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1、核心网CS域 VOIP质量体系目 录1 概述61.1 软交换概述61.2 软交换核心网72 浙江公司核心网CS VOIP质量体系的建立92.1 QoE/QoS92.2 NP112.3 KPI体系152.3.1 KPI体系架构152.3.2 KPI及其对网络影响162.3.3 KPI验收方式163 以华为核心网设备为例VOIP KPI体系详述183.1 KPI描述结构183.2 业务KPI183.2.1 业务接入183.2.2 业务保持353.2.3 业务完整393.2.4 鉴权安全403.2.5 传输能力443.3 非业务KPI473.3.1 资源利用47插图目录图1-1 杭州公司软交换IP承
2、载网络7图2-1 QoE与QoS9图2-2 移动网络中QoE与QoS10图2-3 网络性能NP与QoS12图2-4 KPI分解14图2-5核心网CS VOIP 质量体系15图31 位置更新流程及统计点19图 32 寻呼流程及统计点20图 33 A接口第一次寻呼21图 34 A接口重复寻呼22图 35 A接口第一次发寻呼次数22图 36 指配流程及统计点23图 37 语音呼叫建立流程及统计点24图 38 长途来话流程及统计点(A点为试呼、C点为应答)25图 39 MO短消息流程及统计点26图 310 MT短消息流程及统计点27图 311 语音呼叫时延流程及统计点28图 312 MSC内切换请求统
3、计36图 313 MSC内切换成功统计36图 314 基本切换入局请求统计37图 315 基本切换入局成功统计38图 316 基本切换出局请求统计39图 317 基本切换出局成功统计39图 318 鉴权统计41图 319 位置更新时加密统计42图 320 业务接入时加密统计43表格目录表 21 NP与QoE/QoS的区别13表 22 VOIP KPI对网络影响16表 23 VOIP KPI验收方式161 概述随着IP承载网和软交换技术在移动网络中大规模使用，网络与业务结构也发生了很大的变化，IP与传统的TDM有着很大的区别，在新的体系下，原来的指标体系已经不能满足现有网络的需求，缺乏针对软交换
4、和IP承载网的网规网优、监控维护、业务提供等方面的量化的性能指标，导致在网络维护、规划、设备功能演进等方面难于掌握主动权，因此研究能够反映网络现状、业务现状的指标体系，对于移动网络规划、优化、维护都具有很重要的意义。1.1 软交换概述移动软交换是在3GPP R4阶段引入的，采用了承载控制分离的架构，TDM时代的窄带MSC分裂为MSC Server和MGW，MSC Server负责业务的控制，MGW在MSC Server的控制下完成承载面的控制。由于MSC Server只负责业务的控制，因而可以大大提高其处理能力和容量，MSC Server放置在省会杭州。MGW可以放置在各个地市，靠近接入侧和P
5、STN的地方，便于节省传输资源。一个MSC Server可以控制多个MGW。 软交换大量采用了IP技术（控制面采用基于IP的宽带信令，承载用户面采用承载在RTP上的压缩语音编解码），对IP承载网提出了真正电信级的要求。软交换要真正的替代窄带MSC，必须要达到同样的电信级要求：l 电信级的Qos、电信级的可靠性、电信级的安全性；l IP承载网是可以平滑升级、扩容的；l IP承载网具有良好的OM（可维、可测）功能；l IP承载网和移动软交换存在良好的联动功能（比如倒换）1.2 软交换核心网下图为杭州公司软交换一个端局、一个关口局承载网IP化后的目标网网络结构。图1-1 杭州公司软交换IP承载网络图
6、中虚线为信令，实线为话路，黑实线为现网通过TDM承载的信令和话路。接口与协议栈如下：1、MGW-MSC SERVER（1）Mc接口：H248/SCTP/IP；（2）SIGTRAN接口：M3UA/SCTP/IP；2、MGW-MGW（1）Nb接口：NbUP/RTP/UDP/IP；3、MSC SERVER-MSC SERVER，TDM传统局MSC（ISUP/TUP）（1）Nc接口：BICC/M3UA/SCTP/IP（2）与TDM传统局、PBX之间原有的信令（ISUP/TUP）承载方式和连接方式保持不变。目前已经使用IP协议的接口主要是Mc接口、Nb接口和Nc接口，这些接口IP化之后如何进行业务质量的
7、评估和衡量，是本文阐述内容的重点。2 核心网CS VOIP质量体系的建立2.1 QoE/QoSQoE与QoS的概念Quality of Experience，是描述终端用户对业务的体验的术语，指用户使用业务时的感受，对业务的满意的程度，如业务的接入性、保持性、和完整性等等。而QoS则是描述网络提供业务并且保证达到某个服务等级的能力的术语。QoS包括网络和终端的所有功能、实现机制和过程，用于保证提供给用户与网络协商达成的服务质量。QoE与QoS的关系可用下图来表示：图2-1 QoE与QoS可见，QoE受业务的技术方面因素（QoS）和非技术方面（主观）因素的共同影响。QoE是从用户的角度看待网络和
8、服务的质量，含有主观色彩，使用“好”，“优秀”，“差”等等用户的感受来表达；而QoS则是技术层面的概念，使用对终端用户毫无意义的网络和网元实现的技术术语来衡量、表达和理解。移动网络通信中QoE和QoS的概念可以用下图表示：图2-2 移动网络中QoE与QoS举个简单的例子来说明二者的关系。如用户拨打语音电话业务，感觉要等很长时间才能接通电话。在QoE的指标可以使用“接通慢”来描述这个业务的感受。相对于QoS的指标则表述为“呼叫建立时延长”。二者都是从用户出发，端到端的描述用户业务感受的指标。他们之间的区别之一在于QoE是使用用户感觉的语言来表述，而QoS则使用网络术语来表述。另外，还有一个重要区
9、别是，QoE除了受技术方面的QoS影响外，还受价格、服务支持情况、服务内容等非技术因素影响。如假如某用户对价格很敏感，运营商的定价策略很低，每分钟才1分钱，这时尽管呼叫建立时延长达10s，他/她也不在意，可能觉得接通速度相对于这个低价钱还算比较快。2.2 NPNP的概念NP，即网络性能，定义为在指定的内部条件下，满足指定大小的话务负荷和其他特征的某个特性的能力。NP是以QoS/QoE的服务提供者视角，包括QoS提供和QoS实现，重点在于后者。NP与QoS/QoE的联系图2-3 网络性能NP与QoS上面的图来自ITU-T800E，阐述了QoS与网络性能二者之间的联系。从目标上看二者的关系QoS/
10、QoE的目标可以从以下方面描述：QoS/QoE关注用户最终的业务感受，而不是网络内部的过程细节；QoS/QoE从定义上看，不依赖于网络内部的设计；QoS/QoE从用户的角度考量服务的方方面面，这些在业务接入点能够客观的衡量；QoS/QoE的描述语言独立于网络而能够被用户与服务提供者理解。而NP则是从网络设备/服务提供者的角度，关心在给用户提供服务的过程中网络的效率和效益，其目标可以从以下方面描述：网络规划运行维护发展演进服务提供商关注于NP的提供和实现，关注于可衡量可监控的KPI指标，是保证QoS/QoE的基础。NP与QoS/QoE的区别QoE和QoS二者相互依赖，QoE决定了最终用户的服务满
11、意度，涉及运营商的直接利益，所以业界领先的运营商都开始关注终端用户的体验，致力于提高最终用户的满意度。与此同时，网络/服务提供商则致力于研究QoE/QoS与网络性能（NP）的关系，规划、设计网络设备及性能体系，从NP的角度来保证QoE。表 21 NP与QoE/QoS的区别QoS/QoENetwork performance从用户出发用服务提供者出发服务特性关联网元实体特性关注用户感知关注网络规划、设计、发展、运行、维护在业务接入点端到端或者是关联网元自身的能力NP的分解1）业务KPI的分解这里的业务KPI是指从用户使用业务的感受出发，能够直接影响用户业务的感受的指标。从QoS/QoE分解到网络
12、性能，根据ITU-T350再将网络性能从九个维度包括接入速度、接入精度、接入可靠度、信息传递速度、信息传递精度、信息传递可靠度、脱离速度、脱离精度、脱离可靠度，即3*3矩阵理论进行分解，如下图所示：图2-4 KPI分解2）非业务KPI的分解这里的非业务KPI是指网络性能中与用户使用业务时感受关系不产生直接影响，但又非常重要的指标。可以按照功能来划分，主要有计费能力和资源利用两方面。2.3 KPI体系由于QoE/QoS是端到端的概念，基于此形成的性能指标体系必须能够反映整个网络的所有网元交互的共同效果。但本文重点关注核心网CS领域VOIP KPI，尽管核心网处于网络的中心地位，也存在部分指标只是
13、核心网网元内部的指标，但大多数核心网指标都是端到端的指标（能够反映端到端的网络QoS），不仅反映了核心网对指标的影响，也反映了其他网元，包括IP承载网对指标的影响，因此，在对移动核心网VOIP KPI指标进行分析时，还需要关注其他网元。根据业务相关性，移动核心网CS领域的NP KPI划分为两大类，即业务相关、业务独立。业务相关类分成业务接入、业务完整、业务保持、业务脱离、鉴权安全、可靠性、传输能力、吞吐率八个子类别，业务独立类细分为资源利用子类别。2.3.1 KPI体系架构基于QoE/QoS的GSM移动核心网CS VOIP KPI体系如下：图2-5 核心网CS VOIP 质量体系核心网VOIP
14、 KPI体系业务保持ServiceService-Independent业务完整业务接入资源利用 位置更新成功率 寻呼成功率 指配成功率 呼叫建立成功率 呼叫接通率 网络接通率 SMS MO成功率 SMS MT成功率 呼叫建立时延 CPU占用率 信令负荷 中继电路负荷 承载建立成功率 用户面初始化成功率 语音质量Notes1 局内切换成功率 局间切换成功率 CPU资源均衡度 信令负荷均衡度 中继话务负荷均衡度传输能力鉴权安全 Nb口平均时延 Nb口平均时延抖动 Nb口平均丢包率 Nb口带宽 鉴权成功率 加密模式成功率 TMSI重分配成功率Notes 1：语音质量不能由网络侧设备获取，需要路测确定2.3.2 KPI及其对网络影响表 22 VOIP KPI对网络影响分类KPI用户感知业务相关业务接入位置更新成功率指标低影响用户是否可以登记入网寻呼成功率指标低影响用户主被叫建立成功率指配成功率语音呼叫建立成功率语音呼叫接通率网络接通率SMS MO成功率指标低影响用户收发短信的成功率SMS MT成功率语音呼叫建立时延时延长用户感知接续时间偏长CPU占用率占用率过高，会对用户呼叫进行限呼信令链路负荷负荷指标高，影响用户所有移动业务的正常开展中继电路负荷指标不正常影响用户正常接续承载建立成功率用户面初始化成功率业务保持
