LTE傳輸網性能質量管理探針系統研究與部署

郭慶

【摘 要】LTE傳輸網在傳輸網中扮演了非常重要的角色，4G網絡的承載離不開LTE傳輸網，LTE傳輸網性能直接影響客戶感知，如何檢測PTN網絡性能，及時發現和解決網絡潛在隱患成為焦點，本文旨在研究使用探針系統，實現LTE傳輸網性能檢測。

【關鍵詞】LTE傳輸網；探針

1 LTE傳輸網性能質量管理系統架構

本次部署于某移動回傳網絡的網絡性能質量管理系統是一個硬件與軟件無縫集成的業務質量監控解決方案，提供LTE傳輸網絡端到端的網絡質量呈現和持續實時IP業務傳送性能評測和分析。整個系統由監控中心設備、網絡測試探針及測試消息反射器等部分組成。

監控中心設備：部署在核心層，主要實現測試任務的配置、測試結果的收集和存儲、測量結果的圖形化呈現、測試報表的生成、SLA閥值的設置以及告警的觸發和管理等功能。

測試探針：測試探針部署在EPC設備機房，向遠端的基站、分組傳送網接入層路由器或支持ETH-OAM及TWAMP協議的專用反射器發送主動測試消息，通過遠端基站或分組傳送網設備等反射器返回的測試消息，統計和計算出移動業務經過分組傳送網到達每個節點的單/雙向時延、抖動、丟包率和錯序重傳指標。測試探針也可同時向分組傳送網中的任意核心層、匯聚層路由器建立測試會話，通過各分段網絡質量測試結果，快速高效的進行故障定位。

測試消息反射器：測試消息反射器主要用于接收并反射來自測試探針的測試消息。反射器種類可以是基站、路由器、交換機或廠家專用的硬件消息反射器。

2 主要功能

2.1 實時的網絡性能測量和監控

主要基于Ethernet OAM、TWAMP協議（RFC-5357）、ICMP ECHO等協議建立測試會話，測量業務經過PTN網絡時的單向/雙向時延、抖動、丟包率、錯序和重傳情況。對測量的結果進行統計分析，形成圖形化報表。根據語音、數據等業務對性能指標的不同要求，分別設定相應的SLA閥值，當測量結果超過閥值時，發出告警。由于移動業務在網絡傳送中的不對稱性，傳統的Ping方式測試的往返性能指標無法真實的反映出業務在上行、下行方向的真實質量情況，且Ping方式測量結果粒度大，不夠準確。

系統測量出的時延和抖動達到微妙（us）級，除了常規的Max、Min、Average值，還可以更精細化的計算統計出多種百分比（25%、50%、75%、95%、96%、98%、99%）的測試報文經過分組傳送網的質量情況，從而更準確的反映出PTN網絡承載無線業務的真實性能。

執行器Actuator設備之間可以基于預置的六種語音編碼測量語音MOS值和R-Value。對于其他特定的語音編碼，可以按相應編碼的包大小、發包速率來設定測試包，從而測量出相應的MOS值和R-Value。

2.2 故障定位

從執行器Actuator向PTN設備、基站或專用的消息反射器NanoNID或分段建立不同的測試會話，可以實時、準確的判定出PTN網絡或者基站的故障或質量下降的位置。從而使維護人員可以快速發現故障、準確的對故障定位，提高維護效率。避免了無線部門和傳輸部門在某些場景下因故障難以精確定位而導致的責任推諉，延誤故障排錯現象。

對于出現的故障會形成日志，便于查詢和歷史追溯。除了在Analyzer界面上實時查看網絡質量變化和故障告警外，利用歷史性能指標回放功能，也可在事后找出發生故障的具體時間點。

3 組網方案

第一階段測試歸屬某城市EPC的LTE基站，測試數量為兩個接入環下的LTE基站，分別驗證實時網絡性能測量功能與故障定位功能。實時網絡性能測量使用ICMP-Echo與TWAMP協議。

ICMP-Echo方式由執行器Actuator向現網基站采用ICMP ECHO的方式進行雙向時延、抖動和丟包率的測試。TWAMP方式由執行器Actuator到智能光反射模塊NanoNID，采用TWAMP方式進行單向時延、抖動和丟包率測試。

故障定位采用分段測試會話的方式，由執行器Actuator設備向LTE基站和NanoNID同時建立TWAMP/ICMP ECHO測試會話，準確的判定出PTN網絡或者基站的故障或質量下降的位置。每個接入環分別選擇三個LTE站用基站式、旁掛式及會話方式進行性能監測。

4 探針系統遠程管理方案

探針系統管理方案是指通過某通信運營商MDCN網實現對V-NID Manager管理，本探針系統的管理功能和業務測試功能完全分開，也就是說探針系統的V-NID manager只需要實現和V-NID Actuator的IP 可達，即可完成數據的配置、管理，實施系統測試，V-NID Manager不需要與遠端反射單元實現互通。所以系統部署比較方便，完全符合網管和業務分離的部署原則。

省公司網絡管理中心如需查看測試報告，則需要開通省公司到測試系統之間的路由。

5 方案總結

基于標準的單向網絡性能保證解決方案，使用ETH-OAM、TWAMP和accedianStandards+標準Standards+支持擴展的測量類型，實現更大的性能可視性高精度單向延遲測量技術，連接的每一端不需要同步硬件測試點。

使用V-NIDActuator 進行集中式或分布式測量注入。通過V-NIDManager進行集中分配、管理、調解和報告IPv4和IPv6雙堆棧用于管理和TWAMP-LITE測量通過性能監控儀表板匯總和顯示的IP、以太網和OAM最終用戶體驗指標。

[責任編輯：田吉捷]