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安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
2015-12-18 14:07:46   来源:   评论:0 点击:

  安捷伦信令分析仪测试平台(SART)是针对3G系统测试需求设计的全新解决方案,它可以快速全面地对无线、有线和数据通信网络进行各种信令
  安捷伦信令分析仪测试平台(SART)是针对3G系统测试需求设计的全新解决方案,它可以快速全面地对无线、有线和数据通信网络进行各种信令分析和业务测试。诸多关键特性(例如硬件过滤、自动配置、多接口呼叫/数据会话跟踪以及内建的统计功能等)可有效帮助客户确认和找出故障,即时发现影响客户满意度的潜在问题。信令分析仪拥有一个直观的图形用户界面,这使其倍受新老网络工程师的青睐。同时,分析仪的设计也使其非常适合于在分布式与集中测试环境下使用。
  安捷伦信令分析仪是一个专门面向2G/2.5G/3G无线网络(包括GSM/GPRS/UMTS、TD-SCDMA和IS95/cdma-1x/cdma2000)的分析仪器,具备以下功能特点:
  ●面向Iub接口的自动UMTS配置
  ●使用硬件捕捉过滤器避免捕捉不必要的数据,以最大限度提高性能
  ●语音呼叫的捕捉与回放
  ●导出语音呼叫的PCM数据,以便进行语音质量分析
  实时多任务协议分析、统计和呼叫跟踪
  ●在多个并发接口上执行用户可配置的图形呼叫跟踪,这些接口包括Iub、Iur、Iu、Gn、Gb、Gr等
  ●多媒体消息业务(MMS)呼叫跟踪
  ●基于时间的图形(或列表)统计(可设定阈值)
  ●在任何标准Windows电脑上对捕捉数据进行后分析
  ●将捕捉的数据以数据流方式发送到存储设备
  ●在线帮助与关联型用户帮助
  ●全中文界面
  ●内建协议帮助
  ●用户可配置颜色代码的流量概览、协议解码
  ●将呼叫控制数据导入到CSV和ASCⅡ文件中,以供其它应用进行分析
  ●定期日志记录
  1、安捷伦信令分析仪的主要优点
  安捷伦基于DNA的信令分析仪是专门为下一代移动网络设计的新型平台,它具有强大的信令处理能力和业务分析功能。信令分析仪的主要优点包括:
  ●分布式处理能力,每个信令测试硬件(DNA)都可以通过以太网互连,所有这些DNA都可以实现精准的时间同步,通过一台分离的控制主机(PC或服务器)来控制这些DNA,从而构成一个具有很强伸缩性的信令测试系统。控制主机可以自动将多个DNA测试仪所采集的信令数据合并起来,从而对UMTS各接口的数据进行关联性分析。
  ●大容量的信令测试能力,一台计算机所控制的测试系统可以同时支持32对STM-1链路或64对E1链路。
  ●多端口的呼叫跟踪能力,可以在UMTS的多个接口(包括Iub、Iu、Iur、Gn、Gi等)之间进行关联性呼叫跟踪分析。
  ●多用户(Multi-User)支持,可提供多用户信令测试系统,包括多用户服务器和客户端。多用户服务器直接连接DNA测试硬件,通过它将DNA采集的信令数据发布到不同的客户端信令分析仪;每个客户端的操作相互独立,可进行各种实时的信令分析。一台多用户服务器最多可同时支持30个客户端。由于同一套测试硬件支持多个用户并行操作,使得测试仪的硬件得到最充分的利用,大大提高投资效益。
  ●呼叫管理器(Call Manager),通过SQL技术实现强大的呼叫管理功能,长时间的呼叫跟踪记录(CDR)可以直接被输入测试系统自带的数据库中,并可自动建立呼叫记录同原始信令数据的关联。用户只需要很短的时间就可以在海量数据中(可能达到上百G)查找到一个特定的呼叫,并可对其进行详细的消息序列解码分析。
  ●数据挖掘工具(DMT),可通过联机分析(OLAP)对各种UMTS性能指标进行深入地分析。系统提供了一套针对UMTS的OLAP软件,可以对信令分析仪所采集的长期信令数据,进行各种针对UMTS网络的性能分析。注:OLAP是数据仓库中的数据挖掘工具,可以用来对海量数据进行数据挖掘和分析。
  ●支持Uu接口监测功能,通过一个专用的Uu接口硬件采集设备(Uu Monitor),可以直接在空中接口捕获所有终端的UMTS信令,并可同DNA所采集的Iub,Iu接口数据进行后分析方式的联合分析。
  2、安捷伦DNA硬件采集平台
  分布式协议分析仪(DNA)是整个3G测试平台的数据源,负责采集数据并传送给信令分析软件(SART)进行处理。当考虑一个3G测试方案的时候,首先要考虑如何使用DNA连接需要测试的各个网络接口。
  每个DNA可以安装一个线路接口模块(LIM),DNA可以支持LIM的热插拔,从而便于在线更换其它的接口模块。DNA可支持多种类型的接口模块,测试工程师可以根据自己网络的情况来加以灵活地选择。下图显示了DNA和它的LIM的关系。
 
安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)                          图1

  在3G UMTS中常用的DNA接口模块包括:
  ●STM-1接口模块:STM-1接口是最常用的网络测试接口。安捷伦公司的STM-1接口模块提供了一对STM-1链路的连接和测试能力,可用于测试Iu、Iub、Iur等接口。
  ●4端口STM-1接口模块:4端口STM-1接口提供了同时测试4对STM-1链路的能力。这种方案具有较高的端口性价比,当需要在一个位置监测多条STM-1链路时,它是一种理想的配置方案。特别值得一提的是该模块还可以支持对复用在STM-1光口中的任意多路E1支路信号进行同时独立测试的能力,这对于在传输骨干链路上进行大容量E1链路测试提供了非常经济、高效的测试手段。
  ●8端口E1接口模块:提供了同时测试8对E1接口的能力,可支持三种E1模式:基于ATM的E1、反向复用(IMA)和基于信道化的E1。在3G系统里,在Iub接口和R99核心网的MAP接口都会需要用到较多的E1测试接口,该LIM提供了一种高性价比的多端口解决方案。除了测试Iu、Iub、Iur等接口外,该模块可以用来支持2G和2.5G的SS7信令测试。
  ●10/100M以太网接口模块:提供一对RJ-45以太网测试接口,可用于测试2.5G/3G网络的Gn、Gp、Gi接口。特别的,当用户的网络采用了R4版本或IMS结构的核心网时,所有基于以太网的协议(SIP、RANAP、H.248和BICC等)都可使用这个接口进行测试。
  ●1000M以太网接口模块:提供两对千兆以太网测试接口(采用GBIC模块,可以支持1000BaseSX/LX/TX),可用于测试2.5G/3G网络的Gn、Gp、Gi接口,以及R4/R5核心网的各高速IP接口。
  3、安捷伦3G测试平台的应用场景
  安捷伦3G信令测试平台可支持十分广泛的应用场景,包括:故障诊断、网络优化到业务质量分析等。由于DNA支持非常灵活的连接方式和软硬件组合结构,因此3G网络工程师可在不同应用场景下,采用不同的DNA连接和配置模式,最方便、有效地开展各项测试工作。
  3.1 使用DNA作为便携式信令测试仪表
  当用户需要一台便携式3G信令测试仪表的时候,安捷伦公司的DNA是一个非常好的选择。一台DNA的体积十分小巧,本身的重量只有2公斤,却最多可以连接8对E1接口或4对STM-1接口。用户既可以通过笔记本电脑,用普通网线连接DNA的控制端口进行本地测试,也可以通过局域网络同DNA连接,进行远程操作。每个DNA具有两个以太网控制接口,如果用户需要扩展连接更多的测试接口,只需将多个DNA级联,这样可构成一个菊花链的结构,最多可级联8个DNA。
  便携式信令测试仪可以支持全面的信令解码分析、统计和呼叫跟踪功能。安捷伦公司的3G信令测试平台是一个基于Windows的用户界面,可以同时提供这些测试功能。
  3.2 使用DNA构建全面的UMTS网络测试系统
  使用安捷伦公司的3G信令测试平台可以对UMTS网络各接口进行全面的覆盖,从而对网络中的故障进行端到端的分析。覆盖的范围可以包括2G/2.5G/3G网络中的所有接口。目前,大多数3G运营商都要求能对UMTS网络的所有接口进行全面性的覆盖测试,这种测试需求主要体现在以下几个方面:
  ●需要对3G呼叫进行端到端的跟踪和分析,包括Iub、Iu、Iur、Gn、Gi等接口进行全面的关联分析;
  ●需要对一个3G终端的移动过程进行追踪,发现网络中存在的覆盖或切换问题;
  ●需要对2G/3G网络间的切换和配合进行分析。
  全面、完整的测试接口覆盖对于3G网络故障诊断的工作是至关重要的,这就要求信令测试系统具有很强的接口配置伸缩性和多接口关联分析能力。安捷伦分布式信令测试平台充分考虑到了3G测试对接口覆盖的需求,具有一整套完整的3G网络监测、覆盖方案。
  通过IP网络可方便地将多个DNA和控制主机连接起来,从而形成一个完整的3G测试系统。如下图所示,多个DNA覆盖了一个移动通信网络中2G/2.5G/3G网络的所有接口,信令分析仪可以自动识别并处理这些信令,并帮助工程师进行跨接口和跨网络的故障诊断分析。
安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
图2
 
  在实际应用中,还可以通过网络设备(如DXC或复用器)将多个接口的流量汇聚在一个监测接口上,然后输出给测试仪表。这样可以充分利用安捷伦信令测试平台强大的硬件处理能力,在每个DNA的接口模块上最多可以连接4对STM-1或8对E1链路接口。通过这种监测连接方式,用户可以通过自己的PC来观察一个终端用户呼叫的完整信令流程,以及用户终端在不同网络中切换的进程。
  安捷伦信令测试平台之所以能提供对3G网络的全面覆盖功能的另一个关键因素是其对多用户操作的支持能力。在3G系统中,对网络链路全面覆盖的要求比2G系统要强烈得多。但用户不得不面临这样的问题:在传统的测试仪模式下,一个实现了对3G网络全面覆盖的大容量3G测试平台,在同一时刻却只能够为一个用户所使用,当这个用户进行操作的时候,别的用户只能等待;尤其是当出现紧急网络故障时,通常要求几个小组在多个网络接口上进行并行故障检测,而这种单用户的限制使得测试系统资源变得特别紧张。显然,这种单用户应用模式也是对测试平台硬件资源的一种浪费。安捷伦信令测试平台在这方面具有独特的功能,它允许多个用户同时操作信令测试平台,对不同接口进行实时的呼叫跟踪、解码和统计功能。每个用户都可以得到自己期望的信令数据,进行自己需要的操作而不会干扰到别的用户,就好像自己独享测试仪平台一样。
  多用户操作是安捷伦3G信令测试平台的独特功能,能够有效地提高复杂故障诊断中的多用户合作效率,提高测试硬件设备利用率,从而增加测试设备的投资回报率。安捷伦3G测试平台的多用户操作模式如下图所示:

安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
图3
 
  在同一个安捷伦信令测试平台上,多个用户可以同时进行不同的3G测试操作,包括:针对某个路测手机的呼叫跟踪、WAP分析和切换分析。从使用者角度来看,每个用户都在独立地对信令测试仪进行操作。通过多用户操作平台,安捷伦公司为用户进行全面的3G网络故障检测提供了高效和低成本的解决方案。
  3.3 优化3G UMTS网络
  网络优化是商用3G网络维护工作的重要内容之一。在3G网络中,为了能够提供同2G网络相类似的服务质量,网络优化工作就尤其重要。网络优化的前提是建立一整套网络关键性能指标(KPI)来衡量网络性能,并且根据这些KPI来不断调整网络的配置和各项参数。KPI的定义必须能够代表网络的关键性能指标,通过对KPI的参数的优化必须能够直接提高网络性能和服务质量。对于3G网络工程师来说,如何利用3G网络测试仪表来测试KPI,并对网络质量作出正确的分析和相关参数调整,是网络优化的重要内容。
  然而,3G系统的KPI的定义和测量是一个非常复杂的工作。首先,由于3G技术不断发展的原因,对3G系统KPI的定义远不如2G系统那样规范,特别是不同厂家和运营商对KPI指标的名称、定义和算法有着较大的差异。其次,对3G系统KPI的分析需要进行大量的信令数据处理,甚至可能达到TB(1000GB)级别的数据处理量,因此要求测试仪表能提供一些特殊的处理手段和方法。
  要进行3G网络优化,首先需要从网络中采集相应的数据。关于这一点,我们已在上一个章节(建立完整的3G网络监测方案)中介绍过了。安捷伦3G信令测试设备可以在3G网络的各个接口上同时采集数据,并以数据流的方式将信令数据实时地存储到磁盘中。安捷伦信令测试平台可提供安全、完整的3G数据采集,以及对海量数据的快速分析能力,具体包括以下方面:
  ●支持分离的大容量存储系统:
  安捷伦3G信令测试平台可直接将信令数据存储到外部的磁盘阵列上,而不仅仅局限于测试仪本身的硬盘。由于网络优化工作通常需要在很长的时间段内,不间断地进行数据采集,因此再大的测试仪硬盘都有可能不够用。通过连接磁盘阵列,可以使测试系统不间断地进行数据采集,并安全地存储数据。安捷伦信令测试系统可以将采集的数据按设定的时段或文件尺寸,存储成一系列的文件,而不是将所有数据存成一个大文件,这样能够提高测试系统的容错能力,不会因为一次意外故障而丢失长期捕获的所有数据。测试系统分段记录的方式可按文件尺寸或间隔时间来进行设定,文件大小可在1MB到8GB范围内任意设置。操作人员可以根据自己对数据后分析的方便性和效率,来决定记录文件的大小。下图是信令测试系统连接磁盘阵列的示意图,通过将测试系统的数据存储和数据分析模块相分离,可充分保证网络优化数据采集的安全性和长期性。
安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
图4
 
  ●呼叫管理器(Call Manager)
  当进行网络优化测试时,往往不象网络故障诊断那样,从一开始就有明确的测试目标(如可以针对性地对某个UE或服务进行呼叫跟踪和分析)。在进行网络优化测试时,通常需要先记录所有数据,然后根据用户所反映的网络性能或服务质量问题,对数据进行后分析。在上一节我们已经阐述了如何使用安捷伦信令测试平台来保证长时间的数据采集。但是,采集了信令数据之后,工程师所面临的另一个问题是如何分析这些海量数据。对于一个8GB的数据文件来说,工程师想要通过后分析回放的方式,找到一个特定的呼叫可能需要花几十分钟的时间。每次网络优化过程可能会采集上百个这样大小的文件,工程师如果需要将它们全部都处理一遍,所需花费的大量时间是可想而知的。而网络优化过程又经常需要反复地设定不同的条件对呼叫进行筛选和比较,这就会导致超长时间的后分析工作,变得让人难以容忍。
  为了提高网络优化和呼叫分析的效率,安捷伦的信令测试平台提供了一个呼叫管理器的软件工具来优化对数据分析的性能。当信令分析仪进行数据采集的同时,呼叫管理器会将所有呼叫记录存储到一个数据库中(安捷伦信令分析仪所提供的缺省数据库是SQL Server)。这样,用户可以通过SQL的方式,非常快速的从成千上万的呼叫中找到自己需要查找的呼叫。同时,由于所有呼叫被存储在数据库中,它可以允许更多用户通过数据库访问方式来检索呼叫并进行呼叫分析。用户还可以基于呼叫管理器中的呼叫记录,开发各种应用对3G的呼叫作进一步的关联分析。将数据库技术引入信令测试系统,是安捷伦公司为了提供对3G海量数据和大量呼叫进行有效分析所提供的一项关键技术。下图是关于呼叫管理器的工作示意图:
安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
图5
 
  ●丰富的KPI统计项目
  安捷伦3G信令测试平台通过数据流磁盘存储方式和呼叫管理器,为用户提供了对大容量3G数据采集和分析的能力,从而为网络优化工作奠定了一个良好的基础。通过将安捷伦DNA测试仪布置在网络的各个关键接口,可以不间断地追踪网络上的终端和呼叫。安捷伦3G测试系统通过呼叫跟踪和统计功能,提供了各种UMTS网络的KPI参数。用户可以通过这些KPI指标来分析网络的性能和服务质量情况,并进行网络性能优化。安捷伦信令测试仪在不同接口提供了多种KPI统计项目,用户可以根据自己的需要来选择和设定KPI测试。这些KPI项目都是根据用户的实际需求制定的,对网络优化具有非常好的指导意义。
  ●UMTS性能分析系统(UPA)
  在进行UMTS网络优化过程中,如果用户不希望每次对采集的大量数据进行繁琐、费时的手工分析,而需要更智能化的工具来进行自动的网络优化分析,那么安捷伦UMTS性能分析系统(UPA)就是很好的选择方案。UPA系统能够自动的对网络性能数据进行聚合、整理和分析,给出KPI参数;然后用户可以用不同的视角对这些KPI进行关联分析并给出报告。UPA是一个基于数据库的联机数据分析系统(OLAP),系统将采集的UMTS数据不断送入数据库中,UPA根据这些数据进行挖掘分析,并自动进行历史数据累计。当用户需对长时间历史数据进行分析时,UPA提供了一种能够不断积累历史数据并进行快速数据分析的有力工具。
UPA是一个基于SQL Server的OLAP工具,要使用UPA对网络性能进行评估和优化,需要安装数据库引擎和OLAP引擎。UPA中包括了超过250项KPI统计和各种3维分析结果(按照年、月、日、星期;或者按照RNC、NodeB等进行排序)。下图是一个通过UPA来分析不同厂家UE在RANAP协议上的掉话原因示例:
安捷伦新一代移动信令测试平台(SART)
图6
 
  综上所述,UMTS系统的网络优化是3G测试中的一个主要目标,需要先进的测试手段和分析技术相配合才能有效地完成。安捷伦公司的新一代信令测试平台为UMTS网络优化提供了多种先进的测试手段和分析构架,基于DNA信令采集模块,可以按照用户的不同要求组成完整的UMTS监测和分析系统,从而为3G网络的优化工作提供有力的支持。
 

 
 

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