Testowanie systemów komórkowych

Procedura testowania

Monitorowanie i symulacja w procesie testowania sieci jest operacją złożoną, ponieważ istnieje wiele interfejsów pomiędzy usługami, siecią szkieletową i węzłami GPRS oraz węzłami GSM. Aby zidentyfikować te problemy, należy dokonać analizy poprawności działania wszystkich rodzajów interfejsów, których liczba wynosi obecnie kilkanaście typów. By testy były kompletne, trzeba prowadzić pomiary statystyczne, monitorując takie parametry, jak: średnia wartość opóźnienia pakietu, średnia szybkość transmisji (kB/s), średni rozmiar pakietu czy liczba kilobajtów generowanych przez użytkownika. Obserwacja winna obejmować cały proces łączenia, czyli od momentu wywołania połączenia z GPRS przez cały czas transmisji danych, aż do rozłączenia się z siecią. Kompleksowy zestaw takich testów winien więc ujmować kilka procedur postępowania realizowanych według sprawdzonej reguły i w odpowiedniej kolejności. Zwykle przyjmuje się następujący tok postępowania:

  • Pierwszym krokiem kontrolnym jest transfer pakietów. To kluczowy element systemu GPRS, który musi zostać sprawdzony, jeżeli występują jakiekolwiek problemy z połączeniami TCP (Transaction Control Part). Połączenia te są zwykle optymalizowane pod względem czasu trwania transmisji danych. Jeżeli stacja ruchoma przechodzi z obszaru jednej komórki (która np. pracuje z prędkością 100 kb/s) do obszaru innej wyposażonej w kanał o szybkości 10 kb/s, to licznik czasu kontrolnego TCP zostanie szybko przepełniony i nastąpi opóźnienie w transmisji danych TCP. Tester winien uwzględniać ten problem.
  • W drugim etapie należy dokonać generowania pakietów IP. Operacja ta umożliwia sprawdzenie poprawności przekierowania pakietów w sieci, wartości ich opóźnień oraz spójności transmisji. Aby wykonać to zadanie testowe, niezbędna jest możliwość emulowania wszystkich warstw położonych poniżej IP. Podczas generowania i weryfikacji pakietów są wykorzystywane (a więc i formalnie sprawdzane) interfejsy: GPRS Abis, Gn i Gi. Na tym etapie kontroli są potrzebne przenośne testery generujące wywołania, które mogą nadawać wzorce bezpośrednio poprzez interfejs radiowy Um.
  • Kolejną czynnością jest kontrola rutowania pakietów IP. Podczas sprawdzania warstw użytkowych sieci jest przydatna operacja rutowania pakietów IP sieci GPRS, do standardowych interfejsów użytkownika. Może to być na przykład interfejs PC/NDIS, w którym daje się uruchomić aplikacje standardowe. W procedurach pomiarowych winny znaleźć się testowe wersje protokołu WAP (Wireless Access Protocol), które pozwolą odtworzyć warunki pracy rzeczywistych aplikacji webowych i generować taki ruch w sieci przez urządzenia kontrolne.
  • Ostatnim elementem testowym jest kontrola poprawności współpracy sieci GPRS z zewnętrzną siecią pakietową. W szczególności należy sprawdzać funkcje serwera nazw domen, aby mieć pewność poprawności działania kompletnej procedury rutowania połączeń.

Czym testować?

System stacji bazowych BSS, sieć szkieletowa GPRS oraz węzły GPRS są zwykle zestawiane z elementów produkowanych przez różne firmy. Aby sprawdzić, że całość sieci działa poprawnie, należy przeprowadzić testy zgodności. Organizacja ETSI jeszcze nie definiuje takich testów dla interfejsu Gb, ale producenci sprzętu na ogół sami przygotowują alternatywne testy zgodności. Od ubiegłego roku dostawcy współpracują nad weryfikacją uniwersalnych zestawów testowych dla takich heterogenicznych rozwiązań. Dopiero poprawność przebiegu tych testów będzie gwarantować prawidłowość współpracy węzła SGSN z dowolnymi systemami stacji bazowych BSS pochodzącymi od różnych producentów.

Jedną z takich platform kontrolnych jest dostępny na rynku system GPRS Consultant izraelskiej firmy Radcom, który w czasie rzeczywistym poprzez interfejs Gb zezwala na monitorowanie jakości usług QoS i kompleksową analizę działania sieci pakietowej GPRS. Program instalowany w przenośnym analizatorze protokołów PrismLite lub RC-88/100 (Radcom) stanowi narzędzie do badania kluczowych elementów infrastruktury komórkowej: sprawności kanałów sygnalizacyjnych, poziomu jakości usług QoS, pojemności sieci komórkowej oraz jej przepustowości. System GPRS Consultant rejestruje na bieżąco we własnej bazie danych mierzone parametry, które potem będą potrzebne do różnorodnych analiz offline dotyczących funkcjonowania sieci.

Testowanie systemów 3G

Testowanie trzeciej generacji systemów komórkowych UMTS wymaga podobnych w funkcjach, lecz odmiennych w szczegółach sposobów kontroli, które wynikają z używania innych pasm częstotliwości radiowych, znacznie większych przepływności uzyskiwanych w sieci oraz stosowania dodatkowych elementów infrastruktury sieciowej.

Testowanie systemów komórkowych

Interfejsy infrastruktury komórkowej 3G

Pomijając w pomiarach część radiową systemu UMTS (potrzebne są inne mierniki pasma radiowego), szybkie analizatory do badania stanu sieci komórkowych 2G można na ogół przystosować do testowania szkieletu sieci UTRAN i funkcji dostępnych w sieciach 3G - jedynie przez wymianę oprogramowania oraz niewielkie zmiany sprzętowe. Nowe aplikacje testowe dla UMTS muszą jednak uwzględniać rozszerzenie infrastruktury komórkowej o nowe stacje nadawcze RNS (Radio Network Station) i węzły Node-B łączone ze sterownikami RNC (Radio Network Controler). Kompleksowe testowanie platformy musi obejmować wszystkie pozostałe elementy sieci komórkowej UMTS, a więc: nowe węzły komunikacyjne SGSN, bramy GGSN do łączenia z zewnętrznymi sieciami pakietowymi (PDN, ATM, Ethernet, Internet, inne) oraz łącza z centrum sterowania MSC (Mobile Switching Center).

Testowanie systemów komórkowych

Charakterystyka standardów 3G

Zaawansowane analizatory dla sieci 3G są wyposażane we wszelkie możliwe interfejsy fizyczne do kontrolowania zewnętrznych sygnałów strumieniowych i pakietowych: E1, T1, E3, T3, OC-3c (STM-1), OC-12c (STM-4), Ethernet (UTP-5, UTP-6). Za ich pomocą analizatory sprawdzają podstawowe parametry sieci, pozwalające określić: poziom strat pakietowych, bieżące i maksymalne opóźnienia, zakres zmian (jitter) oraz czas odpowiedzi sieci na oferowane przez UMTS usługi. Aby przeprowadzany pomiar był kompletny, analizator winien operować rozmaitymi protokołami, takimi jak: PPP, ICMP, TCP, UDP, HTTP i WAP oraz wieloma innymi protokołami sterującymi - związanymi z sygnalizacją w sieciach UMTS/Iu/Iub/Iur, GSM/SS7, GPRS/SS7 czy PSTN/SS7.

Ten pobieżny przegląd pokazuje, że kompleksowe przetestowanie sieci komórkowej 3G wcale nie jest prostą sprawą.


TOP 200