一种IMS固话拨测与故障智能判断的方法研究及应用

戴耀方

中国移动通信集团江苏有限公司无锡分公司

0 引言

IMS（IP Multimedia Subsystem）是固移融合的网络架构的核心。随着网络的演进，固话业务已逐步由IMS网络来承载，在不久的将来必将全面替代程控交换和软交换。

IMS网络技术先进，但结构复杂，接入终端种类繁多，业务开通涉及系统多，装维需求量大，需要的维护人力成本投入大，对于维护人员的专业能力要求也较高。在日常维护中，测试是常用的验证业务、定位故障的手段，好的测试方法可以提升维护时效，弱化对装维人员的技能要求。

1 现有的IMS固话测试方法

IMS固话在业务开通、日常维护中经常要用到业务验证及问题定位排障。现有可用的拨测方法有：（1）使用安装在电脑终端上的SIP软终端进行拨测；（2）客户端直接拨测，客户端接入设备信令跟踪、抓数据包分析；（3）客户端直接拨测，核心网跟踪信令分析。

上述方法存在以下缺点：

（1）SIP软终端拨测

1）环境受限

SIP软终端为独立软件，需要接入运营商网络才能进行拨测，软终端IP地址需在运营商核心网侧授权，否则无法正常拨测。

2）安全问题

IMS固话采用HTTP Digest鉴权方式（即用户名和密码），人工拨测易造成密码泄漏，而SIP终端具备正常的通话功能，存在盗用的风险。SIP软终端使用无需授权，无监管措施（如无需登录、拨测无监管）。

3）功能简单

SIP软终端不具备自动分析拨测过程的功能，无法自动定界定位问题，不具备展示可视化的信令流程、消息内容及其他结论性的结果描述的功能，无法回溯拨测记录。

（2）客户端直接拨测，客户端接入设备信令跟踪、抓数据包分析

1）不是所有的客户端接入设备都具备信令跟踪功能，即使有也是设置繁琐，操作不方便，且一般装维人员不具备信令分析能力。

2）随着通信技术发展，IMS固话都采用光纤接入，抓包有难度，且一般装维人员不具备数据包抓包操作及分析能力。

（3）客户端直接拨测，核心网跟踪信令分析

核心网维护人力有限，而且故障概率低，统一由核心网分析定位问题不利于故障处理的时效性。

鉴于现有的IMS固话拨测缺陷，有必要研发一种IMS固话拨测与故障智能研判的新方法与新系统，实现移动化、平台化、智能化拨测及管理。即构建“移动终端应用+服务器”架构的拨测平台，拨测需授权，隔离拨测操作和呼叫过程，自主判断故障原因并实时呈现结论，通信协议遵循标准的SIP。具体是在手机终端（IOS和Android）实施IMS固话注册、注销、拨打等操作；在服务器端实现呼叫过程、管理措施、数据分析，并可关联第三方数据，自动定界定位故障，将拨测结果等实时传递给手机终端呈现。此方法及系统可有效降低对拨测人员的技能要求，提高IMS固话装维效率，保障拨测安全，节省人力成本。

2 技术方案概述

新的测试方法与系统是通过手机终端应用、服务器协同工作，实现移动化、平台化、智能化拨测及管理。

下图为新测试方法与系统的示意图，主要包括2个单元：手机终端应用、服务器。第三方系统指营帐支撑等业务开通系统，是外部系统；IMS网络即IMS固话语音网络。

图1 新方法及系统的示意图

各单元的具体作用说明如下：

（1）手机终端应用

该单元是人机交互界面，安装在手机终端（IOS和Android）的应用程序，负责登录、拨测、日志查询等操作，与服务器之间信息交互。具备如下输入输出能力：

1）登录能力

已授权的使用者通过账号、密码登录应用程序。登录后允许使用拨测等功能。

2）拨测操作及结果呈现能力

登录后可使用拨测等操作。输入涉及信息有：账号、密码、动作（注册、注销、呼出、接听、挂机）；输出涉及信息有：结果呈现、来显、信令流程及具体内容、媒体提示、处理建议、案例推荐、其他。

3）其他能力

登录后允许日志查询、拨测回溯等；与服务器之间信息交互。

（2）服务器

该单元处在手机终端应用和IMS网络之间，隔离手机终端操作与呼叫过程，保障信息安全，负责向IMS网络发起呼叫、分析呼叫等，并可与第三方系统对接，获取用户语音业务相关的开通、变更等日志；该单元集中管理，统一管控登录账号、拨测监管等，防止盗打，保障网络安全。

3 具体技术方案

下图是本方法和系统所述的基于“手机终端应用+服务器”架构的IMS固话拨测方法及系统的具体实现流程，如下图所示：

图2 工作流程示意图

（1）创新引入云拨测理念

在IMS网络和手机终端应用之间设置云服务器，对手机应用终端的登录账号、拨测时长、拨测号码进行监管，保护拨测安全。

引入云端拨测理念，云服务器设置合法的能与IMS网络通信的IP地址，分离手机终端应用操作与真实呼叫，由云服务器向IMS网络发起呼叫，确保信息安全。云服务器接受手机终端应用发出的拨测请求及数据流，生成拨测脚本转发至IMS网络，模拟IMS固话的注册、注销、呼叫过程，接受并处理IMS网络的响应，实时分析呼叫过程，向手机终端应用推送拨测结果及其他信息。

可接入第三方系统，比如营帐支撑系统的日志库，获取业务开通、变更等逻辑，整合呼叫过程分析，精细拨测结果。

（2）基于SIPp开源软件二次开发核心功能

基于SIPp开源软件进行二次开发，实现云服务器的拨测功能，也是整个系统的核心功能。SIPp是测试SIP协议性能的开源软件, 可以用来模拟SIP信令，动态显示信令交互过程，模拟IMS固话注册、注销、呼叫过程。

（3）开发手机终端应用

开发可安装在手机终端（IOS和Android）的应用程序作为人机界面，向云服务器发出拨测请求及数据流，接收云服务器返回的请求响应及数据流，友好呈现云服务器对拨测结果的综合分析结果以及其他信息。

呈现结果举例如下：

图3 拨测界面及结果呈现示意图

图4 拨测“密码错误、未开户”提示呈现示意图

图5 拨测“营帐数据与网络数据不一致”提示呈现示意图

4 技术方案创新点

（1）是一种新型的IMS固话拨测的方法与系统

“移动终端应用+服务器”架构，分离拨测界面和拨测过程，移动化、平台化统一管理，使用安全、便利。

1）拨测界面设在应用于手机终端的应用程序，并发使用，需登录。

2）拨测过程在服务器实现。服务器设置合法的IP地址作为对外联系地址，而不是手机终端的地址。使用者不受地理环境的限制，不受手机终端归属网络限制，可以任何时间任何地点拨测。

3）手机终端应用和IMS网络之间增加云服务器，由云服务器向IMS网络发起呼叫过程。通过云服务器使现场操作与真实呼叫分离，确保信息安全。

（2）是一种新型的IMS固话拨测结果判断及呈现的方法与系统

1）自主定界定位故障。服务器自主分析呼叫信令、媒体信息等，实现智能化自主定界定位问题，更可结合第三方数据精细定位故障点。

2）呈现。展示可视化的信令流程、消息内容及其他结论性的结果描述，推送处理建议及案例。

图6 拨测“信令流程”呈现示意图

5 应用效果

无锡移动已把此项技术应用到集团固话、家庭固话的实际装维工作中，效果显著。

2017年11月，协助BOSS发现了500多例开户异常的家庭固话，及时修复了故障号码及BOSS系统隐患，极大提升了装维效率，维护了品牌形象。

当前，装机一次性成功率可达100%，售后维护能在5分钟内精确定位问题，能有目的地处理或者寻求支撑，修复周期缩短50%，提高了用户对移动产品的服务满意度。远程处理方式超80%，极大提高了工作效率和节约了人力成本。

6 结束语

测试是通信网络运维中必要的工作手段，使用频率高。本文结合实际工作，对IMS固话运维中的测试难点及解决方案作了详尽描述，并将研究成果产品化，转化成为实际生产力，很好地解决了实际困难。

通信网络的不断演进，新技术的不断涌现，更加地促使我们在工作中要坚持创新、敢于创新，通过创新来提高工作效率，降低生产成本。