一種IMS固話撥測與故障智能判斷的方法研究及應(yīng)用

戴耀方

中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司無錫分公司

0 引言

IMS（IP Multimedia Subsystem）是固移融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心。隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，固話業(yè)務(wù)已逐步由IMS網(wǎng)絡(luò)來承載，在不久的將來必將全面替代程控交換和軟交換。

IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)先進(jìn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接入終端種類繁多，業(yè)務(wù)開通涉及系統(tǒng)多，裝維需求量大，需要的維護(hù)人力成本投入大，對于維護(hù)人員的專業(yè)能力要求也較高。在日常維護(hù)中，測試是常用的驗(yàn)證業(yè)務(wù)、定位故障的手段，好的測試方法可以提升維護(hù)時(shí)效，弱化對裝維人員的技能要求。

1 現(xiàn)有的IMS固話測試方法

IMS固話在業(yè)務(wù)開通、日常維護(hù)中經(jīng)常要用到業(yè)務(wù)驗(yàn)證及問題定位排障。現(xiàn)有可用的撥測方法有：（1）使用安裝在電腦終端上的SIP軟終端進(jìn)行撥測；（2）客戶端直接撥測，客戶端接入設(shè)備信令跟蹤、抓數(shù)據(jù)包分析；（3）客戶端直接撥測，核心網(wǎng)跟蹤信令分析。

上述方法存在以下缺點(diǎn)：

（1）SIP軟終端撥測

1）環(huán)境受限

SIP軟終端為獨(dú)立軟件，需要接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行撥測，軟終端IP地址需在運(yùn)營商核心網(wǎng)側(cè)授權(quán)，否則無法正常撥測。

2）安全問題

IMS固話采用HTTP Digest鑒權(quán)方式（即用戶名和密碼），人工撥測易造成密碼泄漏，而SIP終端具備正常的通話功能，存在盜用的風(fēng)險(xiǎn)。SIP軟終端使用無需授權(quán)，無監(jiān)管措施（如無需登錄、撥測無監(jiān)管）。

3）功能簡單

SIP軟終端不具備自動(dòng)分析撥測過程的功能，無法自動(dòng)定界定位問題，不具備展示可視化的信令流程、消息內(nèi)容及其他結(jié)論性的結(jié)果描述的功能，無法回溯撥測記錄。

（2）客戶端直接撥測，客戶端接入設(shè)備信令跟蹤、抓數(shù)據(jù)包分析

1）不是所有的客戶端接入設(shè)備都具備信令跟蹤功能，即使有也是設(shè)置繁瑣，操作不方便，且一般裝維人員不具備信令分析能力。

2）隨著通信技術(shù)發(fā)展，IMS固話都采用光纖接入，抓包有難度，且一般裝維人員不具備數(shù)據(jù)包抓包操作及分析能力。

（3）客戶端直接撥測，核心網(wǎng)跟蹤信令分析

核心網(wǎng)維護(hù)人力有限，而且故障概率低，統(tǒng)一由核心網(wǎng)分析定位問題不利于故障處理的時(shí)效性。

鑒于現(xiàn)有的IMS固話撥測缺陷，有必要研發(fā)一種IMS固話撥測與故障智能研判的新方法與新系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化、平臺(tái)化、智能化撥測及管理。即構(gòu)建“移動(dòng)終端應(yīng)用+服務(wù)器”架構(gòu)的撥測平臺(tái)，撥測需授權(quán)，隔離撥測操作和呼叫過程，自主判斷故障原因并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)結(jié)論，通信協(xié)議遵循標(biāo)準(zhǔn)的SIP。具體是在手機(jī)終端（IOS和Android）實(shí)施IMS固話注冊、注銷、撥打等操作；在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)呼叫過程、管理措施、數(shù)據(jù)分析，并可關(guān)聯(lián)第三方數(shù)據(jù)，自動(dòng)定界定位故障，將撥測結(jié)果等實(shí)時(shí)傳遞給手機(jī)終端呈現(xiàn)。此方法及系統(tǒng)可有效降低對撥測人員的技能要求，提高IMS固話裝維效率，保障撥測安全，節(jié)省人力成本。

2 技術(shù)方案概述

新的測試方法與系統(tǒng)是通過手機(jī)終端應(yīng)用、服務(wù)器協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化、平臺(tái)化、智能化撥測及管理。

下圖為新測試方法與系統(tǒng)的示意圖，主要包括2個(gè)單元：手機(jī)終端應(yīng)用、服務(wù)器。第三方系統(tǒng)指營帳支撐等業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)，是外部系統(tǒng)；IMS網(wǎng)絡(luò)即IMS固話語音網(wǎng)絡(luò)。

圖1 新方法及系統(tǒng)的示意圖

各單元的具體作用說明如下：

（1）手機(jī)終端應(yīng)用

該單元是人機(jī)交互界面，安裝在手機(jī)終端（IOS和Android）的應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)登錄、撥測、日志查詢等操作，與服務(wù)器之間信息交互。具備如下輸入輸出能力：

1）登錄能力

已授權(quán)的使用者通過賬號、密碼登錄應(yīng)用程序。登錄后允許使用撥測等功能。

2）撥測操作及結(jié)果呈現(xiàn)能力

登錄后可使用撥測等操作。輸入涉及信息有：賬號、密碼、動(dòng)作（注冊、注銷、呼出、接聽、掛機(jī)）；輸出涉及信息有：結(jié)果呈現(xiàn)、來顯、信令流程及具體內(nèi)容、媒體提示、處理建議、案例推薦、其他。

3）其他能力

登錄后允許日志查詢、撥測回溯等；與服務(wù)器之間信息交互。

（2）服務(wù)器

該單元處在手機(jī)終端應(yīng)用和IMS網(wǎng)絡(luò)之間，隔離手機(jī)終端操作與呼叫過程，保障信息安全，負(fù)責(zé)向IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫、分析呼叫等，并可與第三方系統(tǒng)對接，獲取用戶語音業(yè)務(wù)相關(guān)的開通、變更等日志；該單元集中管理，統(tǒng)一管控登錄賬號、撥測監(jiān)管等，防止盜打，保障網(wǎng)絡(luò)安全。

3 具體技術(shù)方案

下圖是本方法和系統(tǒng)所述的基于“手機(jī)終端應(yīng)用+服務(wù)器”架構(gòu)的IMS固話撥測方法及系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)流程，如下圖所示：

圖2 工作流程示意圖

（1）創(chuàng)新引入云撥測理念

在IMS網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)終端應(yīng)用之間設(shè)置云服務(wù)器，對手機(jī)應(yīng)用終端的登錄賬號、撥測時(shí)長、撥測號碼進(jìn)行監(jiān)管，保護(hù)撥測安全。

引入云端撥測理念，云服務(wù)器設(shè)置合法的能與IMS網(wǎng)絡(luò)通信的IP地址，分離手機(jī)終端應(yīng)用操作與真實(shí)呼叫，由云服務(wù)器向IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫，確保信息安全。云服務(wù)器接受手機(jī)終端應(yīng)用發(fā)出的撥測請求及數(shù)據(jù)流，生成撥測腳本轉(zhuǎn)發(fā)至IMS網(wǎng)絡(luò)，模擬IMS固話的注冊、注銷、呼叫過程，接受并處理IMS網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)，實(shí)時(shí)分析呼叫過程，向手機(jī)終端應(yīng)用推送撥測結(jié)果及其他信息。

可接入第三方系統(tǒng)，比如營帳支撐系統(tǒng)的日志庫，獲取業(yè)務(wù)開通、變更等邏輯，整合呼叫過程分析，精細(xì)撥測結(jié)果。

（2）基于SIPp開源軟件二次開發(fā)核心功能

基于SIPp開源軟件進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)云服務(wù)器的撥測功能，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能。SIPp是測試SIP協(xié)議性能的開源軟件, 可以用來模擬SIP信令，動(dòng)態(tài)顯示信令交互過程，模擬IMS固話注冊、注銷、呼叫過程。

（3）開發(fā)手機(jī)終端應(yīng)用

開發(fā)可安裝在手機(jī)終端（IOS和Android）的應(yīng)用程序作為人機(jī)界面，向云服務(wù)器發(fā)出撥測請求及數(shù)據(jù)流，接收云服務(wù)器返回的請求響應(yīng)及數(shù)據(jù)流，友好呈現(xiàn)云服務(wù)器對撥測結(jié)果的綜合分析結(jié)果以及其他信息。

呈現(xiàn)結(jié)果舉例如下：

圖3 撥測界面及結(jié)果呈現(xiàn)示意圖

圖4 撥測“密碼錯(cuò)誤、未開戶”提示呈現(xiàn)示意圖

圖5 撥測“營帳數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)不一致”提示呈現(xiàn)示意圖

4 技術(shù)方案創(chuàng)新點(diǎn)

（1）是一種新型的IMS固話撥測的方法與系統(tǒng)

“移動(dòng)終端應(yīng)用+服務(wù)器”架構(gòu)，分離撥測界面和撥測過程，移動(dòng)化、平臺(tái)化統(tǒng)一管理，使用安全、便利。

1）撥測界面設(shè)在應(yīng)用于手機(jī)終端的應(yīng)用程序，并發(fā)使用，需登錄。

2）撥測過程在服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器設(shè)置合法的IP地址作為對外聯(lián)系地址，而不是手機(jī)終端的地址。使用者不受地理環(huán)境的限制，不受手機(jī)終端歸屬網(wǎng)絡(luò)限制，可以任何時(shí)間任何地點(diǎn)撥測。

3）手機(jī)終端應(yīng)用和IMS網(wǎng)絡(luò)之間增加云服務(wù)器，由云服務(wù)器向IMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫過程。通過云服務(wù)器使現(xiàn)場操作與真實(shí)呼叫分離，確保信息安全。

（2）是一種新型的IMS固話撥測結(jié)果判斷及呈現(xiàn)的方法與系統(tǒng)

1）自主定界定位故障。服務(wù)器自主分析呼叫信令、媒體信息等，實(shí)現(xiàn)智能化自主定界定位問題，更可結(jié)合第三方數(shù)據(jù)精細(xì)定位故障點(diǎn)。

2）呈現(xiàn)。展示可視化的信令流程、消息內(nèi)容及其他結(jié)論性的結(jié)果描述，推送處理建議及案例。

圖6 撥測“信令流程”呈現(xiàn)示意圖

5 應(yīng)用效果

無錫移動(dòng)已把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到集團(tuán)固話、家庭固話的實(shí)際裝維工作中，效果顯著。

2017年11月，協(xié)助BOSS發(fā)現(xiàn)了500多例開戶異常的家庭固話，及時(shí)修復(fù)了故障號碼及BOSS系統(tǒng)隱患，極大提升了裝維效率，維護(hù)了品牌形象。

當(dāng)前，裝機(jī)一次性成功率可達(dá)100%，售后維護(hù)能在5分鐘內(nèi)精確定位問題，能有目的地處理或者尋求支撐，修復(fù)周期縮短50%，提高了用戶對移動(dòng)產(chǎn)品的服務(wù)滿意度。遠(yuǎn)程處理方式超80%，極大提高了工作效率和節(jié)約了人力成本。

6 結(jié)束語

測試是通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維中必要的工作手段，使用頻率高。本文結(jié)合實(shí)際工作，對IMS固話運(yùn)維中的測試難點(diǎn)及解決方案作了詳盡描述，并將研究成果產(chǎn)品化，轉(zhuǎn)化成為實(shí)際生產(chǎn)力，很好地解決了實(shí)際困難。

通信網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，更加地促使我們在工作中要堅(jiān)持創(chuàng)新、敢于創(chuàng)新，通過創(chuàng)新來提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。