软交换性能测试技术

摘要

介绍了软交换性能测试中常用的测试方法和组网方式，以及如何应用各种方案测试软交换设备不同的功能；阐述了如何利用软交换测试中的关键指标和参数分析性能测试中的结果，以及如何运用其他各种手段，分析故障原因。

1  软交换测试概述

软交换作为NGN/VoIP网络中的核心设备，具有接口丰富、协议复杂、性能要求高等特点，因此也成为设备制造商和运营商进行实验室测试或网络验收测试的关注焦点。软交换一般处于网络的中心位置，与PSTN互通需要SIGTRAN接口，与中继媒体网关互通需要H.248控制接口，与IP终端互通需要sip/H.323/mgcp/H.248接口，与其他软交换互通需要sip/sip-I/sip-T/BICC接口。这其中的任何一个接口出现问题，都将成为制约系统性能的瓶颈，严重的时候甚至造成NGN/VoIP网络瘫痪。因此，软交换性能的高低，成为运营商考察NGN系统好坏与否的关键指标。

基于上述原因，如何在一个复杂的网络环境中，有效地验证软交换设备的各个接口功能的性能及稳定性，成为NGN/VoIP测试领域一个重要的研究课题。思博伦通信长期关注于通信领域的测试技术，凭借强大的研发团队和多年的现网测试经验，为客户提供完善的软交换系统测试方案，成为运营商和设备商NGN领域测试的必然选择。

2  软交换常见测试方法

软交换作为一个复杂的核心控制设备，可供选择的测试方法也多种多样。常见的测试方法按不同分类方式，有以下几种：

●按组网方式分：单节点全包围测试、多个网元互通测试、端到端系统测试
●按测试的功能分：C4汇接局功能测试，C5本地端局功能测试
●按测试指标分：峰值压力测试，最大同时会话能力测试，稳定性测试，长时间通话测试，过载保护测试，CDR准确性测试。

下面我们对这些不同的测试方法进行详细介绍。

2.1  单节点全包围测试

单节点全包围测试一般用于验证单个设备是否存在性能瓶颈。通过测试仪表仿真该节点周围的所有接口，模拟出该设备周围的所有网络环境，从而杜绝其他设备对测试环境造成的影响，精确验证被测设备的性能。

图1所示是一个对软交换做全包围测试的例子。仪表通过Sigtran(M2UA或者M3UA)协议仿真信令网关，通过H.248协议仿真中继网关，通过sip/H3.23/H.248/MGCP等协议仿真IP Phone，然后模拟从PSTN往IP网络侧的大量语音呼叫，实现对中间软交换设备的性能测试。

图1  软交换全包围示意图

2.2  多个网元互通测试

这种测试一般用于在一定的、可控的环境内，对由多个节点组成的有限系统做性能测试，用于发现各个网元之间的互通问题，确定在互操作过程中是否有新的性能问题引入。

例如，运营商在部署VoIP网络时，有可能会采用A厂家的软交换和B厂家的接入网关设备，如何确认这两家的设备在一起互通时没有性能上的问题？这时可以采用仪表仿真接入网关下面的模拟线终端，往网关和软交换侧发起呼叫，再由软交换将呼叫路由回网关再到终端。通过这种方式，由仪表发起成千上万的呼叫经过接入网关和软交换，可以有效地验证这两种设备在互通的时候有没有性能和稳定性问题。

2.3  端到端系统测试

端到端系统测试一般用于对一个完整的系统进行功能及性能验证，或针对运营网络的分布式测试。如图2所示，一般将仪表部署于系统或网络中的不同分支节点，仿真系统中涉及的各种不同终端，然后不同终端之间发起大量的呼叫进行测试。通过这种方式，不仅可以验证系统性能，甚至可以对网络端到端的时延、网络传输质量进行测试。

图2  端到端系统测试示意图

2.4  C4汇接局功能测试

软交换作为NGN网络中的控制设备，既有汇接局的功能，也有做本地端局的功能。当软交换作为汇接局使用时，一般是用于汇接PSTN或者长途过来的语音话务，或者用于汇接其他局过来的话务，因此测试汇接局功能时，有以下几种组网方式：

●通过仪表的E1/STM-1接口仿真PSTN端局，通过传统的No.7信令发起从PSTN往VoIP侧的语音呼叫（见图3）。

图3  仿真PSTN端局测试软交换C4功能

●通过仪表的IP接口仿真信令网关+中继媒体网关，通过Sigtran协议发起从PSTN往VoIP网络的语音呼叫（见图4）。

图4  仿真SG+TG测试软交换C4功能

●通过仪表仿真另外一个软交换实现的汇接局，通过sip-T/BICC协议发起从一个汇接局到另外一个汇接局的语音呼叫。

这3种方案中，第1种方案在测试软交换的同时，可以验证SG和TG的性能。而第2和第3种方案，因为直接通过IP接口仿真流量，可以实现非常高的性能，另外可以省去大量的E1或者STM-1线路连接的麻烦。

2.5  C5本地端局功能测试

当软交换作为NGN网络中的本地端局使用时，一般用于控制终端用户的话务接续，并提供各种补充业务。因此，测试端局功能时，需要仪表通过模拟接入网关下的用户或者IP终端用户，实现本地话务的仿真。图5所示，在实际测试时，可以根据情况，配置基于SIP，H.323，Megaco或者MGCP各种协议的终端设备，实现同种协议终端之间或者不同协议之间大话务量的呼叫测试。

图5  仿真IP终端测试软交换C5功能

2.6  峰值压力测试

峰值压力测试一般用于验证被测设备在系统最高负荷的时候每秒能够处理呼叫的能力，往往通过BHCA或CPS两种指标来考察被测设备，即系统每小时或每秒处理呼叫的个数。实际测试时，一般通过仪表每秒钟产生一定的呼叫量来精确验证系统能力，通过更改呼叫保持时间和呼叫间隔时间来调整压力，测试时间一般超过1h，甚至达到24h或48h；呼损不能超过万分之一。