1、    ims核心網業務資源評估方法探討    馬金蘭 張慧嫦 李力卡摘要文章對業務實現核心網資源評估進行研究。首先對ims核心網資源指標進行簡單分析，通過具體業務對ims核心網業務資源的評估思路進行探討，然后采用示例的方法，提出一套業務資源評估分析的方法，在業務上線前進行資源評估與分析，可以作為實際評估的一種參考依據。關鍵詞imsip多媒體子系統核心網資源評估1引言ims被廣泛應用于業務融合和轉型戰略的下一代網絡架構中。中國電信進行ims現網試點工作，其中廣東電信結合網絡現狀及市場需求，側重于解決現網問題、提供家庭新終端和多媒體應用，重點關注業務嵌套、

2、彩色e家、多媒體會議、多媒體彩鈴等融合業務的試點。ims網絡的引入將帶來新的業務體驗，業務實現需要lms核心網資源的支撐。核心網資源的評估需要結合業務流程與核心網資源情況進行，但是目前的規劃不考慮業務實現流程的差異，而是根據普通用戶業務流程進行資源預留，存在與業務結合不緊會引起估計偏差較大的情況。本文根據基本業務流程、ims業務網絡組織與業務流程對業務實現核心網資源評估進行研究，提出一套業務資源評估分析的方法，在業務上線前進行資源評估與分析，以規避業務使用過程的資源瓶頸，保障業務上線所需資源。2ims核心網資源分析ims網元的性能指標主要包括：呼ncaps、并發用戶數、信令帶寬(bps)、媒體

3、帶寬(bps)、放音資源通道數、媒體端口占用數、電路占用數。各網元ims網絡中的角色不一，因此，不同網元所關注的性能指標各有側重。譬如cscf，主要關注caps和信令帶寬，由于媒體不在cscf上經過，因此無需關注媒體方面的性能；而對mgw來說，媒體性能卻是其主要關注指標。jms核心網網元需重點關注的資源見表1。3資源評估思路結合業務流程進行業務資源評估的思路如下：步驟1：定義標準的會話流程。在分析各種業務對核心網絡資源的占用情況前，先定義一個標準的會話流程，作為步驟2推算業務對ims核心網絡資源的占用折算表的基礎。步驟2：通過業務信令和標準會話流程的比較，推算業務與標準會話的cpu占用折算關系

4、。具體方法是分析業務的具體信令流程，分別以每個網元為處理點對比處理該業務和標準會話的信令數，將信令個數的對比值作為cpu折算的基本系數，從而推算業務對各網元的cpu占用折算關系。步驟3：通過實驗室或者現網測試情況修正該業務與標準會話的cpu占用折算關系。信令折算可以很直觀地從信令個數進行比較，但是各種新業務畢竟不是基本業務的簡單疊加，對于不同的信令和業務，設備內部處理流程不完全相同，不同廠家設備對相同信令的內部處理流程也不一樣。因此，需要通過實驗室或者現網測試情況修正該業務與基本業務cpu占用的折算關系。步驟4：分析業務對各網元重要資源的占用。ims核心網絡的重要資源包括caps、靜態用戶數、

5、并發用戶數、信令帶寬、媒體帶寬、媒體端口占用數、電路占用數、放音資源數等，不同的業務由于涉及的網元，或者主被叫處在不同的網絡，會導致占用不同的網絡資源。前面三個步驟已經得到cpu占用的折算比，由于目前只有caps是占用設備的cpu資源，因此，caps的折算比可以通過前面步驟得出。本步驟重點對網元其他重要資源進行分析，并與標準流程進行比較，得出業務對其他資源占用的折算比。根據上述資源評估方法可以得出與標準流程相比較的業務資源占用折算比，結合標準流程對設備的具體資源占用情況，就可以得出業務所需的具體資源。由于標準流程所占用的具體資源和設備情況不同，因此，本文重點探討資源評估方法，不針對不同設備進行

6、具體評估。4資源評估方法示例根據第3章所述的評估思路，結合彩色e家業務進行示例，詳細地描述ims核心網業務資源方法。4.1步驟一：定義標準的會話流程圖1為一個ims網絡內部標準會話流程，由于enum/dns的查詢由基本呼叫流程觸發，as類業務不會直接引起額外的enum/dns資源需求的增加。由于業務開放引起的用戶數量增加，只需要根據增加的用戶數量對其提出相應的資源要求即可。本文不對enum/dns的資源需求做詳細評估，因此，該流程沒有包括dns/enum的信令流程。各網元的信令分析如下：(1)對于sbc網元、p-cscf網元，1個標準會話流程主被叫側都是8對(含收發，invite/180/pa

7、ck/2000k/2000k/ack/bye/ack)sip消息。(2)對于s-cscf網元，1個標準會話流程，由于任何呼叫都要i-mmtel as，因此主被叫側可以看成是是16對slp消息。(3)對于i-cscf網元，1個標準會話流程為3對sip和2次lir(1組lir/lia流程)，按照5對消息來計算。(4)對于slf網元，1個標準會話流程為1組lir/ua流程。(5)對于hss網元，1個標準會話流程為1組lir/lia流程。(6)對于mgcf網元，1個標準會話流程為8條sip消息。當被叫在cs域時，s-cscf無需再查詢i-cscf，也沒有后續的i-cscf與slf以及hss的交互過程。

8、4.2步驟二：根據業務信令推算業務與標準會話的cpu占用折算關系彩色e家業務實現流程如下：(1)寬帶多媒體終端語音實現流程(如圖2)(2)cp提供廣告內容，運營商管理員審核通過后發布流程(如圖3)(3)cp提供信息內容，運營商審核通過后發布流程(如圖4)(4)終端上報統計結果流程(如圖5)彩色e家可以看成語音流程和短消息業務的疊加，語音流程等同于基本會話流程，cp提供廣告內容，cp提供信息內容和上報統計結果的流程可以看成是短信業務流程。其中cp提供廣告內容和cp提供信息內容可以折算為1/2個短信業務，上報統計結果可以折算為1個短信業務。根據短信業務的信令流程，短信業務與基本語音業務比較占用im

9、s核心網網元的折算關系如表2。因此，設n=等效的cp提供廣告內容、信息內容caps/彩色e家呼叫cap，則彩色e家業務與基本會話相比占用ims核心網網元cpu的折算關系如表3。4.3步驟三：修正業務與基本業務cpu占用的折算關系通過測試對折算關系進行修正，測試的方法通常是通過模擬軟件，模擬主被叫，發生呼叫。模擬呼叫和正常的呼叫流程完全一致。驗證一般選擇在實驗機房進行，驗證的步驟如下：將測試用戶均分為4部分，分別為主叫1群，主叫2群，被叫1群，被叫2群。主叫1群和被叫1群用戶不簽約任何業務，發起呼叫，增加呼叫量保證設備的cpu與平時的基本開銷相比有一個較明顯的增加(如5等)，記錄此時的呼叫強度記

10、錄為初始呼叫強度和各個網元的初始cpu和初始內存使用情況。初始呼叫強度的基礎上加大主叫1群和被叫1群用戶之間的呼叫強度，使得設備的cpu與初始cpu相比有一個比較明顯的增量(如5等)，記錄此時的呼叫強度和比初始呼叫強度的增量，記錄為呼叫強度增量1。類似的記錄各個網元的cpu增量1和內存使用增量1。將主叫1群和被叫1群的呼叫強度調回初始呼叫強度，同時發起主叫2群和被叫2群之間的呼叫，呼叫強度為之前記錄的呼叫強度增量，此時主叫2群或被叫2群用戶簽上所需測試的業務。待設備cpu穩定后，記錄設備cpu和內存較初始cpu和初始內存的增量情況，記錄為cpu增量2和內存使用增量2。由于設備本身的設計，內存的

11、使用在很多情況下都是靜態占用，所以內存的增量數據可能為零。所以在最后比較階段，主要是比較cpu增量2和cpu增量1，用其比值修正步驟二分析的折算值。內存增量僅作參考。4.4步驟四：根據呼叫模型及與折算關系分析業務對網元資源的占用(1)caps通常設備提供的性能都是基于一定的呼叫模型的，計算業務對caps性能的占用情況需要結合其呼叫模型和該業務和標準會回的cpu占用折算關系。彩色e家業務具體折算方法見步驟2。注意：呼叫模型可能會用erl(愛爾蘭)，或者用戶bhca/caps代替，用以下公式轉換即可，用戶erl=用戶bhca*z/3609=用戶caps*z，本文中提到的erl是指單向的，指主叫或者

12、被叫。i-cscf/slf/hss網元主要是在被叫流程中使用，且當被叫為域外用戶時也不需要使用，因此需要參看話務模型，根據域內域外話務的比例再仔細核算caps。需要注意，由于業務都是疊加在普通話務基礎上的，因此計算業務對網元資源的占用情況時需要減去基本話務那部分，否則就是重復計算。(2)靜態用戶數通常需要存貯用戶資料的設備才會有靜態用戶數的要求，如hss、mmtel as等，由于靜態用戶數通常就是使用業務的用戶數，因此不需要特別計算，將規劃的該業務用戶數作為需求即可。(3)并發用戶數bac是最明顯的需要計算并發用戶數的設備。比如，彩色e家用戶數為x，每用戶的erl為y，用戶平均呼叫時長為z秒。

13、則并發的用戶數為x*y=35000。(4)信令帶寬信令帶寬=用戶數×*用戶erl*信令個數n*信令平均長度/平均呼叫時長z，以彩色e家為例。x為100w，erl=0.035，信令個數為10，平均信令長度取800byte，呼叫時長為90s，信令帶寬=1000000*0.035*10*800/90=3111111bps。如果主被叫都經過同一個網元則信令帶寬需要乘以2。(5)媒體帶寬媒體帶寬=并發用戶數*媒體帶寬，媒體帶寬需要確認該業務是純語音還是包括視頻，g.711的語音，按照100000bite算。其他各類業務的視頻帶寬可以按照如下計算：多媒體會議：高清(h.264)/標清(h.263

14、)，每一方預留1mbite，是語音100kbite的10倍。(6)媒體端口占用數媒體端口占用數等于域內、域外互通呼叫中經過mgw或媒體服務器的并發呼叫數，因此對每一個業務來說，應該根據業務本身區分域內域外呼叫。(7)電路占用數電路占用數等同于電路域并發用戶數，在ims域和其他域通過電路互通時使用，ims和移動網絡、固定網絡通過ip方式互通的情況下不需要占用電路。(8)放音資源數放音資源數主要是放音的通路，類似于并發用戶數，注意此時并發用戶數雖然也是用戶總數*用戶erl，由于放音的時長只是整個呼叫中的一部分，因此erl也應該相應下降。根據上述方法，最后得出彩色e家業務與標準會話相比占用資源的折算關系如表4。5結束語ims的引入將豐富用戶的業務體驗，這對運營商來說是新的機會，但是新網絡的引入對網絡規劃與運營來說又是新的課題。本文采用示例的方法，通過具體業務對ims核心網業務資源的評估思路進行探討，提出一套業務資源評估的方法。由于網元設備的處理能力消耗并不是線性發展的，本文對ims核心網業務資源評估方法的研究可能與實際情況不能精確匹配，同時，具體業務資源的評估是一項復雜的工程，因此，本文不是進行具體的業務資源的評估，而是提出一種評估的方法，作為實際評估的一種參考依據。作者簡介馬金蘭：畢業于北京