiteres Meta-Populationsprogramm,
  • 7 ein Ausschnitt aus einer Netztopologie,
  • 8 ein dazugehöriges Meta-Populationsdiagramm mit einer Vielzahl von Protokolltypen und dazugehörigen Nachrichtentypen und
  • 9 ein weiteres Meta-Populationsdiagramm mit einer Vielzahl von Protokolltypen und dazugehörigen Nachrichtentypen.
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Analyse und Visualisierung eines Signalisierungsaufkommens während eines Verbindungsaufbaus, eines Datentransfers und eines Verbindungsabbaus.
  • Eingangsseitig wird das gezeigte Datenanalysemodul AM mit einem beispielsweise von einer Schnittstelle abgeleiteten Datenstrom beaufschlagt. Der Datenstrom ist jeweils aus paketierten Daten gebildet. Nach einer Eingangsseitig im Analysemodul AM angeordneten Fehlererkennungsmodul EM wird das Ausgangssignal des Fehlererkennungsmoduls EM weiteren Modulen DM, CM, RM, GPM zur Verarbeitung zugeführt. Die auf eine bitfehlerfreien Paketübertragung geprüften Datenpakete des ein gangsseitig am Fehlererkennungsmodul EM anliegenden Datenstrom werden zu einem Dekodierungsmodul DM, einem Taktextrahierungsmodul CM und einem Richtungsdetektierungsmodul RM weitergeleitet.
  • Das Dekodierungsmodul DM entnimmt aus den im jeweiligen Datenpaket mitgelieferten Daten den Protokolltyp PT, den Nachrichtentyp NT und die Identifikationsnummer ID. Unter dem Protokolltyp PT sind z.B. die während eines Datentransports verwendeten Datenprotokolle zusammengefasst, wie z.B. Q.931 für eine ISDN-Signalisierung oder ein MGCP Datenprotokoll für ein Media Gateway Control Protokoll. Unter dem Nachrichtentyp NT sind z.B. die Daten zum Signalisierungsaufbau und Signalisierungsabbaus wie Setup, Call Proceeding, Connect, Connect Acknowledge usw. zusammengefasst. Unter der Identifikationsnummer ID ist die jeweilige Zuordnung des Nachrichtentyps zu einem Verbindungsaufbau zu verstehen. In dem Modul zur Taktrückgewinnungseinheit CM wird ein zu dem jeweiligen Datenpaket mitgelieferter Zeitstempel t extrahiert. In dem Richtungsdetektierungsmodul RM wird festgestellt ob es sich bei dem anliegenden Datenstrom um ein Receivesignal rx oder ein Transmitsignal tx handelt.
  • Des weiteren ist ein Globalisierungsparametermodul GPM zur statistischen Analyse des am Eingang des Analysemoduls AM anliegenden Datenstroms üblich. Das Globalisierungsparametermoduls GPM kann z.B. Daten wie Errored Packets in Blocks, Packet Error Rate oder/und Call Failure Rate CFR ermitteln.
  • Die Ausgangssignale des Dekodierungsmoduls DM, des Taktextrahierungsmoduls CM und des Richtungsdetektionsmoduls RM werden eingangsseitig an ein Filtermodul FM weitergeleitet. Die von dem Filtermodul FM selektierten Signalisierungsdaten/Datensignale werden einem Listenmodul LM zugeführt. Diese im Listenmodul zwischengespeicherten Daten können wie in 2 dargestellt wiedergegeben werden.
  • In 2 ist ein Signalisierungsaufbau und Signalisierungsabbau zwischen einer eine Rufsignalisierung auslösenden ersten Telekommunikationseinheit SRC und einer zweiten mit DEST bezeichneten Telekommunikationseinheit wiedergegeben. Der Telekommunikationspfad verläuft über einen Vermittlungsknoten SW.
  • Angefordert wird die Verbindung durch ein Nachrichtensignal NT Setup. Das Nachrichtensignal Setup wird durch ein Call Proceeding im Vermittlungsknoten SW und in der zweiten Telekommunikationseinheit quittiert. Eine Connect Signalisierung erfolgt von der zweiten Telekommunikationseinheit nach einer mit T(DS) bezeichneten Zeiteinheit zur ersten Telekommunikationseinheit. Eine Quittierung erfolgt dann jeweils durch eine Connect Acknowledge Signalisierung vom Vermittlungsknoten SW und von der ersten Telekommunikationseinheit SRC.
  • Eine Auslösung des Kommunikationspfades erfolgt durch eine Release REL Signalisierung. Diese wird dann jeweils durch eine Release Complete RLC Signalisierung erwidert. Nachfolgend werden diese Nachrichtensignale auch als Datensignale und Datentypen bezeichnet.
  • 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Datenanalysators AM. Die zum Teil bereits in 1 beschriebene Anordnung ist erfindungsgemäß mit einem als Populationsmodul PM bezeichneten Modul ausgestattet. In dem Filtermodul FM können aus den an seinen Eingängen anliegenden Datensignalen PT, NT, ID, t, tx, rx Untermengen selektiert werden. In den Untermengen können dann auf der Grundlage unterschiedlicher Strategien zur selektiven Betrachtung die zur Verfügung stehenden Signalisierungsdaten/Datensignale zusammengefasst und visualisiert werden. Diese Fokussierung kann sich auf eine bestimmte Auswahl von Identifikationsnummern von IDx bis IDy oder einer bestimmten Betrachtung eines Zeitfensters zwischen den Zeitstempeln von ta bis te konzentrieren. Ebenso können nur die von einer Datenquelle gesendeten oder von einer Da tensenke empfangenen Signalisierungen selektiert werden. Darüber hinaus kann die Suche nach Fehlern sich auf eine bestimmte Anzahl von signifikanten Protokollen PT oder Nachrichtentypen NT beschränken. Diese Untermengen können per Software, Firmware, Hardware oder manueller Eingabe durch einen Operator am Filtermodul FM erfolgen. Das Populationsmodul PM ist aus einem Zuordnungsmodul ZM, einem Populationsdiagrammmodul PD und einem Populationsmusteranalysemodul PAM gebildet. In dem als Zuordnungsmodul ZM bezeichneten Modul erfolgt eine Zwischenspeicherung der von dem Filtermodul FM extrahierten und mit einem Repräsentanten verknüpften Daten. In dieser Tabelle wird den aus dem eingangsseitig am Datenanalysemodul AM anliegenden Datenpaketen entnommenen Nachrichtensignalen NT jeweils einem Populationsniveau zugeordnet. Bei einer Zuordnung wird beispielsweise das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp SETUP einem ersten Niveau, das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp Call Proceeding auf einem zweiten Niveau und nachfolgende Nachrichtentypen einem dritten, vierten.... Niveaus zugeordnet. Die einzelnen Niveaus können beispielsweise zudem je Signalisierungsrichtung, einem ersten und zweiten Subniveau, zugeordnet werden. So kann das erste Subniveau für abgehende Nachrichtensignalisierungen für eine Transmit-Signalisierung tx und das zweite Subniveau für empfangene Nachrichtensignalisierungen wie Receive-Signalisierung rx auf unterschiedlichen Achsen dargestellt werden. Die einzelnen Niveaus können auch als Repräsentanten bezeichnet werden.
  • Eine Zuordnung der zwischengespeicherten Signalisierungsdaten/Daten kann beispielsweise durch eine Zuordnung eines Subniveaus zu einem numerischen Platzhalter z.B., 10 für das erste Niveau SETUP, 20 für das zweite Niveau Call Proceeding usw. erfolgen. Mit einem Subniveaus kann entsprechend verfahren werden. So kann für das erste Subniveau z.B. für ein gesendetes Datensignal wie SETUP ein Platzhalter 10 + 1 = 11 und für ein zweites Subniveau für ein empfangenes Datensignal ein weiterer Platzhalter 10 – 1 = 9 vergeben werden.
  • In einer dem Populationsmodul PM zugeordneten Visualisierungseinheit PD werden die in den Tabellen zwischengespeicherten Nachrichtensignale von einzelnen oder einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen zusammengefasst und jeweils mit einem Zeitstempel t versehen abgebildet. In einem dem Populationsmodul PM zugeordneten Populationsmuster-Analysemodul PAM können dann eine dem Fehlererkennungsprozess unterstützende Mustererkennung steuernd ausgewählt werden.
  • Durch die Globalisierungsmodul GPM extrahierten Daten können die vom Zuordnungsmodul ZW und Populationsdiagrammodul PD weitergeleiteten Daten im Populationsmuster-Analysemodul PAM z.B. getriggert werden. Durch das Ausgangssignal ist ein automatisierter Start einer Musteranalyse bei einem sporadisch auftretenden Fehler wie z.B. während eines schmalen Zeitfensters möglich. Dies bringt den Vorteil mit sich, das sporadisch auftretende Fehler beispielsweise bei einem Anstieg einer Call Failure Rate über einen vorgebbaren Grenzwert signalisiert werden können.
  • Auf einer horizontalen Achse eines Nachrichtentyprepräsentanten werden Nachrichtensignalisierungen entsprechend ihrem Auftreten während einer Signalisierungsprozedur zwischen Datenquelle und Datensenke abgebildet, siehe 4, 5, 6, 8, und 9. Bei einer Visualisierung von Signalisierungsabfolgen bei einer Vielzahl von Nachrichtenverbindungsanforderungen erfolgt eine Zusammenfassung gleicher Nachrichtensignalisierungen. Für eine Vielzahl von beispielsweise Setup Nachrichtensignalen wird nur noch ein Nachrichtensignalisierungsrepräsentant visualisiert. Dieser jeweils nur eine visualisierte Nachrichtentyp kann auch als Repräsentant, Daten- oder Nachrichtentyprepräsentant bezeichnet werden.
  • In 4 ist eine Zuordnung einer im Zuordnungsmodul ZM zusammengefassten Datenmenge wiedergegeben. Die Visualisierung erfolgt durch das Populationsdiagrammmodul PD. Bei dieser Darstellung wird ein Datentyprepräsentant in einem ersten und zweiten Populationsniveau abgebildet. Ein Nachrichtensignal wird entsprechend seinem Zeitstempel beispielsweise mit einem vertikalen Balken auf der horizontalen Achse abgebildet. Diesem Zeitstempel kann zusätzlich eine Identifikationsnummer zugeordnet sein. Auflistungen der Typen der Nachrichtensignale mit ihren Identifikationsnummern ist ebenso möglich. In dieser Darstellung sind zwei Nachrichtensignale durch den jeweiligen Nachrichtenrepräsentanten SETUP und CONNECT abgebildet, wobei jeweils ein Nachrichtentyprepräsentant durch jeweils zwei Subniveaus bezogen auf eine Schnittstelle zwischen einem Terminal und einem Netzelement wiedergegeben ist. Die Verbindungsanforderungen sind bei dieser Darstellung auf eine geringe Anzahl begrenzt. Die vom Terminal ausgehende Verbindungsanforderung generiert im Terminal ein Nachrichtensignal von Nachrichtentyp SETUP. Dieses Nachrichtensignal ist auf der Achse des Signalisierungsrepräsentanten SETUP (tx) durch einen vertikalen Balken visualisiert. Entlang dieser Achse erfolgt durch einen vertikalen Balken jeweils ein Vermerk eines Zeitstempels. Dieser Zeitstempel ist jeweils ein Repräsentant einer Verbindungsanforderung.
  • Eine Antwort des Kommunikationspartners wird über den SWITCH in der Achse CONNECT (rx) durch einen horizontalen Balken abgebildet. Für jede Signalisierung die durch das Terminal empfangen wird, wird ein Nachrichtensignal von Nachrichtentyp SETUP auf der Achse des SETUP-Repräsentanten SETUP (rx) abgebildet. Die vom Terminal generierten CONNECT Nachrichtensignale werden entlang des Subniveaus auf der Achse des Nachrichtenrepräsentanten CONNECT (tx) ebenfalls entsprechend ihrem zeitlichen Auftreten durch beispielsweise einen vertikalen Balken repräsentiert.
  • In 4 ist ein fehlerfreies Signalisierungsaufkommen zwischen den Telekommunikationsteilnehmern wiedergegeben. Die Abbildung zeigt jeweils die Häufigkeit und die Verteilung der Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP tx, rx, CONNECT tx, rx auf dem generierten Nachrichtentyprepräsentanten.
  • In 5 ist ein Meta-Populationsdiagramm MPD(x; y; u; v) abgebildet, wobei x die Anzahl von Schnittstellen zwischen dem Modul SOURCE und dem Modul SW sowie zwischen dem Modul SW und dem Modul DESTINATION wiedergibt, y die Anzahl von Protokolltypen, u die Anzahl der Nachrichtentypen und v die Anzahl der Subniveaus aufführt. In 5 ist somit ein Meta-Populationsdiagramm MPD(2; 1; 3; 1) dargestellt.
  • Mit dieser Darstellung wird in einem ersten Teil A–B ein fehlerfreies Signalisierungsaufkommen wiedergegeben. Gemäß 2 erfolgt die gleiche Abfolge von Nachrichtensignalen zwischen SOURCE und SWITCH SW sowie zwischen SWITCH SW und DESTINATION. In diesem Teil des Populationsdiagramms ist das Signalisierungsaufkommen von vier unmittelbar aufeinanderfolgenden Verbindungsanforderungen wiedergegeben. Ein Nachrichtensignaltyp wird jeweils durch einen Repräsentanten gebildet. Entlang der Achse des Nachrichtentyprepräsentanten sind die Nachrichtensignale entsprechend ihrem Auftreten am Messpunkt entlang der jeweiligen horizontalen Achse markiert. Die Nachrichtensignale werden von den an dem Verbindungsaufbau beteiligten Vermittlungseinheiten Einheiten sukzessiv abgearbeitet. Es kommt bei diesem Signalisierungsaufkommen zu keiner über die systemüblichen Antwortzeiten hinausgehende Verzögerung.
  • In Abschnitt B–F ist ein Signalisierungsaufkommen von z.B. 32 Verbindungsanforderungen wiedergegeben.
  • Im Abschnitt B–C werden 8 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP von dem Modul SOURCE gesendet. Alle 8 SETUP's werden von dem Modul SWITCH verarbeitet und weitergeschickt. Von diesen 8 Setup's werden aber nur 4 mit dem Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp CONNECT durch das Modul DESTINATION beantwortet. Die restlichen 4 CONNECT Nachrichtensignale werden erst in der folgenden aktiven Periode des Systems in Abschnitt C–D beantwortet. Die ersten 4 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp CONNECT werden von dem SWITCH durch CONNECT_ACK bestätigt und gleichzeitig in Richtung SOURCE weitergeleitet. Die SOURCE schickt erstmals in Abschnitt F–G ein CONNECT_ACK Nachrichtensignal auf diese 4 CONNECT Nachrichtensignale, wann alle SETUP's bereits abgeschickt sind.
  • Abschnitte C–D, D–E, E–F sind identisch mit Abschnitt B–C. Diese Darstellung bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Darstellung sofort Unregemäßigkeiten festgestellt werden und eine Fehlersuche bereits fokussiert vorgenommen werden kann.
  • Diese Darstellung kann dann in dem nachfolgenden Populationsmuster-Analysemodul PAM bearbeitet werden. So kann eine darin implementierte Software die Gesamtzahl der Balken (Nachrichtensignale) in allen Niveaus erfassen und bei Vollzähligkeit dies signalisieren. In 5 beträgt die ursprünglich abgesendete Anzahl von Nachrichtensignalen gleich 40, d.h. kein Nachrichtenpaket ist verlorengegangen. Der Burst von 40 SETUP Nachrichtensignalen wird nicht in einem einzigen Burst von dem Modul Source ausgegeben, sondern in mehreren kleinen Bursts von 8 SETUP's, unterbrochen von Stillstandsperiode von etwa 0.7 Sekunden zwischen diesen Bursts von der Source abgegeben. Im Abschnitt B–F, zwischen SOURCE und SWITCH ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK ist nicht gleich, sondern auf 8 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP erwidert das Modul Destination mit nur 4 CONNECT's und 0 CONNECT_ACK Nachrichtensignale. In Abschnitt B–F, zwischen SWITCH und DESTINATION, ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK nicht gleich, wie man erwarten würde, sondern auf 8 SETUP's werden nur 4 CONNECT's und 4 CONNECT_ACK abgegeben. Dieses Diagramm kann dann Softwaremäßig oder durch den Fachmann interpretiert werden.
  • Bei einer Betrachtung des Diagramms können so in einfacher weise Unregelmäßigkeiten erkannt werden. Diese Unregelmäßig keiten können außerdem im Fehlen einzelner Nachrichtentypen und/oder in einer Verdopplung von Nachrichtentypen und/oder in einem verspäteten Eintreffen von Nachrichtentypen sowie in einer Wiederholung von Nachrichtentypen mit dazugehörigen Identifikationsnummern ID bestehen.
  • In 6 ist ein weiteres Meta-Populationsdiagramm MPD(2; 1; 3; 1) wiedergegeben. Entsprechend 5 wird hier ein Nachrichtensignalisierungsaufkommen von z.B. 100 unmittelbar aufeinanderfolgende Verbindungsanforderungen in einem ersten Burst zusammengefasst. Die Verbindungsstrecke zwischen Source und Destination verläuft über einen Switch SW. Hier wird zur besseren Veranschaulichung der Einsetzbarkeit des Gegenstandes der Erfindung ein Switch mit einer reduzierten Verarbeitungsgeschwindigkeit eingesetzt. In dieser Darstellung wird ein Engpass in der Nachrichtensignalverarbeitung im Verbindungsaufbaupfad, hier im Netzelement SWITCH SW, deutlicht. Von den 100 Verbindungsanforderungen werden 25 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP in Abschnitt A–B von SWITCH weitergeleitet, die restlichen Setup's müssen noch einmal einen Verbindungsaufbau anfordern. Nach Ablauf einer im Modul SOURCE integrierten Zeitschranke werden die verlorengegangenen SETUP's, die während dieser Zeit mit CONNECT nicht quittiert worden sind, erneut vom Modul SOURCE zum Modul DESTINATION geschickt. Dies erfolgt wie dargestellt in fünf aufeinanderfolgenden Zeiträumen. Das Modul DESTINATION beantwortet jeden empfangenen SETUP mit dem Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp CONNECT, die auch von dem Modul SWITCH durch das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp CONN_ACK quittiert wird. Alle CONNECT Nachrichtensignale die über den SWITCH im Abschnitt B–C an das Modul SOURCE zurückkommen treffen außerhalb des vorgegebenen Zeitfensters ein, weshalb diese nicht angenommen und mit CONN_ACK quittiert werden. Nach einer Softwarebasierten Musteranalyse kann man u.a. feststellen, dass insgesamt 100 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP am Anfang des Verbindungsprozesses generiert, aber 200 SETUP's bis zum Ende des Prozesses gefunden wurden, d.h. hier werden Nachrichtensignale wiederholt. In Abschnitten A–B (bzw. A–C), zwischen SOURCE und SWITCH, ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK nicht gleich, sondern auf 100 SETUP's (bzw. 200) liefert das System nur 25 (bzw. 53) CONNECT's und 6 (bzw. 26) CONNECT_ACK.
  • Alle CONNECT Nachrichtensignale im Abschnitt B–C treffen zu spät im SOURCE ein, d.h. nach dem Ablauf einer eingebauten Zeitschranke, wird deswegen kein CONNECT Nachrichtensignal durch CONN_ACK quittiert.
  • Im Populationsmuster-Analysemodul PAM wird festgestellt, dass insgesamt 26 von 100 Anrufen abgearbeitet wurden. Das ergibt sich von der Anzahl von CONN_ACK Nachrichtensignal, die von dem Modul SOURCE abgeschickt worden sind.
  • In 7 ist ein Ausschnitt aus einer Netztopologie wiedergegeben. Dieser Netzausschnitt zeigt Telekommunikationspfade zwischen Telekommunikationsteilnehmern über ein Internet Protokoll IP basiertes Netz. In diesem Beispiel sind die Telekommunikationsgeräte jeweils an einem Integrated Access Device IAD angeschlossen. Diese Integrated Access Devices IAD's werden physikalisch klassisch über Kupferzweidraht aber mit einer Symmetrical High-Speed Digital Subscriber Line Technologie SHDSL an einem Digital Subscriber Line Access Multiplexer DSLAM angeschlossen und dann weiter über die Backbone des IP Netzes angebunden. Im IP Netz ist ein zentrales, das als Media Gateway Controller MGC bezeichnete Netzelement angeordnet. Dieses koordiniert die Kommunikation für den Verbindungsaufbau/-abbau zwischen den Endteilnehmern. In 7 ist auch ein Messpunkt zwischen dem Media Gateway MG und Media Gateway Controller MGC angedeutet. Dieser Messpunkt ermöglicht die Verfolgung des Signalisierungsverkehrs zwischen den oben genannten Voice over Digital Subscriber Line DSL VoDSL Teilnehmern und dem Media Gateway Controller MGC. Der Signalisierungsverkehr ist an dieser Stelle so intensiv, dass mit den bekannten Darstellungen eine Übersicht nicht möglich ist. Wegen des großen Signalisierungsaufkommens ist es von Vorteil ein Meta-Populationsdiagramm MPD(x; y; u; v) wie in 8, 9 dargestellt einsetzen.
  • Zur Nachverfolgung des Signalisierungsaufkommens zwischen den Endteilnehmern und dem Media Gateway Controller MGC werden in 8 und 9 das Signalisierungsaufkommen innerhalb der wesentlichen Protokolltypen wiedergegeben. Der Messpunkt befindet sich zwischen dem Media Gateway MG und dem Media Gateway Controller MGC. Durch diesen Messpunkt besteht Zugang zu allen Datenpaketen die über den Media Gateway Controller MGC abgewickelt werden.
  • In 8 und 9 sind zwei Meta-Populationsdiagramme MPD (1; 4; 10; 1) mit unterschiedlichen Zeitfenstern abgebildet. Entlang vertikaler Achsen sind in 8, 9 Signalisierungen innerhalb von Protokollen an einer Schnittstelle (x = 1) zwischen Media Gateway MG und Media Gateway Controller MGC wiedergegeben. Diese Protokolle können z.B. die Protokolltypen (y = 4) Q.931 für ISDN Signalisierung, MGCP für Media Gateway Control Protocol, IUA für ISDN Q.921 User Adaptation und SCTP für Stream Control Transmission Protocol sein. Zu den Protokolltypen sind die jeweiligen Nachrichtentypen (hier z.B. maximal u = 10) aufgelistet. Auf Subniveaus für tx und rx wird wegen der Übersichtlichkeit (v = 1) verzichtet.
  • Die Nachrichtentypen der vier Protokolltypen werden bei dem Aufbau/Abbau des Kommunikationspfades am angegebenen Messpunkt erfasst und in 8, 9 wiedergegeben. Für jeden der Nachrichtentypen ist jeweils nur ein Populationsniveau pro Nachrichtentyp angegeben. Dieses bringt den Vorteil mit sich, dass trotz der 1800 bzw. 32000 betrachteten Datenpakete das Signalisierungsaufkommen übersichtlich bleibt.
  • 8 zeigt einen 5 Minuten Ausschnitt aus einem 24 Stunden Dauerbetrieb. Es kommt bei diesem Signalisierungsaufkommen zu keiner über die systemübliche Antwortzeiten hinausgehende Verzögerung.
  • Zum Protokolltyp Q.931 werden die Nachrichtentypen SETUP, CALL PROCEEDING (CALL PROC, ALERTING, CONNECT, CONNECT ACKNOWLEDGE, SETUP ACKNOWLEDGE (SACK), FACILITY, DISCONNECT, RELEASE, RELEASE COMPLETE (REL COMP) angegeben.
  • Zum Protokolltyp MGCP werden die Nachrichtentypen CRCX (Create Connection), MDCX (Modify Connection), DLCX (Delete Connection), ACKNOWLEDGE (200 OK, 250 DELETE OK, 250 ID NOT FOUND), AUEP (Audit Endpoint), RQNT (Request Notification), RSIP (Restart In Progress) angegeben.
  • Zum Protokolltyp IUA werden die Nachrichtentypen EST_IND (Establishment Indication), SACK EST_IND, CONNECT, ASP_UP (Application Server Process UP), ASP_UP_ACK, ASP_ACTIVE, SACK ASP_ACTIVE, REL_REQ (Release Request), REL_IND (Release Indication), SACK REL_IND angegeben.
  • Zum Protokolltyp SCTP werden die Nachrichtentypen INIT, INIT_ACK, SACK, HEARTBEAT, HEARTBEAT_ACK, COOKIE_ECHO, COOKIE_ACK, ABORT angegeben.
  • In 9 sind die Nachrichtensignalisierungen innerhalb eines Zeitfensters von 2 Stunden aus einem 24 Stunden Dauerbetrieb wiedergegeben. Entlang des Nachrichtentyprepräsentanten sind die Zeitstempel der Nachrichtensignale entsprechend ihrem Auftreten am Messpunkt markiert. Die Nachrichtensignale werden von den an dem Verbindungsaufbau beteiligten Einheiten sukzessiv abgearbeitet. Die Abbildung zeigt auch die Häufigkeit und die Verteilung der generierten Nachrichtentypen zum jeweiligen Protokolltyp.
  • Nachfolgend wird zur besseren Visualisierung in dem Populationsmuster-Analysemodul PAM die Einstellung des Zeitfensters optimiert. Dies kann z.B., 5 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde, 2 Stunden, oder 24 Stunden, etc. sein, so dass das Erkennen von Unregelmäßigkeiten in dem jeweiligen Diagramm möglich wird.
  • Eine Softwareanalyse erfolgt wie folgt:
    In einem ersten Schritt wird das Zeitfenster ZF = 24 Stunden eingestellt. Danach erfolgt eine Musteranalyse wie zu 4, 5 und 6 beschrieben. Die Anzahl der Nachrichtensignale und der Zeitschranken wird dabei berücksichtigt. Liegt ein Fehler vor so wird das Zeitfenster sukzessiv verringert, z.B. auf ZF = 2 Stunden. Danach erfolgt eines neue Musteranalyse. Bei vorliegen eines Fehlers wird das Zeitfenster weiterhin auf ZF = 1 Stunde, 30 Minuten, 10 Minuten, 5 Minuten, 1 Minute verkleinert und eine erneute Musteranalyse durchgeführt.
  • In 9 ist im Unterschied zu 8 ein Signalisierungsaufkommen über einen Zeitraum von 2 Stunden wiedergegeben. Hierbei wurden insgesamt 32000 Datenpakete betrachtet. Nach einer wie oben beschriebenen im Populationsmuster-Analysemodul PAM durchgeführten Musteranalyse wird festgestellt, dass es einmal pro Stunde zu einem Verlust von Paketen kommt. Der dargestellte Abschnitt von 5 Minuten in 8 ist fehlerfrei. In dem 2 Stundenabschnitt in 9 liegt jedoch ein Fehler vor. Vom Populationsmuster-Analysemodul PAM wird signalisiert, dass einige Pakete in der ISDN Signalisierung Q.931 wie. Z.B. ALERTING und CONNECT verloren gegangen sind. Der Fachmann wird dann feststellen können es zu einem kurzfristigen Lawineneffekt von Nachrichtensignalen kam. Daraufhin werden die Signalisierungen vom System wiederholt was wiederum zu einem kurzem Netzausfall von 10–15 Sekunden führt. 9 zeigt dabei deutlich den Signalisierungsausfall und dessen Auswirkung auf die Protokollebenen.
  • So kann mit Hilfe einer oder mehrerer Metapopulationsdiagrammen in einem ersten Schritt ein solcher Engpass lokalisiert und analysiert werden. Weitere Schritte wie z.B. eine Verkleinerung des zu betrachtenden Zeitfensters ermöglicht auch ein Nachvollziehen von Nachrichtensignalisierungen über die Protokollebenen hinweg.

Claims (10)

  1. Schaltungsanordnung zur Darstellung von mindestens einer aus einem, insbesondere aus einem oder mehreren Datenpaketen gebildeten, Datenstrom extrahierten Dateninformation, mit einem Dekodiermodul (DM) zur Extrahierung von Protokolltypen (PT), Nachrichtentypen (NT) und Identifikationsdaten (ID), einem Zeitextrahierungsmodul (CM) zur Extrahierung von Zeitstempeln, einem Richtungsdetektionsmodul (RM) zur Erkennung von empfangenen und gesendeten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Populationsmodul (PM) vorgesehen ist, dass dieses ein Zuordnungsmodul (ZM) aufweist, dass jeweils für gleiche Nachrichtentypen (NT) von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen oder Datenströme ein Nachrichtentyprepräsentant verwendet und dass ein dem jeweiligen Nachrichtentyp (NT) zugeordneter Zeitstempel diesem Nachrichtentyprepräsentanten zugeordnet wird und dass ein Populationsdiagrammmodul (PD) vorgesehen ist, dass die jeweiligen Nachrichtentyprepräsentanten mit den zugehörigen Zeitstempeln (t) sichtbar gesteuert anzeigt werden.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnungsmodul (ZM) derart ausgebildet ist, dass die jeweiligen Nachrichtentypen (NT) mit zugehörigen Identifikationsnummern (ID) und Zeitstempeln versehen werden und diese mit einem Nachrichtentyprepräsentanten verknüpft werden.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnungsmodul (ZM) derart ausgebildet ist, dass zu einem oder mehreren Protokolltypen zugehörige Nachrichtentyprepräsentanten zugeordnet werden können.
  4. Schaltungsanordnung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Populationsmuster-Analysemodul (PAM) derart ausgebildet ist, dass Protokolltypen (PT), Nachrichtentypen (NT), Zeitstempel (t) und Identifikationsnummern (ID) statistisch erfasst und entsprechend ihrem Auftreten während eines Verbindungsaufbaus und Verbindungsabbaus visualisierbar sind.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Populationsmuster-Analysemodul (PAM) derart ausgebildet ist, dass der Beginn einer Zeitperiode eines Zeitfenstern durch ein Triggersignals bestimmbar und die Dauer der Zeitperiode einstellbar ist.
  6. Verfahren zur Darstellung von mindestens einer aus einem, insbesondere aus einem oder mehreren Datenpaketen gebildeten, Datenstrom extrahierten Dateninformation, mit einem Dekodiermodul (DM) zur Extrahierung von Protokolltypen (PT), Nachrichtentypen (NT) und Identifikationsdaten (ID), einem Zeitextrahierungsmodul (CM) zur Extrahierung von Zeitstempeln, einem Richtungsdetektionsmodul (RM) zur Erkennung von empfangenen und gesendeten Daten, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils für gleichen Nachrichtentypen (NT) von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen oder Datenströme ein Nachrichtentyprepräsentant verwendet und dass ein dem jeweiligen Nachrichtentyp (NT) zugeordneter Zeitstempel diesem Nachrichtentyprepräsentanten zugeordnet wird und dass die jeweiligen Nachrichtentyprepräsentanten mit den zugehörigen Zeitstempeln (t) sichtbar gesteuert anzeigt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Nachrichtentypen (NT) mit zugehörigen Identifikationsnummern (ID) und Zeitstempeln (t) versehen werden und diese mit einem Nachrichtentyprepräsentanten verknüpft werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem oder mehreren Protokolltypen zugehörige Nachrichtentyprepräsentanten zugeordnet werden können.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Protokolltypen (PT), Nachrichtentypen (NT), Zeitstempel (t) und Identifikationsnummern (ID) statistisch erfasst und entsprechend ihrem Auftreten während eines Verbindungsaufbaus und Verbindungsabbaus visualisierbar sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn einer Zeitperiode eines Zeitfenstern durch ein Triggersignals bestimmbar und die Dauer der Zeitperiode einstellbar ist.
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