首頁 > 1.網(wǎng)絡(luò)性能測試
1.1 網(wǎng)絡(luò)性能測試介紹
隨著NGN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，全球電信運(yùn)營商都在某種利益（成本低廉和新業(yè)務(wù)應(yīng)用）的驅(qū)動(dòng)下大量部署NGN網(wǎng)絡(luò)，每年以30%左右的速度遞增。由于目前的NGN網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以軟交換為核心并由PSTN網(wǎng)絡(luò)和VoIP網(wǎng)絡(luò)融合在一起的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，多種接口、多種協(xié)議、多種媒體并存，存在PSTN與VoIP設(shè)備的兼容性、VoIP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同設(shè)備提供商的設(shè)備兼容性、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)性能與實(shí)際部署性能的差異性、語音（也許還有視頻）質(zhì)量的差異性等挑戰(zhàn)都不同程度地?cái)[在了運(yùn)營商面前。如果處理不好，很可能造成網(wǎng)絡(luò)部署失敗，運(yùn)營商不僅要蒙受經(jīng)濟(jì)損失，還要承受更大的社會(huì)壓力。那么，運(yùn)營商就會(huì)不約而同的把目光聚焦到網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)本身，我們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)性能測試是很重要的一環(huán)。
NGN網(wǎng)絡(luò)性能測試要兼顧PSTN與VoIP網(wǎng)絡(luò)的融合，既要考慮滿負(fù)荷條件下的語音質(zhì)量測試，也要考慮軟交換的純信令的壓力測試，還要考慮媒體網(wǎng)關(guān)對(duì)媒體流的處理能力測試。對(duì)應(yīng)于電信運(yùn)營商來說，比較全面的NGN網(wǎng)絡(luò)測試，不但要考慮本地的端到端測試，還要考慮異地（跨地域）的性能測試；從測試技術(shù)來講，一般包括同步呼叫測試、異步呼叫測試、長保持呼叫測試、語音質(zhì)量測試，以及語音間斷/語音滑動(dòng)測試、回聲測試、其他性能測試等。
NGN網(wǎng)絡(luò)性能測試構(gòu)架中，一般采用一個(gè)或兩個(gè)測試點(diǎn)，即被仿真的主叫方和被叫方在一臺(tái)或兩臺(tái)儀表上，兩個(gè)測試點(diǎn)可以在同一地點(diǎn)，也可以在不同地點(diǎn)進(jìn)行跨地域測試。被仿真的主叫方和被叫方可以是軟交換、媒體網(wǎng)關(guān)、模擬用戶、VoIP用戶、PSTN網(wǎng)絡(luò)等各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；可以采用SIP，SIP-T，H.323，MGCP，H.248，Sigtran等VoIP協(xié)議，也可以采用隨路，SS7，PRI，V5，模擬線等PSTN信令；可以使用G.711/G.723/G.726/G.729等語音編碼方式，也支持H.261/H.263/H.264等視頻編碼方式；主叫方和被叫方可以分別在PSTN和VoIP兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，這對(duì)于測試網(wǎng)絡(luò)的融合性能很有幫助。一般使用一個(gè)操作平臺(tái)，設(shè)定測試腳本，手動(dòng)或自動(dòng)輸出報(bào)告。報(bào)告一般包括呼叫完成情況（完成率/呼損/CPS/BHCA等）、網(wǎng)絡(luò)損傷情況（延遲/抖動(dòng)/丟包/錯(cuò)序等）、語音質(zhì)量情況（MOS/PSQM/PESQ等）、網(wǎng)絡(luò)回聲情況、呼叫錯(cuò)誤及原因等。從圖1可以看出，NGN網(wǎng)絡(luò)性能測試構(gòu)架包括操作控制臺(tái)、測試點(diǎn)（測試工具）、被測PSTN和VoIP網(wǎng)絡(luò)等。
圖1 NGN網(wǎng)絡(luò)性能測試架構(gòu)
1.2 幾種常見的性能測試方法
（1）主觀收聽質(zhì)量測量
主觀測量是一種久經(jīng)考驗(yàn)的話音質(zhì)量測量方法，但這種方法成本太高，費(fèi)時(shí)也太長。有一種更廣為人知的主觀類測量方法，叫做絕對(duì)種類定級(jí)(Absolute Category Rating，ACR)測量。
在ACR測量中，收聽者按照從1~5的5級(jí)損傷指標(biāo)對(duì)一系列音頻文件進(jìn)行分級(jí)：5（非常好），4（好），3（可以），2（較差），1（差）。
在取得了每個(gè)收聽者給出的得分之后，計(jì)算所有音頻文件的一般或平均意見得分(Mean Opinion Score, MOS)。為了使ACR測量得到可信的測量結(jié)果，接受測量的人數(shù)至少應(yīng)在16個(gè)以上，而且測量應(yīng)該在一個(gè)安靜的環(huán)境下，在可控的條件下完成。
通常，ACR測量的得分隨收聽者的增加而趨向穩(wěn)定。為了降低測量得分的可變性并幫助衡量測量結(jié)果，測量中通常會(huì)包括一些參考文件，這些文件中包含了“為業(yè)界接受的”MOS得分。
（2）會(huì)話質(zhì)量測量
在會(huì)話測量中，通常會(huì)將一群收聽者放在交互式通信的環(huán)境下，并要求他們通過一個(gè)電話或VoIP系統(tǒng)完成一項(xiàng)任務(wù)。測量人員在系統(tǒng)中加入延遲和回聲等效應(yīng)，然后調(diào)查測量主體對(duì)連接質(zhì)量看法如何。
延遲效應(yīng)對(duì)會(huì)話質(zhì)量的影響隨任務(wù)不同而有很大差異。對(duì)于非交互式的任務(wù)而言，幾百毫秒的單向延遲都是可以忍受的；而對(duì)交互性較強(qiáng)的任務(wù)，哪怕是很短的延遲都可能造成會(huì)話困難。
延遲對(duì)不同任務(wù)影響不同的這種情況就造成在會(huì)話呼叫質(zhì)量的解釋上出現(xiàn)問題。例如，兩個(gè)相同的VoIP系統(tǒng)連接都會(huì)產(chǎn)生300ms的單向延遲，但一個(gè)系統(tǒng)用于高交互性的商業(yè)談判，而另一個(gè)系統(tǒng)則用于朋友間的非正式聊天。那么前一個(gè)系統(tǒng)中的用戶可能會(huì)覺得呼叫質(zhì)量很差，而后一個(gè)系統(tǒng)中的用戶則可能根本注意不到這一延遲。
很顯然，這種會(huì)話質(zhì)量測量也屬于主觀評(píng)價(jià)的范疇。下面看看客觀評(píng)價(jià)。
（3）基于樣本的客觀測量
ITU開發(fā)了P.861(PSQM)和更新的P.862(PESQ)，力圖用成本更低的客觀測量法來做為主觀收聽質(zhì)量測量的補(bǔ)充。采用這些測量技術(shù)，可以通過比較送入系統(tǒng)中的一個(gè)原始參考文件與輸出的受損文件之間的差異，得到由傳輸系統(tǒng)或CODEC引入的失真。這些技術(shù)的初衷雖然是為了CODEC的實(shí)驗(yàn)室測量，但在VoIP網(wǎng)絡(luò)測量中也得到了廣泛使用。
P.861(PSQM)和P.862(PESQ)算法將參考信號(hào)和受損信號(hào)都分成較短的交迭樣本塊，計(jì)算每一塊的傅立葉變換系數(shù)，并比較他們的系數(shù)。P.862算法最后給出一個(gè)PESQ得分，該得分與MOS的范圍相近，但它并不是MOS的準(zhǔn)確映射。新的PESQ-LQ得分更接近收聽質(zhì)量MOS。這些算法都同時(shí)要求訪問源文件和輸出文件才能測量后者相對(duì)于前者的失真。
（4）話音質(zhì)量的測試方法
大部分語音測試設(shè)備（例如Spirent的Abacus）都是采用基于ITU P.861與P.862規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)或者設(shè)備進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。這里我們用Spirent的Abacus5000來舉例說明話音質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法。Abacus5000是基于呼叫的測試系統(tǒng)，它可以在模擬用戶產(chǎn)生呼叫的同時(shí)生成真實(shí)的媒體流。針對(duì)音頻，可提供3-tone，Resilient測試；針對(duì)話音，能夠發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的男聲、女聲、混音等.wave格式文件。標(biāo)準(zhǔn)的測試文件從發(fā)送端經(jīng)過被測網(wǎng)絡(luò)傳輸后到接收端，測試系統(tǒng)通過話音質(zhì)量評(píng)估手段，比較原始語音文件和接收到的語音文件間的異同來對(duì)被測系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，得到PSQM(P.861)或者PESQ(P.862)。系統(tǒng)還可以提供客觀測試方法到主觀測試結(jié)果的相關(guān)性對(duì)應(yīng)，即PSQM/PESQ到MOS的轉(zhuǎn)換。圖2所示的為Abacus5000的語音質(zhì)量測試方法。
（1）對(duì)于運(yùn)營商的傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，被動(dòng)式監(jiān)測系統(tǒng)占優(yōu)勢。
（2）對(duì)于VoIP網(wǎng)絡(luò)或PSTN+VoIP混合網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，我們要看具體情況。在網(wǎng)絡(luò)部署初期，主動(dòng)式測試系統(tǒng)占優(yōu)勢，它不但能夠及時(shí)報(bào)告網(wǎng)絡(luò)損傷和用戶感知的語音質(zhì)量，還能在用戶投訴后及時(shí)再現(xiàn)問題，并可以對(duì)用戶終端進(jìn)行排查，找到問題所在；在網(wǎng)絡(luò)逐步走向成熟后，話音質(zhì)量問題逐步減少，被動(dòng)式監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮更大的作用，因?yàn)檫@時(shí)候網(wǎng)絡(luò)協(xié)議交互方面的維護(hù)顯得更加突出。
（3）運(yùn)營商采用主動(dòng)式系統(tǒng)和被動(dòng)式系統(tǒng)維護(hù)NGN網(wǎng)絡(luò)，如果運(yùn)用合理，能夠起到相輔相成的作用。
