Технологические указания: Передовые методы поиска и устранения неисправностей VoLTE | enterprise.netscout.com

Технологические указания: Передовые методы поиска и устранения неисправностей VoLTE

Введение

Для поставщиков услуг, развертывающих сети LTE, успех передачи голоса по LTE (VoLTE) с помощью самых лучших приложений/сервисов, таких как iTalkBB, Phonepower, Skype и Viper, является важной составляющей для предоставления различных услуг HD-аудио/видео. Обеспечение качественной услуги VoLTE является очень важным аспектом, так как она является основной услугой, которую ожидают абоненты. Это также услуга, где наиболее заметны происходящие неполадки. Крайне важно выполнить работу правильно с первого раза.

В этом документе содержится краткий обзор для инженеров и техников, развертывающих и обслуживающих сети VoLTE. Здесь описаны ключевые элементы сети, их роль при совершении звонков в VoLTE, типичные проблемы, возникающие во время развертывания VoLTE. Здесь также предлагаются наилучшие методы поиска и устранения неисправностей VoLTE в действующих сетях LTE.


Основные компоненты для VoLTE

Evolve Packet Core (EPC): eNodeB, SGW, MME, PGW

Данные компоненты работают вместе, чтобы создавать и поддерживать подключение абонентов к сети передачи данных, в то время, когда оборудование пользователя обеспечивает продвижение по мобильной сети. Через IMS APN необходимо создать один или несколько несущих каналов, а пользовательскому оборудованию также должен быть присвоен специальный IP-адрес для выполнения звонков в VoLTE.

Подсистема IP-мультимедиа (IMS)

Она содержит серверы приложений, контроллеры сеансов вызовов и функции управления мультимедиа, поддерживает звонки внутри сети, обмен сообщениями, ААА и маршрутизацию. SIP-трафик будет направлен на IMS после того, как он покинет EPC. IMS определяет, где находится вызываемый 3G/PSTN/EPC в целях отслеживания SIP- и RTP-трафика.

Пограничное управление сессиями

Пограничное управление сессиями является частью IMS, оно обеспечивает безопасность, качество обслуживания, контроль допуска/маршрутизации между EPC/IMS и другими сетями, такими как PSTN и 2/3G. Оно регулирует то, каким образом сеансы VoIP инициируются, проводятся и прекращаются между различными типами сетевых коммутационных медиа-центров/медиа-шлюзов (MSC/MGW). Оно работает с медиа-шлюзом для обеспечения межсетевой поддержки и эффективного управления медиа-кодеком и трафиком сигнала между LTE и 2G/3G/PSTN. Обработчик функции медиа-ресурсов(MRFP), который проводит транскодирование голосового кодека между LTE и 3G/PSTN, является ключевым элементом между EPC и 2G/3G/PSTN.

Понимание основ процесса звонка VoLTE

  1. Подключение к LTE

    Пользовательское оборудование должно быть аутентифицировано и авторизовано с помощью ММЕ, так чтобы он тоже мог быть подключен к сети.
  2. Подключение и регистрация IMS-услуг

    (А)Пользовательское оборудование запрашивает передачу данных, и с помощью IMS по умолчанию устанавливается односторонний канал. (Пользовательскому оборудованию будет назначен новый IPv4 и/или IPv6-адрес) (б) Затем пользовательское оборудование «регистрируется» в IMS, чтобы быть «учтенным», что позволяет направлять вызовы на другие VoLTE, 3G/2G или абонентам PSTN через IMS.
  3. Выполнение вызова

    Когда пользовательское оборудование инициирует вызов, оно посылает SIP-сообщение «пригласить» одностороннему каналу, установленному по умолчанию, чтобы установить соединение с вызываемым абонентом. IMS принимает SIP-сообщение, находит вызываемого абонента (LTE/3G/PSTN) и устанавливает соединение. Если вызываемый абонент находится в PSTN или в сети поставщика услуг, маршрутизация SIP и медиа будет проводиться через SBC, а транскодирование кодека будет проводиться с MRF.
  4. Создание медиа-канала

    IMS дает команду PGW/APN начинать создание специального канала для передачи голосовых пакетов через потоки протокола RTP и RTCP. На основании стандарта 3GPP для голосового канала необходимо установить уровень 1 в качестве индекса контроля качества (QCI). RTP (голосовой разговор) передается по выделенному несущему каналу. Выделенный несущий канал будет удален после голосового вызова.

QCI Тип ресурса Приоритет Время задержки пакета Уровень потерь пакетов с ошибками Примеры услуг
1 GBR 2 100 мс 10-2 Диалоговый голос
2 4 150 мс 10-3 Диалоговое видео (Потоковая передача)
3 3 50 мс 10-3 Игры в режиме реального времени
4 5 300 мс 10-6 Недиалоговое видео (буферный поток)
5 Отличный от GBR 1 100 мс 10-6 Сигналы IMS
6 6 300 мс 10-6 Видео (буферный поток) на основе TCP (например, www, электронная почта, чат, FTP, обмен файлами P2P, прогрессивное видео и т.д.
7 7 100 мс 10-3 голос, видео (потоковая передача), интерактивные игры
8 8 300 мс 10-6 Видео (буферный поток) на основе TCP (например, www, электронная почта, чат, FTP, обмен файлами P2P, прогрессивное видео и т.д.
9 9

Несущие каналы

Туннели на основе GTP-U, создаваемые для передачи трафика данных абоненту через EPC. Когда оборудование абонента подключено к сети и устанавливает подключение к сервисам передачи данных через PDN-шлюзы (PGWs), по умолчанию создается несущий канал(-ы) для выполнения базового протокола связи службы данных. Могут создаваться два типа несущих каналов: «гарантированная скорость передачи» (GBR) или «негарантированная скорость передачи» (nGBR). Несущие каналы GBR получают гарантированную полосу пропускания для передачи джиттера и трафика, чувствительного к потерям пакетов, такому как голосовые звонки RTP. Передача голоса по GBR является ресурсоемкой, она создается, когда вызов VoLTE выполняется, и удаляется, как только заканчивается вызов. nGBR обычно создается для нормального трафика данных, такого как Интернет-трафик, что требует лишь базовых ресурсов. Большинство каналов по умолчанию (например, каналы для VoLTE, где передается SIP-трафик или некритичные Интернет-службы) являются каналами nGBR.

Идентификатор контроля качества (QCI):

Он указывает параметры QoS (задержка пакетов и потеря ресурсов), а также класс приоритета для каждого канала. Назначение QCI основывается на профиле абонента в HSS и услуге передачи данных, оговоренной с поставщиком услуг. Несмотря на то, что 3GPP предлагает 9 стандартное значения QCI в качестве шаблона, поставщики услуг могут назначить свои собственные значения QCI для службы передачи данных.

Проблемы VoLTE

  1. Большие объемы трафика

    Весь трафик VoLTE основан на IP. Сигнал вызова основан на TCP/SIP, а аудио передается через UDP/RTP с AMR-WB в качестве аудиокодека. Эти потоки VoLTE IP будут передаваться вместе с остальным трафиком IP-данных в ядре LTE, включая потоковое видео и Интернет-трафик.

  2. Другие каналы

    Когда вызов VoLTE завершен, управляющие сигналы, устанавливающие несущие каналы данных, проходят через другие каналы передачи данных, отличные от движения каналов медиа-трафика. Кроме того, сигналы SIP и медиа-трафик тоже передаются через другие каналы и сетевые элементы после выхода из EPC. Для поиска и устранения неисправностей при настройке связи VoLTE и проблемы качества необходимы видимость и корреляция между управляющим сигналом и созданным пользовательским несущим каналом.

  3. Видимость от сегмента к сегменту

    QoS-аудио обеспечивается динамическим созданием выделенного несущего канала в рамках нескольких интерфейсов в EPC. Анализ первопричины качества звука между двумя точками требует корреляции и видимости параметров QCI, установленных на нескольких сегментах.

  4. Видимость асимметричных медиа-потоков

    Другой VLAN может быть назначен для каждого направления потока RTP и вокруг EPC. Инженеры должны уметь устанавливать соотношение потоков SIP и RTP, а также извлекать пакеты, несмотря на их асимметричный характер, чтобы получить обзор всех пакетов RTP. При поиске и устранении неисправностей в случае сброса вызовов VoLTE инженеру нужно будет извлечь пакет для анализа времени и поведения полезной нагрузки RTP.

Передовые методы поиска и устранения неисправностей VoLTE

  1. Сначала подключитесь и захватите трафик, чтобы получить просмотр трафика через интерфейсы уровня контроля и уровня пользователя. Как правило, переключатель агрегации, например, от мониторинга VSS или Brocade, может фильтровать, совмещать и распределять нагрузку трафика на инструмент с очень маленькой задержкой.

  2. Используя захваченный трафик, проанализируйте настройку несущего канала и заданные параметры QoS, связанные с VoLTE.

  3. Проанализируйте потоки SIP через EPC к IMS и SBC для звонков на 2G/3G/PSTN.

  4. Отследите потоки RTP, коррелируемые со звонками через интерфейсы в EPC и по MRFP, а SBC для звонков на CDMA/PSTN.

Network Time Machine предлагает возможность высокопроизводительного захвата пакетов со скоростью до 20 Гбит/с с возможностью анализа после захвата, показывающего корреляцию плоскостей «c» и «u», а также SIP и RTP, что позволяет пользователю вернуться во времени, чтобы провести анализ первопричины проблемы VoLTE между двумя точками.

Учет синхронизации времени

Полный анализ, соотношение уровня управления и уровне пользователя, а также трафика SIP и RTP могут усложниться, если весь трафик не захватывается тем же устройством, на котором синхронизируются временные метки всего трафика. Когда используются несколько устройств захвата, механизм временных меток устройств захвата должен быть синхронизирован с помощью источников импульсов NTP или PTP/GPS. В качестве альтернативного варианта передовые агрегирующие коммутаторы, такие как коммутаторы от VSS Monitoring, принимают внешние источники импульсов и могут добавлять временные метки к концевым импульсам пакета. Устройства захвата, использующие временную метку, предназначенную для реконструкции пакета при экспорте для корреляционного анализа, значительно облегчают работу инженеров.

Сценарий 1

Пользователь вообще не может совершать звонки.

  • Несущий канал по умолчанию не настроен
  • Пользователь не зарегистрирован в IMS (проблема аутентификации, перегрузка IMS)

При таких проблемах подключитесь к интерфейсам S1 и S11, чтобы проверить начальное соединение и процесс настройки несущего канала абонентского устройства, а также то, поступают ли потоки SIP с абонентского устройства. Такой анализатор, как Network Time Machine, может захватывать весь трафик на S1 и S11 со скоростью до 20 Гбит/с, выбирать необходимое абонентское устройство и показывать несущий канал по умолчанию и процедуру настройки выбранного несущего канала в IMS.

Сценарий 2

Почему пользователь не может звонить пользователям PSTN?

При поддержке IMS звонки от абонентов VoLTE могут перенаправляться в PSTN. Если происходит сбой, SIP поступает из каждого сегмента, из конца в конец, и его необходимо захватить и проверить, чтобы определить, нарушен ли процесс установления соединения и в каком месте. Инженерам, ответственным за EPC, важно захватывать сигнальный трафик вокруг точки раздела между IMS и Regional Core, то есть между PGW и IMS, вокруг SBC и по MRFP для преобразования среды передачи. Ошибка и задержка времени установления соединения должны учитываться, а полезная нагрузка пакетов должна быть проверена с помощью анализа первопричины с момента возникновения отказа.

В процессе поиска и устранения неисправностей ищите поток SIP, в котором обнаружена неисправность. Код причины SIP укажет на причину, по которой звонок не удался, такую как 503 Услуга не доступна; это может означать, что либо услуга не доступна из-за перегрузки, либо настройка не верна.

Network Time Machine может проанализировать захваченный трафик SIP, а также предоставить статистику ошибок SIP и соединений, вызвавших ошибку.

Сценарий 3

Почему качество связи плохое?

  • Проблема качества (потеря или искажение пакета в LTE радио, отбрасывание пакета при обратном соединении, SGi, предоставлен неправильный QCI)
  • Сброс звонков (проблема с качеством LTE радио, сброс сетевого оборудования, сброс из-за неудавшейся передачи S1)
  • Односторонняя передача аудиосигнала (проблема с сигналами транскодирования или обработкой, постоянный поток подавления интервалов в паузах)

Что касается проблем с качеством, анализатор должен показывать вызовы, сделанные абонентским устройством, и отслеживать потоки RTP и параметры QoS, такие как MOS или потеря/искажение пакета, в каждом интерфейсе EPC плоскости «u». При односторонней передаче аудиосигнала важно видеть, что существует входящая и исходящая связь и используется правильный кодек. Кроме того, поток RTP должен легко выделяться для изучения того, как элементы сети могут вызывать потерю, искажение и подавление интервалов в паузах, вызывающие OWA. Функция воспроизведения речи помогает определить, когда и как начинается OWA, что ускоряет анализ первопричины.

Решение для тестирования должно показывать значение QCI выделенного несущего канала, который настроен, а также фактический параметр потока в выделенном несущем канале, связанный с CoS, такой как параметры 802.1pq, DSCP и MPLS в каждом интерфейсе плоскости «u» сети.

NTM позволяет пользователям следить за настройкой несущего канала на уровне управления для проверяемого звонка VoLTE. В примере выше выделенный несущий канал с идентификатором ID#6 установлен с QCI 5 вместо 1; и это несущий канал nGBR без значений GBR и MBR. Если показатель MOS звонка был плохим во время максимальной нагрузки, это может быть основной причиной.

При поиске и устранении проблемы OWA инженер может извлечь и SIP, и RTP пакеты, чтобы проверить поле причины в сообщении BYE. Например, причина, вызванная тайм-аутом RTP/RTCP на абонентском устройстве, может быть вызвана тем, что MRFP не отправляет пакеты подавления интервалов в паузах, чтобы поддерживать передачу аудиосигнала, вызывая тайм-аут RTP через 10 секунд.

Заключение:

VoLTE – это очень важное приложение для поставщиков услуг, развертывающих сети LTE. Чтобы управлять услугой, инженеры должны иметь соответствующие инструменты, обеспечивающие прозрачность трафика даже при больших нагрузках, а также сопоставлять уровень управления и уровень пользователя и SIP с RTP, чтобы быстро выявлять проблемы и извлекать пакеты для анализа первопричин.

Network Time Machine осуществляет быстрый захват, легко развертывается и обеспечивает эффективный анализ, который позволяет инженерам быстро захватывать и визуализировать пакеты, что выявляет основную причину проблем с VoLTE.

 
 
Powered By OneLink