移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代 淺談4G核心網(wǎng)測(cè)試

　　從近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)是瞠目結(jié)舌的，下圖是2010年到2015年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)圖，縱坐標(biāo)表示的是全球每個(gè)月使用的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，單位是TB 太比特，而這種增長(zhǎng)趨勢(shì)勢(shì)必會(huì)保持并加速下去。

圖一 全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)

　　目前中國(guó)共有WCDMA （Wideband Code Division MultipleAccess(＄49.9920)，寬帶碼分多址），CDMA2000 （Code Division MultipleAccess(＄49.9920)2000）和TD-SCDMA （Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess(＄49.9920)，時(shí)分同步碼分多址）三種3G技術(shù)并存，對(duì)應(yīng)的運(yùn)營(yíng)商分別為中國(guó)聯(lián)通，中國(guó)電信和中國(guó)移動(dòng)。4G LTE有FDD-LTE （Frequency-division duplex，頻分雙工）和TD-LTE（也叫LTE TDD，Time-division duplex，時(shí)分雙工）兩大陣營(yíng)，中國(guó)移動(dòng)采用的是TD-LTE，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信則采用的是FDD-LTE。

　　兩種LTE技術(shù)的區(qū)別在于空中接口標(biāo)準(zhǔn)的不一致，但是LTE核心網(wǎng)EPC （Evolved Package Core）是一致的。

圖二 3GPP接入，非漫游的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　圖二是非漫游的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，另外還有漫游架構(gòu)的，適用于用戶漫游到其他運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中的情形，這種漫游架構(gòu)在這里不做討論。在圖二中，E-UTRAN的實(shí)體是eNodeB，UE指的是用戶終端，如我們的手機(jī)。 LTE EPC各個(gè)節(jié)點(diǎn)大致功能如下：

　　MME：Mobility Management Entity，屬于控制平面設(shè)備，主要處理用戶的信令。

　　S-GW：Serving Gateway，屬于用戶平面設(shè)備，處理用戶的數(shù)據(jù)，進(jìn)行會(huì)話管理，路由選擇，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，QoS控制，計(jì)費(fèi)等。

　　P-GW：Packet Gateway，屬于用戶平面設(shè)備，他的主要功能是用戶IP地址分配，會(huì)話管理，PCRF選擇，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，QoS控制，計(jì)費(fèi)等。

　　PCRF： Policy and Charging Function，策略計(jì)費(fèi)控制單元，包含策略控制決策和基于流計(jì)費(fèi)控制的功能。

　　HSS： Home Subscriber Server，它的功能是存儲(chǔ)用戶簽約信息。

　　目前對(duì)EPC的性能測(cè)試主要集中在綠色方框標(biāo)識(shí)的節(jié)點(diǎn)，即MME，S-GW和P-GW，在國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商測(cè)試中，有單獨(dú)對(duì)這三個(gè)節(jié)點(diǎn)分別測(cè)試的，也有將這三個(gè)節(jié)點(diǎn)放在一起作為一個(gè)整體進(jìn)行測(cè)試的。常見(jiàn)的測(cè)試場(chǎng)景如圖三所示。其中藍(lán)色方框中的節(jié)點(diǎn)由Spirent的測(cè)試儀器Landslide模擬。

LTE EPC性能測(cè)試場(chǎng)景

　　如上圖所示，landslide可以通過(guò)仿真enodeB，來(lái)實(shí)現(xiàn)基站下面的成千上萬(wàn)的手機(jī)終端的仿真。在仿真internet(＄68.6000)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，對(duì)EPC系統(tǒng)（MME/SGW/PGW）做端到端的系統(tǒng)測(cè)試，通過(guò)仿真大量的手機(jī)信令和數(shù)據(jù)流量，驗(yàn)證EPC系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能，或者通過(guò)模擬手機(jī)終端或者EPC的某些節(jié)點(diǎn)，對(duì)EPC的特定節(jié)點(diǎn)做穩(wěn)定性測(cè)試和性能測(cè)試。

　　至于測(cè)試儀仿真的流量，一般來(lái)說(shuō)運(yùn)營(yíng)商會(huì)在現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行取樣，采集一個(gè)適合自己網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的話務(wù)模型，測(cè)試的時(shí)候由儀表配置符合模型的，按不同信令/數(shù)據(jù)比例生成的混合流量，持續(xù)對(duì)被測(cè)設(shè)備/系統(tǒng)進(jìn)行話務(wù)測(cè)試，驗(yàn)證被測(cè)設(shè)備/系統(tǒng)的性能。

圖四 五花八門的移動(dòng)業(yè)務(wù)

　　在用戶面數(shù)據(jù)方面，因?yàn)楝F(xiàn)在3G/4G用戶使用的業(yè)務(wù)五花八門，運(yùn)營(yíng)商一般會(huì)在現(xiàn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶面數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，定義需要模擬的業(yè)務(wù)類型以及各種業(yè)務(wù)的比例，每種業(yè)務(wù)的速率bps，上下行包長(zhǎng)以及上下行包個(gè)數(shù)比等參數(shù)，儀表根據(jù)定義好的模型配置相應(yīng)的測(cè)試業(yè)務(wù)，滿足運(yùn)營(yíng)商測(cè)試要求。在近幾年的運(yùn)營(yíng)商測(cè)試中，都把內(nèi)容計(jì)費(fèi)測(cè)試列為一個(gè)重要的測(cè)試項(xiàng)目，相信這個(gè)趨勢(shì)還會(huì)長(zhǎng)期存在。測(cè)試中運(yùn)營(yíng)商對(duì)內(nèi)容計(jì)費(fèi)規(guī)則的定義，對(duì)測(cè)試儀器模擬的業(yè)務(wù)定義也會(huì)各不相同，取決于運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行現(xiàn)狀以及他們自己關(guān)注的重點(diǎn)。

　　真實(shí)的LTE EPC系統(tǒng)的性能測(cè)試比本文提到的內(nèi)容要復(fù)雜很多，需要考慮的問(wèn)題也很多，測(cè)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題也千奇百怪，在這里不做詳細(xì)介紹，感興趣的小伙伴請(qǐng)自己尋找相關(guān)資料了解或咨詢測(cè)試廠家。