移動互聯時代 淺談4G核心網測試

　　從近幾年的統計數據來看，移動數據業務的增長是瞠目結舌的，下圖是2010年到2015年全球移動數據業務增長圖，縱坐標表示的是全球每個月使用的數據業務，單位是TB 太比特，而這種增長趨勢勢必會保持并加速下去。

圖一 全球移動數據流量增長

　　目前中國共有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)，時分同步碼分多址）三種3G技術并存，對應的運營商分別為中國聯通，中國電信和中國移動。4G LTE有FDD-LTE （Frequency-division duplex，頻分雙工）和TD-LTE（也叫LTE TDD，Time-division duplex，時分雙工）兩大陣營，中國移動采用的是TD-LTE，中國聯通和中國電信則采用的是FDD-LTE。

　　兩種LTE技術的區別在于空中接口標準的不一致，但是LTE核心網EPC （Evolved Package Core）是一致的。

圖二 3GPP接入，非漫游的LTE網絡架構

　　圖二是非漫游的LTE網絡架構，另外還有漫游架構的，適用于用戶漫游到其他運營商的網絡中的情形，這種漫游架構在這里不做討論。在圖二中，E-UTRAN的實體是eNodeB，UE指的是用戶終端，如我們的手機。 LTE EPC各個節點大致功能如下：

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

　　S-GW：Serving Gateway，屬于用戶平面設備，處理用戶的數據，進行會話管理，路由選擇，數據轉發，QoS控制，計費等。

　　P-GW：Packet Gateway，屬于用戶平面設備，他的主要功能是用戶IP地址分配，會話管理，PCRF選擇，數據轉發，QoS控制，計費等。

　　PCRF： Policy and Charging Function，策略計費控制單元，包含策略控制決策和基于流計費控制的功能。

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

　　目前對EPC的性能測試主要集中在綠色方框標識的節點，即MME，S-GW和P-GW，在國內的運營商測試中，有單獨對這三個節點分別測試的，也有將這三個節點放在一起作為一個整體進行測試的。常見的測試場景如圖三所示。其中藍色方框中的節點由Spirent的測試儀器Landslide模擬。

LTE EPC性能測試場景

　　如上圖所示，landslide可以通過仿真enodeB，來實現基站下面的成千上萬的手機終端的仿真。在仿真internet(＄68.6000)網絡的同時，對EPC系統（MME/SGW/PGW）做端到端的系統測試，通過仿真大量的手機信令和數據流量，驗證EPC系統的穩定性和性能，或者通過模擬手機終端或者EPC的某些節點，對EPC的特定節點做穩定性測試和性能測試。

　　至于測試儀仿真的流量，一般來說運營商會在現網進行取樣，采集一個適合自己網絡現狀的話務模型，測試的時候由儀表配置符合模型的，按不同信令/數據比例生成的混合流量，持續對被測設備/系統進行話務測試，驗證被測設備/系統的性能。

圖四 五花八門的移動業務

　　在用戶面數據方面，因為現在3G/4G用戶使用的業務五花八門，運營商一般會在現網的基礎上，對用戶面數據進行建模，定義需要模擬的業務類型以及各種業務的比例，每種業務的速率bps，上下行包長以及上下行包個數比等參數，儀表根據定義好的模型配置相應的測試業務，滿足運營商測試要求。在近幾年的運營商測試中，都把內容計費測試列為一個重要的測試項目，相信這個趨勢還會長期存在。測試中運營商對內容計費規則的定義，對測試儀器模擬的業務定義也會各不相同，取決于運營商的網絡運行現狀以及他們自己關注的重點。

　　真實的LTE EPC系統的性能測試比本文提到的內容要復雜很多，需要考慮的問題也很多，測試過程中可能出現的問題也千奇百怪，在這里不做詳細介紹，感興趣的小伙伴請自己尋找相關資料了解或咨詢測試廠家。