如何進行2.5G/3G核心網(wǎng)絡(luò)測試

　　典型的電信和網(wǎng)頁瀏覽等互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)一般認為是拉式業(yè)務(wù)(pull service)。最終用戶發(fā)起事務(wù)處理和請求內(nèi)容，如特定網(wǎng)頁。而推式業(yè)務(wù)是指由局端(如PoC業(yè)務(wù)器或廣播/組播業(yè)務(wù)器)發(fā)起事務(wù)的通訊方法。推式事務(wù)處理往往基于訂閱模式，用戶需要提前告訴局端“一旦有新內(nèi)容則發(fā)送特定信息(如體育新聞、天氣預(yù)報”。

　　利用3GPP第6版的兩個推式業(yè)務(wù)已經(jīng)推出。下面將對其進行仔細分析，并研究這些業(yè)務(wù)是如何影響GPRS子系統(tǒng)的。

　　基于蜂窩網(wǎng)的即按即說

　　基于蜂窩網(wǎng)的即按即說(PoC)是一種在用戶群之間提供有效、簡單的語音通信的新標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的前提是用戶已經(jīng)訂閱了一個或多個用戶組。用戶設(shè)備提供管理PoC業(yè)務(wù)設(shè)置和編制組列表的可能性。相應(yīng)的協(xié)議稱為XCAP(XML配置訪問協(xié)議)和XDM(XML文件管理)。

　　所有小組成員之間交換SIP信號后，語音流將從發(fā)起端發(fā)送到PoC業(yè)務(wù)器。然后，業(yè)務(wù)器將語音流分發(fā)到用戶組的所有用戶端。一次只能有一名用戶擁有“發(fā)言權(quán)”并發(fā)送語音數(shù)據(jù)到PoC業(yè)務(wù)器，這使該業(yè)務(wù)類似于“對講機”。語音流控制協(xié)議(TBCP)用于對向PoC參與者分配的“發(fā)言權(quán)”進行控制，包括發(fā)送關(guān)于用戶已被授予發(fā)言權(quán)以及其語音將被其他參與者聽到的通知。

　　資源效率是PoC業(yè)務(wù)的優(yōu)勢。用戶的語音信息分割后通過基于分組的GPRS子系統(tǒng)傳輸。與典型的雙向通信業(yè)務(wù)不同的是，PoC僅需要一個單向用戶面信道。雖然以分組為導(dǎo)向的技術(shù)可能導(dǎo)致質(zhì)量下降，比如在語音幀引入約2秒的延遲，但對該類型的應(yīng)用而言，所實現(xiàn)的語音質(zhì)量通常已經(jīng)足夠好了。

　　移動廣播/組播業(yè)務(wù)

　　移動廣播/組播業(yè)務(wù)(MBMS)是一種IP數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)，即一種向大量收件人傳輸如視頻和音頻剪輯等內(nèi)容的方法。因此，MBMS是一種單點對多點的單向承載業(yè)務(wù)，其中數(shù)據(jù)從單一源傳送給多個收件人。3GPP已經(jīng)定義了兩種運營模式：廣播模式和組播模式。

　　廣播模式是發(fā)送信息到一個廣播業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶的高效率方法(如雷暴警告)。組播模式基于訂閱模式。多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)有一些高層次的要求：MBMS通知程序用于指示MBMS數(shù)據(jù)傳輸開始;明確機制以便當(dāng)蜂窩單元內(nèi)至少有一個用戶時激活網(wǎng)絡(luò)，為單元內(nèi)的組播會話啟動MBMS數(shù)據(jù)傳輸;明確機制以停止不再包含任何活動用戶的單元內(nèi)的給定組播會話的MBMS數(shù)據(jù)傳輸。

　　用于MBMS業(yè)務(wù)激活和會話啟動的RNC和SGSN之間的RANAP程序，如圖5所示。

　　圖5：MBMS業(yè)務(wù)激活和會話啟動。

　　SGSN通過發(fā)送RANAP MBMS UE的連接請求，發(fā)起MBMS MS連接程序，其目的是向RNC提供該MS激活的MBMS業(yè)務(wù)清單。圖5的右邊屏幕截圖顯示該信息的結(jié)構(gòu)，這是用G35消息構(gòu)建系統(tǒng)(MBS)創(chuàng)建的。該消息由四個序列組成，每個序列中包含PLMN標(biāo)識(pLMNidentity)和業(yè)務(wù)標(biāo)識(serviceID)。在本例中，RNC得到這一特定的用戶已啟動四個不同業(yè)務(wù)的通知。pLMNidentity和serviceID用變量代表，因為這些參數(shù)在描述流量的其他信息(如MBMS會話開始)也是必需的。

　　然后，RNC用MBMS UE連接響應(yīng)確認。由于RNC并沒有為這種業(yè)務(wù)提供MBMS環(huán)境(因為這是第一次MS激活該業(yè)務(wù))，所以不知道該業(yè)務(wù)的IP組播地址或APN。RNC使用MBMS信息請求消息，向SGSN請求該信息。SGSN用MBMS信息響應(yīng)消息(參數(shù)：IP多播地址、APN)響應(yīng)。該業(yè)務(wù)環(huán)境創(chuàng)建后，RNC發(fā)送MBMS的注冊請求消息，并通知核心網(wǎng)RNC已經(jīng)準(zhǔn)備接收MBMS會話開始消息。MBMS注冊響應(yīng)、MBMS會話啟動和MBMS會話響應(yīng)后，建立下行線路數(shù)據(jù)傳輸。

　　這些業(yè)務(wù)會如何影響GPRS子系統(tǒng)?顯而易見的是，這些業(yè)務(wù)將導(dǎo)致用戶面流量顯著增加。這導(dǎo)致流量模型變得更加不可預(yù)測，因為要獲得業(yè)務(wù)的蜂窩單元不確定程度也越來越高。各種數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)將相互爭奪帶寬。因此，QoS的意義如下：(1)在廣播區(qū)的流量接收無法保證，接收器可能遇到數(shù)據(jù)丟失;(2)MBMS不支持個別轉(zhuǎn)播;(3)為減少流量，必須有網(wǎng)絡(luò)運營商只發(fā)送組播信息到含有組播組成員的指定組播區(qū)蜂窩單元的可能性;(4)網(wǎng)絡(luò)運營商必須能夠為每個廣播業(yè)務(wù)個別設(shè)定QoS;(5)應(yīng)能適應(yīng)MBMS數(shù)據(jù)傳送到不同的RAN或當(dāng)前可用的無線資源;(6)如果存在網(wǎng)絡(luò)資源限制，運營商應(yīng)能定義支持或不支持廣播業(yè)務(wù)的規(guī)則。

　　展望

　　GPRS標(biāo)準(zhǔn)化由ETSI的SMG(特別行動組)于1994年發(fā)起，主要的GPRS規(guī)范由SMG #25于1997年批準(zhǔn)并于1999年完成。原來的GPRS的概念設(shè)計是一種分組交換子系統(tǒng)——電路交換式GSM核心網(wǎng)絡(luò)的垂直擴展。

　　GPRS將在未來數(shù)年內(nèi)完全超過電路交換子系統(tǒng)。許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商努力開發(fā)和規(guī)范GPRS分組交換域的新接入技術(shù)(如UMA和FemtoCells)，從而推動了這種趨勢的發(fā)展。

　　未來的移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將是水平式的，如圖6所示，是基于4G IP的綜合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。SGSN和GGSN構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)的核心要素。隨著LTE的到來，這兩個要素會演進成MME指示的兩個新要素(移動管理實體)和SAE Gateway(系統(tǒng)架構(gòu)演進)。

　　圖6：基于4G IP的綜合網(wǎng)絡(luò)。

　　SGSN和GGSN在確保目前順利運營和未來業(yè)務(wù)無縫集成到移動生態(tài)系統(tǒng)中，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　每個通信系統(tǒng)的目的不在于技術(shù)本身，而是對應(yīng)用程序和最終用戶認為的相關(guān)QoE提供可靠支持。

　　對于網(wǎng)絡(luò)運營商和設(shè)備制造商，關(guān)鍵是要了解負載過重的GPRS子系統(tǒng)如何工作，以及GPRS網(wǎng)絡(luò)如何受引入的新業(yè)務(wù)以及各種性能要求的影響。

　　許多新業(yè)務(wù)，如PoC和MBMS，不會在2009年初配置。雖然第一個終端將在2008年出現(xiàn)，但這些業(yè)務(wù)成為大眾市場業(yè)務(wù)仍需要幾年時間。

　　了解滿負荷下提供的這些業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)的性能特點是GPRS的測試方法的基礎(chǔ)。正如揚基集團(Yankee Group)所指出的，“測試提供商必須能對網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和規(guī)模進行仿真，才可以有信心地提供業(yè)務(wù)”?！　ektronix G35具備使用一個平臺即可完成所需所有測試的能力。它具有的獨特特性，比如模擬周圍所有網(wǎng)絡(luò)要素、錯誤插入、高性能和大量的移動協(xié)議，是綜合的功能性負載和壓力測試的基礎(chǔ)，不僅是排他性的，而且是針對GPRS的。Tektronix的G35及其前身K1297-G20，被全球所有主要網(wǎng)絡(luò)運營商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商廣泛采用。從用戶的反饋來看，我們可以負責(zé)任的說，G35已經(jīng)是經(jīng)大量證實可靠的測試和測量工具。