Аппаратно-программный инструментарий для тестирования Ключевых Рабочих Показателей сетей GSM/GPRS/EDGE

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с предлагаемыми Анализаторами спектра, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

По мнению компании Tektronix Inc, основными преимуществами предлагаемого ею решения анализа и диагностики сетей мобильной связи на основе измерительного аппаратно-программного комплекса K15 являются не только возможности всестороннего сквозного тестирования сетей 2-ого (GSM) и 2.5 поколений (GPRS, EDGE), но и то, что изначально комплекс K15 проектировался с прицелом на сети 3-его поколения (UMTS, CDMA2000 1xEV-DO), а именно:

* Функция автоматического мониторинга и конфигурации интерфейса Iub UMTS. Конфигурирует все собственные установочные параметры без необходимости перезапуска на Node B (Базовая передающая станция сетей UMTS). Снижается время на выставление настроек прибора с часов на минуты; 

* Функция декодирования интерфейса Iub UMTS дешифровывает в реальном времени все сообщения на этом интерфейсе. Присутствует возможность эффективной отладки неисправности сети посредством полного доступа к содержанию всех кадров (frames);

* Наличие комплекта протоколов Н324.М;HSDPA, а также инструментария для тестирования стандарта EDGE, возможность устранения неисправностей в сетях видео телефонии и в сетях с интерактивными мультимедийными приложениями;

* Функция «Трассировки вызовов по многим интерфейсам» - экспертное программное обеспечение для стандартов SS7, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, cdmaONE, cdma2000, что позволяет осуществлять быструю и лёгкую идентификацию проблем от этапа возникновения симптомов, до их глубинных причин;  

 * Функция “H324.M KPI и Анализ Качества Видео Изображений» позволяет осуществлять отладку сетей видео телефонии и анализы качества обслуживания (QoS);

* Наличие E1/DS1/J1, STM-1/ OC-3c, 10/100 Fast Ethernet плат мониторинга с высокой плотностью портов на них, совместно с функцией декодирования протоколов SS7, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, cdmaONE, cdma2000;

* Функция переноса данных на внешний диск для последующего анализа полученной информации в автономном режиме;

* Функция синхронизации систем NTP и GPS совместно с функцией «соединения файлов» позволяет осуществлять распределённый одновременный мониторинг различных участков сетей;

* Функция «Фильтры аппаратных средств» для STM-1/OC-3 на основе интерфейсов UTRAN позволяют выполнять анализы сетей под высокой нагрузкой

КОММЕНТРАРИЙ:

Для развёртывания сети UMTS достаточно установить сеть UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) – наземная сеть радиодоступа стандарта UMTS, которая бы соединялась с фиксированной сетью передачи данных с коммутацией каналов (сеть GSM с узлами Центра Коммутации Подвижной Связи и Регистра Перемещения) и сетью передачи данных с коммутацией пакетов (сеть GPRS с Сервисным узлом пакетной передачи GPRS + Сервисный узел местоположения абонента). Из вновь появившихся аппаратных составляющих, по-сути, будет присутствовать только RNC – Контроллер Радиосети. 

Огромное преимущество технологии UMTS по сравнению с альтернативными 3G стандартами состоит в том, что мобильные терминалы способны одновременно работать и в GSM сетях.

К отличительным особенностям технологий 3G можно отнести следующее:

• «Сосуществование» сетей различных поколений и стандартов;

• 3G «произрастает» как остров на уже существующей среде сетей мобильной связи;

• Вновь развёрнутая сеть 3G должна быть способна взаимодействовать с инфраструктурой развёрнутых ранее сетей 2G и 2.5G;

• Взаимодействие между 2G, 2.5G и 3G – предмет «ночных кошмаров» для всех инженеров и техников, поскольку если возникает необходимость трассировки вызова абонента, то в этом случае задействуется несколько технологий;

Наиболее сложная задача, которую предстоит решать инсталляторам сетей 3-его поколения – это совместимость радиочастотной и наземной подсистем через RNC. Эта простая по формулировке задача потребует решения следующих проблем:

1. Нестабильное функционирование отдельных элементов сети 3G;

2. Отсутствие взаимодействия этих элементов между собой;

3. Проблемы с сопряжением элементов сети от различных производителей;

4. Ошибки при конфигурации локальных участков сети;

5. Неправильное планирование мобильной сети в целом;

Таким образом, совершенно очевидно, что на самых ранних этапах для инсталляторов сетей 3-его поколения возникает прямая необходимость в повседневном задействовании высокопроизводительного анализатора протоколов сетей, способного помимо функций мониторинга элементов сети, ещё также выполнять их эмуляцию и симуляцию. Последнее особенно важно при проектировании и развёртывания не только сетей 3G, но и предшествующих технологий мобильной связи.

Рис. 1 Анализатор протоколов сетей мобильной связи K15 Tektronix. Наилучшее соотношение цена/качество

Автоматическая конфигурация режима мониторинга интерфейса Iub UMTS

Как уже отмечалось, данная функция способна выполнять мониторинг живого трафика на интерфейсе UMTS Iub без необходимости перезапуска на Node B. Функция состоит из экспертного ПО, способного в течении нескольких минут автоматически завершить конфигурацию всех логических линков, необходимых для осуществления мониторинга Iub. В ходе процесса мониторинга этого интерфейса экспертное ПО автоматически идентифицирует следующие параметры, при этом соответственно конфигурируя логические линки:

• AAL5 ATM VPI/VCI для трафика NBAP и ALCAP для каждого Node B;

• AAL2 ATM VPI/VCI для RACH, FACH и PCH CCCH для каждой соты;

Система подсказок, предназначенная как для начинающих, так и опытных инженеров, направляет пользователя тестера К15 по этапам процесса конфигурации. Как только этот процесс завершается и все требуемые логические линки настроены, полученный результат может быть сохранён в памяти прибора для последующего применения.

Режим автоматического декодирования интерфейса Iub UMTS

Данная функция состоит из экспертного ПО способного автоматически декодировать в реальном времени все зашифрованные протокольные сообщения, проходящие по интерфейсу UMTS Iub. Все необходимые параметры для процесса декодирования автоматически собираются  тестером К15 в ходе мониторинга интерфейса Iub.

Рис. 2 Блок-схема декодирования сигнальных сообщений анализатором K15 на примере интерфейсов сети GPRS. 

Трассировка вызовов по многим интерфейсам

Данная функция (MICT) представляет собой экспертное ПО, осуществляющее трассировку вызовов/сессий в реальном времени и в автономном режимах с представлением информации об изменениях составляющих трафика при прохождении через различные интерфейсы.

Простые параметры как IMSI используются для идентификации подлинности абонента, а также запуска на установки поиска. Режим трассировки вызовов и сессий возможен, даже если идентифицирующие параметры динамически изменяются в процессе транзакций (например, IMSI, P-TMSI) и задействуются как различные интерфейсы (Iub, Iu-PS – Gr), так и сетевые элементы (Node B, RNC, HLR). Графический интерфейс пользователя тестера К15 позволяет находить причины сбоев в сети начиная от симптомов до глубинных причин посредством одного лишь нажатия кнопки «мыши».

Через меню «Обзорное Окошечко» (“Overview Window”) можно просматривать перечень трассировок/сессий и высвечивать их статус, чтобы можно было увидеть с первого взгляда их состояние (нормально, неисправно) и идентифицировать проблему. Такая функция позволяет отфильтровывать вызовы не представляющие интерес под конкретный тестовый режим. 

Меню «Стрелочная Диаграмма»  (“Arrow Diagram”) представляет поток сообщений вызовы/ сессии в графическом виде (стрелок), а также и тестируемые сетевые элементы (вертикальные линии) в очень интуитивном виде. Пользователю прибора не требуются глубоких знаний протоколов. Для изучения глубинных причин, вызвавших сбои в работе сети, все детали и подробности о протокольных сообщениях и их параметрах показаны в окошке «Окно Подробностей Мониторинга» (“Detailed Monitor Window”).  

Перечень поддерживаемых интерфейсов:

• SS7/GSM (ISUP, INAP);

• GPRS/EDGE (Abis, A, Gb, Gr, Gn/Gp);

• UMTS (Iub, Iu-PS, Iu-CS);

• cdmaONE/CDMA2000 (A1, A10/A11);

Анализ качества (QoS) видео телефонии (Н.324М, SIGTRAN)

Выполняя трассировку (Н.324М) видео вызовов на интерфейсе Iu-Cs, данная функция позволяет:

• Рассчитывать ключевые индикаторы функциональности (KPI) Н.324М для ускорения действий по отладке неисправностей;

• Выделять потоки видео/аудио Н324.М для анализа их качества;

• Просматривать и прослушивать видео вызовы для контроля требуемого пользователем сети качества;

• Выделение видео пока в формате .3gp для последующих глубинных анализов видео изображений с использование комплекта прикладного программного пакета Tektronix MTS4EA;

Анализ протоколов 

К15 выполняет мониторинг практически всех протоколов стандартов SS7, GSM, GPRS, EDGE, UMTS, cdmaONE, cdma2000. Графический интерфейс пользователя прибора позволяет визуализировать протокольные сообщения, выделяя при этом значительное количество  соответствующих деталей, задействуя мощные режимы фильтрации поступающей информации.

Функции распределённого мониторинга

К15 имеет в своём составе все необходимые базовые строительные блоки для построения архитектуры распределённого мониторинга. Режим «Дистанционного Доступа до Стационарного Прибора» позволяет тестеру К15 иметь следующие преимущества:   

• Повышение эффективности работы обслуживающего персонала  сетей за счёт снижения стоимости и времени на их поездки в места установок К15; Возможность осуществления централизованных операций;

• Снижение времени на решение возникших проблем, поскольку неопытный персонал, расположенный на удалённых участках сети, может быть поддерживаем опытными пользователями, сидящими в центральных офисах;

• Возможность значительно более эффективного использования экспертов, находящихся в центральных офисах, поскольку возникшие проблемы могут быть анализируемы в реальном времени без необходимости получения инженерами данных по трассировкам;

Рис. 3 Блок-схема распределённого мониторинга сети несколькими анализаторами К15 с задействованием мультиплексора DASY

Функции синхронизации  с системами NTP и GPS дают возможности тестеру К15:

* Снизить время необходимое для идентификации глубинных причин проблем: с новой функцией «трассировка вызовов по многим интерфейсам» все задействованные интерфейсы и сетевые элементы, лежащие в причинной области проблемы, могут быть анализируемы одновременно. 

* Наращивать свою конфигурацию и функциональность по мере необходимости: если одного инструмента не достаточно для работы с всё возрастающим количеством интерфейсов, то можно добавить дополнительные тестовые системы и синхронизировать их с уже используемым прибором. 

* Анализировать новые проблемы высокой сложности, присущие сетям 2.5G и 3G. Новые категории проблем, возникающие в инфраструктурах мобильных сетей нового поколения, требуют  от тестеров проколов наличия режимов одновременных измерений и временной синхронизации на различных интерфейсах, расположенных в различных географических точках.

Функция переноса полученных данных на внешнее дисковое устройство при одновременном выполнении анализов в реальном времени позволяет тестеру К15:

 * Накапливать большое количество данных для последующих их анализов через простую «линию записи», которая сохраняет полученную от мониторинга протоколов информацию на внутренний диск (HD), внешний диск, либо на сетевую файловую систему; 

* Объединять накопленные от различных приборов, расположенных в различных географических местах данные, путём задействования простой функции «Режим Объединения Файлов». 

* Использовать ранее накопленную информацию для проведения анализов в автономном режиме, либо посредством специально предназначенных прикладных программных пакетов.

Программное ROMES3 компании Rohde&Scwarz для измерения зоны покрытия сетей мобильной связи GSM/GPRS/EDGE, а также UMTS/CDMA2000 1xEV-DO

Получение, анализ и визуализация данных в процессе измерений

Связь без мертвых зон и без помех, надежная передача данных на приемлемой скорости – эти и многие другие критерии качества являются решающими в современных сетях мобильной радиосвязи. Чтобы сетевые операторы могли обеспечить нужное качество и, тем самым, добиться коммерческого успеха, Rohde&Schwarz вместе с хорошо известной специалистам-эксплуатационикам линейкой продуктов TS995x предлагает аппаратные и программные средства, поддерживающие все современные стандарты. Причем в состав всех систем входит универсальное модульное программное обеспечение ROMES3 для измерения зоны покрытия.

Зачем нужны системы измерения радиопокрытия, если практически у каждого оператора мобильной связи существуют т.н. Отделы планирования сетей? Дело в том, что предварительное моделирование какой бы то ни было сети, не может заменить «полевые» измерения по следующим причинам:

• Готовая модель сети требует обязательного проведения настроек и калибровок;

• В готовых моделях не учитываются помехи, всегда присутствующие в реальных условиях;

• Информация о состоянии застроек в городских районах всегда неточна, при этом ситуация с застройками всегда изменяется по мере роста строительства;

• В моделях сетей не учитываются факторы многолучевого воздействия и различного рода отражений;

Таким образом, оптимизация сетей невозможна без поправок на результаты «полевых» исследований.

Полнофункциональные решения для коммуникационных сетей

Системы для измерения зоны покрытия от Rohde&Schwarz охватывают практически все сферы применения: от планирования, развертывания и оптимизации сетей до их обслуживания и контроля. Получение данных, генерация тестовых сигналов и анализ результатов выполняется быстро, точно и в полном объеме. Основу всех этих систем составляет новое измерительное программное обеспечение ROMES3, позволяющее обнаруживать и анализировать большую часть сетевых проблем. ROMES3 быстро и удобно собирает данные во время тестовых проездов и предлагает гибкую визуализацию в соответствии с запросами пользователей. 

Модульная концепция

ROMES3 опирается на модульную системную концепцию, которая позволяет собирать и анализировать данные любого типа. Можно использовать любой датчик (например, тестовый приемник, тестовый мобильный телефон или приемник GPS), способные передавать данные в компьютер. Это открывает широкие возможности – от измерений в сетях мобильной радиосвязи и DAB/DVB, до самых экзотических случаев. Модульная конструкция позволяет с одинаковой легкостью создавать как очень маленькие системы, так и высокопроизводительные системы тестирования. К тому же она делает программу пригодной для решения предстоящих задач, поскольку упомянутую конструкцию можно легко расширить в соответствии с грядущими технологиями (например, UMTS, WCDMA).

Ядро программы может обрабатывать данные любого типа и направлять входящий поток данных в соответствующие программные модули. Все обнаруженные сигналы при поступлении в ядро программы сразу же сохраняются на жестком диске и визуализируются в соответствии с требованиями пользователя. Помимо ядра имеется целый набор модулей, за счет которых программу можно расширять в соответствии с требованиями конкретного приложения. Все модули поставляются в виде дополнений, что позволяет быстро создавать заказные (адаптивные) конфигурации. Например, можно комбинировать и/или многократно использовать различные технологии передачи (например, один телефон CDMA, два GSM и один ETACS, тестовый приемник и GPS).

Встроенная база данных

ROMES3 имеет встроенную базу данных, которая позволяет включать в результаты анализа специфические сведения. Результаты могут автоматически привязываться к содержимому базы данных, например, к списку всех базовых станций, из которого программа извлекает только нужную информацию под используемые станции.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик Анализаторов Спектра в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/analizatory-radiochastotnogo-spektra