通过自动测试降低宽带语音传输的运营成本

电信运营商和有线网络服务商都希望在传统服务基础上增加数据和语音服务，以便在保护核心业务同时找到新的利润增长点。但随着语音和数据网络的结合，语音传输与宽带的接口将更加接近于客户端，从而使金属环路缩短，测试接入节点更加分散，此时如果对每个节点分别进行人工测试不仅耗时耗力，而且费用也相当惊人。本文介绍如何通过集成式自动测试方案解决宽带语音传输网络的测试问题，并从成本的角度详细进行分析。

无论宽带语音传输(VoB)网络是使用xDSL、同轴电缆、光纤还是用无线连结作为宽带传输媒介，客户端接入点仍然要符合传统的电话标准，不过在VoB网络中每个用户网关只有少量电话线，故语音接入对成本特别敏感，因为振铃和复杂测试单元等昂贵设备无法通过成千上万的线路摊销掉。

由于成本的压力，设备制造商不愿意考虑用户以后的费用，因此省掉了自动测试功能。假如传统机械回路测试(MLT)的测试端要数千美元，那么有些折衷办法还是行之有效的。正如本文作者在硬件和射频网2002年12期“自动测试满足宽带语音网络传输要求”一文中所述，集成式线卡/测试端设计可大幅减少测试费用，提高测试性能，同时测试所覆盖范围也没有减少。

既然知道集成式解决方案会有所帮助，设计人员就必须要考虑下面的问题：

1. 自动测试的好处在哪里？

2. 测试系统主要探测什么类型的故障？

如同经常遇到的情况一样，这两个问题是相互紧密联系的，不能分开孤立解决。

自动测试的好处

自动测试的好处可以从用户、服务运营商或设备供应商/制造商等不同的角度来考虑，本文主要从服务运营商角度进行评估。

一种判定自动测试好处的方法是分别在有和没有自动测试情况下，考虑用户成本(CoO)与VoB系统收入的差异，可用下式表示：

V_AT=ΔCoO+ΔRevenue

这里V_AT指自动测试系统实现的价值，ΔCoO是有无自动测试情况下用户成本之差，ΔRevenue则指有无自动测试情况下VoB系统运营商收入的差异，该关系式清楚显示出服务运营商愿意花在自动测试方面的费用上限。

对于语音接入服务商来说，CoO包括维护和修理的开支，如技术人员工资、交通费、燃油费、车辆维护费、技术人员和车辆的保险费、便携式测试设备的费用等。据Telcordia公司George Garceau估计，1999年美国电信业共派出了2,000万人次外出维修，共花费40亿美元。美国联邦通信委员会(FCC)收集的数据则表明，2001年地方电话公司(RBOC)报告的出错率平均每月每100条线路是1.9次，也就是说每条线路每年的报错率是0.23次。

如果没有自动信道测试或MLT功能，我们可以认为平均每次报错都要派出一位维护人员。当然有些情况下即使没有自动测试，通过客户提供的信息，可以不用派人，但是也有些问题由于反馈信息不够，还需要多次派出维修人员。多次派出的情况还可能是由于所派技术人员带的设备不合适或经验不足造成。没有自动测试时，首次派人的目的有时是为诊断，第二次才是进行维修。

在美国，每次安排人员外出费用约在200至400美元左右，所以派人次数影响很大。假设每100条线每月要出动1.9人次，那么每条线每个月的平均人员派遣费用为3.8至7.6美元。

有时候这些外出费用会算在客户头上，但是大部分是完全可以避免的，不需要给最终用户带来额外烦恼及财务上的开支。想想一般用于局端的MLT类型，有时只要简单检查一下话筒有没有放好或者电话和插座是否接触不好等问题，就可以使人员外出减少35%。换句话说，对这些问题进行自动检测每个月每条线可以为服务运营商节省1.33至2.66美元。

减少重复派遣和缩短平均修复时间(MTTR)也能降低开支，这可以通过针对不同问题派遣合适的技术人员、把他们送到正确的地点、让他们带上适当工具设备及预先对问题有所了解等方式来实现。根据FCC的数据，2001年将近20%的外出服务属于同一问题多次派遣，这不仅增加CoO，而且对客户满意度及服务质量都会产生负面影响。

让用户做出回应

在很多VoB场合，用户网关的金属引出线完全置于他们所在的建筑内部，因而“回路”维护完全是客户的问题，而不应该是服务运营商的事。在这种情形下，服务运营商可以通过与客户签订内部线路维护合同，提供自动回路测试而得到额外的收益，通常每个月每条线客户会付3至6美元作为内部回路的维护费用。有了自动测试，光这项服务每个月额外收益的利润也是相当可观的。

即使没有线路维护合同，扩大具有自动回路测试能力的信道测试范围也可以帮助判定是谁的错。假定内部回路维护协议平均每个月费用为4美元，并假设平均有四分之一的用户加入协议，那么自动测试可以为服务运营商带来每线每月1美元的收入。再回到上面的等式，V_AT差不多是每条线3.66美元。

间接费用

维护和修理费用可以估算出来，而另外有些电话网络问题造成的间接费用却是无形的。由于声音传输质量差导致的隐形费用和收入损失虽然难于量化，但它们对业绩的影响却不可忽视。

Laurence S. DiBiaso在《用户对传输质量的反应：一种成本模式》一文中指出了几种由于服务声音传输质量差可能产生的费用，这些隐含的运作成本包括过早中断通话，以及因用户不断拨号打电话给接线员/电话公司而增加用户服务量。

语音服务质量下降后，服务商不得不给客户提供折扣，也有可能客户因此而转至其它运营商，从而导致运营商收入减少。这一点在竞争激烈的环境下尤其要注意，因为客户可以自由选择语音服务供应商。

DiBiaso成本模式主要集中在用户对语音传输质量最强烈的三种感觉上，即掉线、噪声和回音。他指出当这几种现象增加时，客户的反应会成指数上升，从而导致重复拨打维护热线或使服务终止，而这些都意味着成本增加与收入减少。

设计人员由此可以得出结论，经营一家性能“良好”的电话公司要比经营一家性能“差一点”、有掉线、噪声或回音的电话公司费用要少。例如DiBiaso的研究表明，闲置信道噪声变差10dB将使每条线路每年运作成本增加近200美元。

DiBiaso的研究发表于20世纪80年代末，毫无疑问，如今的费用和成本结构已经发生了改变，但用户仍然将高质量语音作为语音服务最主要的要求。从竞争的角度来看，通过周期性预先对信道进行测试来监控传输质量和维护可靠性是很有帮助的。

GR-303规范中规定了信道测试的一般内容，这些测试包括：

1. 传输测试(测量声音往返的信道损耗、闲置信道噪声和回音返回损耗)

2. 信号测试(确认振铃和摘机检测)

信道测试还包括线卡测试，在VoB架构中这对手动测试来说是一项挑战，因为线卡分布很广，很有可能在用户家里。而自动信道测试则允许服务运营商远距离监控他们的网络接口器件(NID)或集成接入器件(IAD)设备，不需要派人到每一个用户的住处，也不需要与客户提前预约什么时候到他们家去。

开发最佳测试系统

由于VoB环境测试的成本和结构局限性，所以主要问题就是自动测试性能要达到什么水平才是合适的。

解决这个问题，我们首先应注意测试性能的概念不仅包括测试功能，还包含测试范围和精度，一般来说，测试的功能、范围和精度和降低测试成本是对立的。降低测试性能可能出现误判，自动测试并不是说要抓住每一个错误，而是要能发现一定比例的错误，以证明自动测试所带来的额外费用和复杂性是值得的。

为了设计出最佳测试系统，详细给出问题和故障的定义很有必要，然后可将这些问题分解，包括一些常见的基本原因。例如线路进水后，导线受潮会产生线路噪声，这类错误可归入线路端至地电导率过高问题(进水以后由于湿度增加，线路绝缘阻抗改变而导致电导率增大)。

我们用S_VoB来表示VoB系统中所有可能出现问题的事件空间，ε是S_VoB空间中的一个错误事件。由于可能出现的问题数量不能一个个数，所以S_VoB空间是连续的，如S_VoB中一个事件ε可以定义为端至地外部电压比线卡电池电压低很多(ε：-∞＜ε≤V_BAT)。S_VoB通常是中长回路POTS网络错误事件的一个子集，某个事件或一组事件ε的概率建立在S_VoB事件空间发生基础上，可用数学式P[(ε)|S_VoB]表示。

主要目的

系统测试设计人员的目的是找出一组类似的问题来定义测试目标子集S_TT。S_TT空间至少应包括一定数量的错误事件，其中随便一个事件都可以在子集里找到对应的发生概率。例如事件ε₁、ε₂、...、ε_∞可以定义为P[(ε₁)|S_VoB]=35%，P[(ε₂)|S_VoB]=25%，P[(ε₃)|S_VoB]=20%，P[(ε₄)|S_VoB]=10%，P[(ε₅)|S_VoB]=5%以及P[(ε₆)|S_VoB]=5%等等。

如果测试目标是准确探测到所出现错误的70%以上，那么有多个可供选择的空间满足要求。在上例中(ε₁，ε₂，ε₃)和(ε₁，ε₂，ε₆，...，ε_∞)都满足探测概率目标。从成本和复杂性角度来看，在达到要求P[S_TTR]的同时将S_TT空间限制在越少事件上越好，如本例中S_TT=(ε₁，ε₂，ε₃)。

减少错误事件种类的同时加大事件发生的概率是很有帮助的，但这对整个情况并不能完整描述，同时我们也对不必要和可以避免的派遣事件感兴趣，把这部分汇集起来定义为子集S_UN。

S_UN空间包括那些可以很容易由用户自己解决或不应由服务运营商负责的错误事件，如“受话器没挂好”就属于S_UN。如图1所示，S_TT空间和S_UN也许会有重叠，重叠部分错误事件对于自动测试节省更多开支非常关键。

理想情况下，测试覆盖范围应与要测试的目标一一对应，但对测试精度和范围的实际考虑和约束又使这一关系很难成立，所以还需要引入第三个子集S_TC，它定义为在一定测试能力下可以准确测到的错误事件。如果测试覆盖范围与测试目标不能一一对应，则应将S_TC设计为S_TT的父集，只要额外的覆盖范围不会大幅增加测试成本就可以接受。

图1表示测试覆盖范围S_TC对检测S_TT空间的错误不是很够，而图2中S_TC范围就定得比较好。

S_TC不能覆盖S_TT空间表明测试系统设计得不好，或者可以说在系统成本/结构的约束下不能检测到目标S_TT。为提高效率，自动测试应设计成能准确测出整个S_TT空间，尤其是S_UN，而不用花费额外的精力测试S_TT外部事件。实施某种特定测试的成本可以写成一个函数C(S_TC)，相关自动测试系统净值和测试成本的比率有如下等式：

式中V_AT(S_TC)是自动测试的价值，它是每个测试性能空间的函数。对VoB提供商而言，希望提高价值/成本比，而不是扩大S_TC空间。用户成本和测试系统成本与测试系统的实施有很密切的关系，要找到最佳解决方案需要仔细彻底的分析。

本文结论

要完整测试VoB应用中的语音线路/信道还需要人工测试，以便找出一些不常见的错误。然而自动测试具有极高的价值，通过仔细设计可准确测出最常见费用又很高的错误。

对问题事件空间进行分析以及提供集成测试能力的测试子集完全都由语音运营商来决定，语音运营商应该有足够的数据来建立他们自己预期的CoO节省成本模式，以此作为目标测试覆盖范围的函数。VoB应用的测试功能、范围和精度组合最好能在短时间内检测到最可能发生的错误，同时又排除维修人员的不必要派遣。

作者：Richard Lambert

高级应用工程师

Legerity Inc.

Email: richard.lambert@legerity.com