网络软交换测试技术分析

【摘 要】软交换作为下一代网络的核心设备，具有接口丰富、协议复杂、性能高的特点，成为运营商和设备制造商的关注焦点。软交换技术可以取代窄带电话交换网络，可以利用测试中的关键参数，分析结果，解决故障原因。本文介绍了单节点全包围测试，多个网元互通测试，端到端系统测试，C4汇接局功能测试，C5本地端局功能测试，峰值压力测试，最大同时会话能力测试。

【关键词】软交换；功能测试；方法

下一代互联网（NGN）可以提供图像、音频、数据等多媒体综合服务开放网络，软交换作为控制核心，成为运营商的必然选择。从00年开始，一些国内运营商试验软交换组网方案，作为宽带数据应用业务已经趋于成熟，软交换新技术的发展带来一些新的问题，按照软交换测试中的参数进行结果分析，进行故障测试是解决问题的关键。

软交换作为NGN/VoIP网络中的核心设备，具有接口丰富、协议复杂、性能要求高等特点，因此也成为设备制造商和运营商进行实验室测试或网络验收测试的关注焦点。软交换一般处于网络的中心位置，与PSTN互通需要SIGTRAN接口，与中继媒体网关互通需要H.248控制接口，与IP终端互通需要sip/H.323/mgcp/H.248接口，与其他软交换互通需要sip/sip-I/sip-T/BICC接口。这其中的任何一个接口出现问题，都将成为制约系统性能的瓶颈，严重的时候甚至造成NGN/VoIP网络瘫痪。因此，软交换性能的高低，成为运营商考察NGN系统好坏与否的关键指标。

基于上述原因，如何在一个复杂的网络环境中，有效地验证软交换设备的各个接口功能的性能及稳定性，成为NGN/VoIP测试领域一个重要的研究课题。思博伦通信长期关注于通信领域的测试技术，凭借强大的研发团队和多年的现网测试经验，为客户提供完善的软交换系统测试方案，成为运营商和设备商NGN领域测试的必然选择。软交换作为一个复杂的核心控制设备，可供选择的测试方法也多种多样。常见的测试方法按不同分类方式，有以下几种：

按组网方式分：单节点全包围测试、多个网元互通测试、端到端系统测试；按测试的功能可以分成C4汇接局功能测试，C5本地端局功能测试两种测试方式；按测试指标分为峰值压力测试，最大同时会话能力测试，稳定性测试，长时间通话测试，过载保护测试，CDR准确性测试。

1、单节点全包围测试

单节点全包围测试一般用于验证单个设备是否存在性能瓶颈。通过测试仪表仿真该节点周围的所有接口，模拟出该设备周围的所有网络环境，从而杜绝其他设备对测试环境造成的影响，精确验证被测设备的性能。

2、多个网元互通测试

这种测试一般用于在一定的、可控的环境内，对由多个节点组成的有限系统做性能测试，用于发现各个网元之间的互通问题，确定在互操作过程中是否有新的性能问题引入。

3、端到端系统测试

端到端系统测试一般用于对一个完整的系统进行功能及性能验证，或针对运营网络的分布式测试。如图2所示，一般将仪表部署于系统或网络中的不同分支节点，仿真系统中涉及的各种不同终端，然后不同终端之间发起大量的呼叫进行测试。通过这种方式，不仅可以验证系统性能，甚至可以对网络端到端的时延、网络传输质量进行测试。

4、C4汇接局功能测试

软交换作为NGN网络中的控制设备，既有汇接局的功能，也有做本地端局的功能。当软交换作为汇接局使用时，一般是用于汇接PSTN或者长途过来的语音话务，或者用于汇接其他局过来的话务，因此测试汇接局功能时，有以下几种组网方式：

一是通过仪表的E1/STM-1接口仿真PSTN端局，通过传统的No.7信令发起从PSTN往VoIP侧的语音呼叫。二是通过仪表仿真另外一个软交换实现的汇接局，通过SIP-T/BICC协议发起从一个汇接局到另外一个汇接局的语音呼叫。

这2种方案中，第1种方案在测试软交换的同时，可以验证SG和TG的性能。第2种方案因为直接通过IP接口仿真流量，可以实现非常高的性能，另外可以省去大量的E1或者STM-1线路连接的麻烦。

5、C5本地端局功能测试

当软交换作为NGN网络中的本地端局使用时，一般用于控制终端用户的话务接续，并提供各种补充业务。因此，测试端局功能时，需要仪表通过模拟接入网关下的用户或者IP终端用户，实现本地话务的仿真。图5所示，在实际测试时，可以根据情况，配置基于SIP，H.323，MEGACO或者MGCP各种协议的终端设备，实现同种协议终端之间或者不同协议之间大话务量的呼叫测试。

6、峰值压力测试

峰值压力测试一般用于验证被测设备在系统最高负荷的时候每秒能够处理呼叫的能力，往往通过BHCA或CPS两种指标来考察被测设备，即系统每小时或每秒处理呼叫的个数。实际测试时，一般通过仪表每秒钟产生一定的呼叫量来精确验证系统能力，通过更改呼叫保持时间和呼叫间隔时间来调整压力，测试时间一般超过1H，甚至达到24H或48H；呼损不能超过万分之一。

7、最大同时会话能力测试

最大同时会话能力测试一般用于测试被测设备在某一个特定时间能够同时保持的会话数目。相对于BHCA和CPS，最大会话保持数也是一项重要的指标。这种测试一般通过仪表仿真一定数目的呼叫，然后将呼叫保持时间设置的足够长，观察在一定的时间段内，这些同时保持的话务有没有掉话、异常中断等各种情况。

8、稳定性测试

稳定性测试一般用于验证系统长时间稳定运行，无故障处理话务的能力。一般通过仪表仿真占系统一定负荷的话务量（如系统最大能处理CPS的80%），然后将每个呼叫的保持时间设置为现网平均呼叫保持时间（如2～3MIN），要求系统稳定运行至少24H，有时甚至超过48H以上，呼损率不能超过万分之一。

9、长时间通话测试

长时间通话测试一般用于验证系统处理超长时间通话的能力。这类测试一般不要求很高的性能，往往使用仪表仿真几十路的语音呼叫，将每一路的呼叫保持时间设置为至少24H以上，观察测试过程中有无掉话、异常中断、语音异常等现象。另外，还会观察软交换对于这种超长话单产生的精确程度、有无话单丢失、时长计费是否准确等现象。

10、过载保护测试

软交换一般都具有过载保护功能，当话务量超过最大负荷或者系统CPU负荷已经到达100％时，主动拒绝后续的呼叫，避免过量的呼叫占用系统资源造成系统瘫痪。过载保护测试用于验证软交换系统遇到突发话务流量超过系统最大负荷时，有效控制话务，避免系统瘫痪的能力。这类测试一般通过仪表逐级、逐量地仿真系统话务负荷，例如分别仿真占系统80%，100%，120%的话务量，要求系统在80%，100%负荷的时候呼损率不应超过万分之一，在120％话务量的时候，可以允许有大量的呼损，但是每秒钟成功接续的呼叫数应该维持在系统可以处理的最大CPS左右，另外不能有系统瘫痪、板卡重启、消息没有响应等现象发生。

11、CDR准确性测试

CDR准确性测试用于验证软交换系统在处理大量呼叫的同时，生成的话单的准确性。一般通过仪表仿真大量的呼叫，维持一段时间（例如几个小时以上）。然后在测试结束后，对比仪表统计给出的话单总数和软交换系统给出的话单总数，检查软交换有无掉话单的现象。一般要求话单差错率不能超过万分之一。

以软交换技术为核心的宽带数据的成熟，应用取代现有的窄带电话交换网络，采用软交换技术进行组网已经成为运营商必然的选择，解决新的问题可以在业务的提供上也更加丰富和完备。