软交换网络用户故障集中测试系统的研究

    本文主要探讨了软交换网络用户故障集中测试系统的功能、测试方式、建设方案及与其他系统的关系。

    1、前言

    用户故障集中测试系统是电信运营商处理用户故障申告的业务支持系统，其目的是提高服务质量，确保线路正常运行、维护的质量，降低维护成本，提高维护工作效率。因此，用户故障集中测试系统的建设对电信服务质量起着举足轻重的作用。目前，各运营商正在大规模部署软交换网络。软交换网络具有承载与控制相分离、业务与控制相分离的特点，相对于传统交换网络，软交换网络具有多种用户接入方式和类型，因此对用户故障集中测试系统提出了新的要求，本文将对此进行探讨。

    2、用户故障集中测试系统架构及主要功能模块

    2.1用户故障集中测试系统在BOSS中的位置

    电信企业的信息系统主要有两大类：MSS（managementsupportingsystem，管理支撑系统）和BOSS（业务运营支撑系统）。其中，BOSS是电信企业所特有的信息系统，是电信日常运营不可缺少的一部分，并为MSS提供了管理和决策的信息来源。BOSS主要关注于增强型电信运营图（eTOM）模型里运营支持与就绪和FAB（业务开通、服务保障、计费1方面的内容。它可分为BSS（businesssupport system。业务支撑系统）和OSS（operation support system，运营支撑系统）两个部分，每个部分又是由多个功能相对独立的系统组成。BSS主要是指面向业务和客户的前台支撑系统，如“97”系统的大部分模块（随着“97”系统的不断升级，客户关系管理和营业系统目前已经逐步纳入“97”系统）、计费账务系统等。OSS是电信业务的后端运维支撑系统，具体包括电信网络的网元／网络管理系统、线缆监控、资源管理调度、业务保障等支撑系统。用户故障集中测试系统属于OSS的服务保障部分，如图1所示。

    图1  用户故障集中测试系统在BOSS中的位置

    2.2系统架构

    用户故障集中测试系统的架构如图2所示。图中APP（ADSL端口协议）是ADSL测试中。测试服务器向网络管理系统查询ADSL端口信息时使用的协议，包括对各DSLAM（数字用户线接入复用器）用户信息的查询，对DSLAM测试总线的控制和被测用户端口自环回诊断测试。图中SNMP是简单网络管理协议，TL1是事务性语言1。

    图2  用户故障集中测试系统的架构

    用户故障集中测试系统按设备所处位置分为中心业务系统和本地测试系统两大部分：

    ●中心业务系统包括故障受理和处理电子工单系统、测试服务器等。其中。故障受理和处理电子工单系统负责受理用户故障申告和管控处理流程、从“97”系统中复制用户线路信息等。测试服务器是测试的具体执行者，负责从软交换综合网络管理系统获取用户端口信息（忙/闲），提供上联接口相应测试命令，并控制宽／窄带测试设备进行抓线。测试服务器处理和汇总测试结果，决定是否上报网络管理系统。

    ●本地测试系统包括宽带／窄带测试设备和本地操作终端等单元，提供测试头测试、网管仿真测试、PC自诊断等多种测试方法，并提供线路预评估、端到端全程障碍测试和处理、例行测试等多项测试功能。

    用户故障集中测试系统按功能可划分为“故障受理和处理电子工单系统”和“集中测试系统”两大部分，如图3所示。前者负责故障处理整个流程的控制，后者负责用户故障的具体测试，前者调用后者。

    图3  用户故障集中测试系统功能模块

    故障受理及处理电子工单系统包括集中自动受理用户障碍申告、集中自动及人工派修、集中管理、数据库等功能。

    集中测试系统包括POTS（传统电话业务）等用户自动测试、ADSL用户故障自动测试、SIP硬终端／IAD自动测试、PC自检、测试控制、测试结果分析、网元管理、控制信息查询等功能。

    软交换网络用户测试的特点主要集中在“集中测试系统”中，因此下文主要对“集中测试系统”展开讨论。对和传统网络功能近似的“故障受理及处理电子工单系统”部分不再赘述。

    3、软交换网络用户测试方式

    由于软交换网络具有承载与控制相分离、业务与控制相分离的特点，软交换网络中呼叫控制（软交换）和网关（用户线）分离，软交换本身不带用户线。软交换网络下的用户故障集中测试系统需要测试的各种直接用户有：AG（接入网关）下的用户（POTS用户、ISDN用户、ADSL用户），IAD用户，SIP硬终端，测试方式说明如下。

    3.1AG用户的测试

    AG用户分为窄带用户和宽带用户。窄带测试项目主要包括：局内用户电路测试、局外用户线测试、用户终端测试。其中局内用户电路测试主要是：拨号音测试、回路电流和收号测试、馈电电压测试。局外用户线测试主要是用户线路电压电阻测试、用户环路电流测试等。窄带测试时间要求在15s内。

    宽带线路测量项目主要包括：频率响应测试、时域反射测试（可选）、噪声测试、DMT（离散多音频调试）、纵向平衡测试、加感线圈检测测试（可选）等。另外，在ADSL宽带接入中，还应具有ADSL宽带接入PC客户端自诊断软件，安装在用户客户端上，主要负责测试用户端（包含PC和Modem）的故障。由于ADSL自动测试系统无法诊断出用户电脑的故障，PC客户端自诊断软件从用户侧向网络侧测试，是ADSL自动测试系统的补充。用户在碰到问题时，先运行自诊断软件，软件给出诊断结果和排障方法，如果用户自己可解决的，用户自行修复，如果自己无法解决的，再报修，这样可以减少申告率。同时，用户把诊断结果告诉受理员，提高了故障定位的效率。PC客户端自诊断测试软件可以具有以下功能：PC机配置检查、用户网卡是否正确安装、用户PC与ADSLModem是否正确连接、用户ADSLModem是否与DSLAM同步等。

    对于软交换的AG，用户故障集中测试系统应能提供两种测试方式：仿真测试和测试头测试方式。

    （1）测试头测试方式

    测试头测试指利用测试头设备跨接在AG的测试总线上进行测试，其结构如图4所示。测试时，用户故障集中测试系统首先通过网管系统查询AG用户端口状态信息，并将测试总线连接至测试用户线路，然后由外接测试头设备完成测试。

    图4  AG测试头测试方式

    在该测试方式中，可通过网管系统控制测试总线在内线和外线（以测试设备为界，到局端的一段属于内线，到用户端的一段属于外线）之间进行切换，完成AG内部用户电路和用户外线的测试。

    （2）仿真测试方式

    用户故障集中测试系统也可以实行仿真测试，即通过AG设备中内置的测试芯片进行测试。采用这种测试方式，测试系统不需要连接设备的测试总线，而只需要通过TCP/IP协议与软交换网管相连，通过网管系统控制AG完成测试，实现方式如图5所示。

    图5  AG仿真测试方式

    两种测试方法的优缺点如表1所示。

    表1  两种测试方式的比较

    测试头测试方式的测试精度高、功能全。并且测试速度较快，适用于用户数量比较大、比较集中的情况，但是成本较高。仿真测试方式充分利用了AG原有的测试资源，无需额外的测试头，成本较低，但测试精度和速度比测试头测试方式要低，适用于用户数量比较少、比较分散的情况，也可作为一种辅助的测试手段。因此，建议放置在电信局房里的AG采用测试头测试方式，放置在用户机房里的AG采用仿真测试方式。

    3.2对SIP硬终端和IAD的测试

    测试项目主要包括：对SIP硬终端和IAD的测试，即设备与网络是否连通、设备丢包率、性能等，这主要看被测设备本身的MIB（管理信息库）所能提供的内容，测试系统结构如图6所示。用户线路测试可参照AG下的宽窄带测试项目要求。

    图6  SIP硬终端和IAD设备的测试

    在对SIP硬终端和IAD设备的测试中。由于其上行接口是IP接口，建议可以充分利用软交换网管系统并结合ping命令来实现对设备本身的管理，利用SNMP或利用TL1通过内置测试芯片来获取SIP硬终端和IAD设备的各项状态和指标，如处理性能、接收／发送包数等，再由用户故障集中测试系统向网管系统索取相关数据以达到测试目的。对于IAD设备用户接入线的测试主要依托IAD的内置测试芯片。

    但这种方式对被测设备要求较高，要支持SNMP则被测设备必须具有MIB，并需要有内置测试芯片。在实际的应用中，考虑到成本，很可能网络上会存在大量不支持这些命令的设备，这些设备只支持简单的ping命令测试其是否连通，对这些设备的管理尚没有好的解决方法。

    4、用户故障集中测试系统建设方法

    用户故障集中测试系统由于涉及到用户终端及线路，考虑维护的便利性，建议其依旧以本地作为建设单位，并通过软交换专用IP承载网或VPN（虚拟专用网）与“97”系统或网管系统相连。

    每个本地网可设立一个“用户故障受理中心”、若干个“区局派修中心”（各本地网可根据实际情况按区局为单位设立。如果区局规模较小，几个小的区局也可合设区局派修中心）。

    “用户故障受理中心”负责本地网所有用户的故障受理，并设立派修信息数据库。存放本地网所有区局的派修信息，其目的主要是为各区局的派修信息做备份。

    “区局派修中心”的派修信息数据库服务器从“用户故障受理中心”自动分别采集本区局的派修信息，通过发送信息至BP机、语音信箱和传真，进行自动或人工派修以负责本区局的派修和维护的管理。“区局派修中心”同时将各自派修信息通过数据库复制机向“用户故障受理中心”的派修信息数据库进行备份。“用户故障受理中心”的派修信息数据库使用双机备份，以提供数据的高可用性。“区局派修中心”的数据库服务器一般采用单台工作组级服务器。一旦系统宕机，该区局的终端可手工连接到“用户故障受理中心”派修信息数据库的备用系统。

    5、用户故障集中测试系统对相关系统的要求

    用户故障集中测试系统主要和“97”系统和网络管理系统存在数据交互，所以对这两个系统有以下要求。

    5.1对“97”系统的要求

    用户故障集中测试系统和“97”系统通过数据库互联，利用数据库功能来读、写系统间要传递的数据。建议在用户故障集中测试系统中建立所需信息的数据库，并从“97”系统数据库同步备份相关数据。在实际应用中应首先访问用户故障集中测试系统自身的数据库获取所需信息，如查询失败，则到“97”系统中获取。

    “97”系统必须向用户故障集中测试系统提供以下数据：

    ●用户数据：用户名称、用户地址；

    ●服务数据：用户设备类型、用户设备功能；

    ●用户线路数据：分线设备及线对号、电缆线对号、AG设备线号；

    ●号码数据：用户逻辑号码（DN）、用户物理号码（LRN）。

    随着网络结构和业务模式的改变，用户原有的一个号码剥离为两个号码，即原来既有用户标识功能又有路由标识功能的用户电话号码转变为只具有用户标识功能的DN和仅包含用户物理信息的LRN。因此，“97”系统中需要实现用户逻辑号码与物理端口的关联，并且记录AG的设备线号。

    用户故障集中测试系统向“97”系统提供的数据主要是：号／线状况及改号／改线建议（当用户故障集中测试系统根据申告测试后，如发现确实未能解决的问题，应当向“97”系统推荐改号／改线）。

    另外由于目前的用户故障集中测试系统的数据库是每24h向“97”系统备份一次.因此如果用户开通业务时，“97”系统立刻同步此用户的数据到用户故障集中测试系统数据库中，这样会对用户故障集中测试有利，但会增加“97”系统的处理负荷，影响其性能。因此在实际建设中可根据各地实际情况而定。

    5.2对网管系统的要求

    用户故障集中测试系统和网管系统通过联网传递的方式进行数据的交互，适用于数据实时性要求低、访问频率低的情况。

    网管和用户故障集中测试系统交互的数据主要和网管在用户故障测试中的两个功能有关：

    ●网管系统可辅助用户故障集中测试系统进行测试。如对PC、SIP硬终端、IAD等具有MIB，上行为IP口的各类设备，此时可由网管系统发起SNMP命令，测试用户设备性能及端口状态。网管系统还应按用户故障集中测试系统发出的TL1和APP命令做出测试，并把测试结果形成规范的测试报告返回给用户故障集中测试系统，如果不能进行故障判断则启动测试服务器。但是在网管中，必须给用户故障集中测试系统留有专用的命令端口，防止当网络发生大规模故障时，很可能同时出现的网管告警高峰和用户故障申告高峰，并继而引发网管监控测试命令堵塞，形成恶循环。

    ●网管系统还应能够将用户故障集中测试系统上报来的结果融合到网管系统的告警中去。

    6、结束语

    软交换技术虽然经历了几年的发展，但和PSTN技术相比还显得相对不成熟，因此如何在大规模开展软交换网络建设的同时确保运营商服务质量，是对运维系统提出的要求。本文对用户故障集中测试系统做了简单的分析及建议，希望能够对软交换网络的建设有所帮助。