基于IMS的下一代網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量管理模型

2008/05/12

圖1　基于IMS的NGN系統結構

　　IMS使用會(huì )話(huà)發(fā)起協(xié)議（SIP）作為建立、控制、修改和終止兩個(gè)或者更多個(gè)參與者之間的語(yǔ)音、視頻和消息等會(huì )話(huà)的信令協(xié)議。在IMS中，與SIP相關(guān)的信令點(diǎn)稱(chēng)為呼叫狀態(tài)控制功能信令點(diǎn)，并且根據它們功能的不同而有所區分。IMS中與鑒權、授權、計費相關(guān)的功能基于IETF、Diameter協(xié)議，是在HSS、CSCF等IMS組件上實(shí)現的，提供業(yè)務(wù)收費功能。HSS是與用戶(hù)和服務(wù)相關(guān)的數據的主要存儲器，由2G移動(dòng)通信網(wǎng)的HLR演進(jìn)而來(lái)。業(yè)務(wù)層上的應用服務(wù)器提供各種業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現多種電信增值業(yè)務(wù)。傳送層的IP核心網(wǎng)是IMS業(yè)務(wù)的統一承載網(wǎng)絡(luò )。接入層提供包括2G、3G（UMTS、cdma2000）、WLAN、ADSL等在內的多種接入方式。

　　2.2　IMS業(yè)務(wù)及服務(wù)質(zhì)量參數

　　IMS業(yè)務(wù)是各種媒體成分的綜合，這些媒體成分可以歸于以下業(yè)務(wù)流量類(lèi)別：會(huì )話(huà)類(lèi)、流式類(lèi)、交互類(lèi)和背景類(lèi)。這些業(yè)務(wù)流量類(lèi)別之間的主要區別是時(shí)延敏感性：會(huì )話(huà)類(lèi)是對時(shí)延最為敏感的業(yè)務(wù)類(lèi)型，背景類(lèi)是對時(shí)延最不敏感的業(yè)務(wù)類(lèi)型。會(huì )話(huà)類(lèi)和流式類(lèi)業(yè)務(wù)主要用于承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流，例如視頻電話(huà)和語(yǔ)音/視頻流播放。交互類(lèi)和背景類(lèi)主要用于承載傳統的Internet業(yè)務(wù)如WWW、E-mail、Telnet、FTP和News。交互類(lèi)和背景類(lèi)比會(huì )話(huà)類(lèi)和流式類(lèi)在時(shí)延需求上要求寬松些，因此可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口上的信道編碼和重傳機制降低傳輸錯誤率。交互類(lèi)比背景類(lèi)的處理優(yōu)先級高，背景類(lèi)流量只有在交互類(lèi)流量不需要使用傳輸資源時(shí)才使用資源。

　　IMS業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量參數可以從兩個(gè)方面來(lái)表示。

　　（1）網(wǎng)絡(luò )性能QoS參數：SDU（Service Data Unit）傳輸時(shí)延、SDU時(shí)延變化、SDU錯誤率、業(yè)務(wù)接入時(shí)延、運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )可用性等。

　　（2）服務(wù)支持QoS參數：預受理時(shí)限、開(kāi)通時(shí)限、服務(wù)支持時(shí)間、業(yè)務(wù)恢復時(shí)限等。

　　服務(wù)支持QoS參數是為SP服務(wù)的“軟指標”，受技術(shù)和管理兩方面因素影響。網(wǎng)絡(luò )性能QoS參數是反映業(yè)務(wù)性能的“硬指標”。IMS服務(wù)質(zhì)量參數通過(guò)從網(wǎng)絡(luò )上采集到的性能參數等基礎數據計算得到，或者通過(guò)撥打測試的方法測量得到。

　　對于基于IMS的下一代網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，QoS參數和業(yè)務(wù)的相關(guān)關(guān)系比較復雜。對于一個(gè)IMS業(yè)務(wù)，需要保障其包含的所有的媒體成分的服務(wù)質(zhì)量。將IMS業(yè)務(wù)的QoS要求分解為可測量的網(wǎng)絡(luò )參數的過(guò)程如圖2所示。

圖2　業(yè)務(wù)的QoS分解

　　為了準確衡量某種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，可以根據業(yè)務(wù)類(lèi)型將其對應到與其敏感的QoS參數上，如表1所示。

表1　業(yè)務(wù)敏感的QoS參數

　　表1的業(yè)務(wù)敏感QoS參數僅限于網(wǎng)絡(luò )性能QoS參數，因為服務(wù)支持QoS參數反映的主要是SP的人工服務(wù)質(zhì)量，它們對所有業(yè)務(wù)的敏感程度都是相同的。

　　管理系統的業(yè)務(wù)管理層根據采集到的各種數據（如性能測量項）可以計算出相關(guān)的QoS參數的滿(mǎn)足情況。然后，客戶(hù)管理層再根據業(yè)務(wù)與QoS參數的對應關(guān)系推斷出具體業(yè)務(wù)的SLA滿(mǎn)足情況。

3、IMS服務(wù)質(zhì)量管理需求

　　根據企業(yè)面臨的激烈的市場(chǎng)競爭環(huán)境和IMS業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，IMS服務(wù)質(zhì)量管理應當滿(mǎn)足4個(gè)通用需求。

　　（1）通用性：IMS業(yè)務(wù)豐富多彩，并且創(chuàng )新的業(yè)務(wù)類(lèi)型不斷出現，因此IMS服務(wù)質(zhì)量管理應當適用于現有的和將來(lái)可能出現的各種新型業(yè)務(wù)。

　　（2）靈活性：IMS服務(wù)質(zhì)量管理應當適應多變的市場(chǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，從而適應客戶(hù)需求的變化和網(wǎng)絡(luò )設施的升級換代。

　　（3）定量管理：使用可以度量的QoS承諾，并且以具有法律效力的SLA的形式給用戶(hù)以服務(wù)質(zhì)量的承諾。

　　（4）自動(dòng)化程度高：采用端到端的自動(dòng)化手段進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量管理，從服務(wù)質(zhì)量數據收集到數據分析再到SLA違例判別和用戶(hù)補償，全程最大可能地利用自動(dòng)化工具，以實(shí)現用戶(hù)和SP間的快速互動(dòng)，從而保證用戶(hù)的滿(mǎn)意度。

4、支持服務(wù)質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡(luò )管理體系結構

　　支持服務(wù)質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡(luò )管理體系結構如圖3所示。它以eTOM為基礎，分析一個(gè)SP在OPS（Operations，運營(yíng)）域的活動(dòng)，不包含SIP（Strategy，Infrastructure and Product，戰略、設施和產(chǎn)品）域和EM（Enterprise Management，企業(yè)管理）域的功能，也不討論SP間交互的操作，僅僅保留OPS域的FAB（Fullfilling，Assurance and Billing，業(yè)務(wù)提供、保障和計費）垂直過(guò)程組。FAB中供應商/合作方關(guān)系管理的內容也不在討論的范圍內。

圖3　支持服務(wù)質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡(luò )管理體系結構

　　下面參考eTOM的2級和3級過(guò)程分解并結合IMS服務(wù)質(zhì)量管理的特點(diǎn)，對圖3中的關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行分析和細化。

　　4.1　客戶(hù)關(guān)系管理

　　（1）業(yè)務(wù)訂購

　　業(yè)務(wù)訂購過(guò)程負責收集、存儲并發(fā)送客戶(hù)的訂購需求，負責預訂購可行性決斷、信用授權、訂單發(fā)布、訂單狀態(tài)跟蹤、客戶(hù)訂購活動(dòng)更新和訂購完成客戶(hù)通知。

　　（2）客戶(hù)問(wèn)題處理

　　客戶(hù)問(wèn)題處理過(guò)程負責接收客戶(hù)的故障報告，處理故障直至客戶(hù)滿(mǎn)意為止，并向客戶(hù)提供業(yè)務(wù)恢復過(guò)程中重要的狀態(tài)報告。服務(wù)問(wèn)題管理過(guò)程發(fā)現問(wèn)題發(fā)生后，客戶(hù)問(wèn)題處理過(guò)程主動(dòng)聯(lián)系客戶(hù)，從而提高客戶(hù)的滿(mǎn)意度。

　　（3）客戶(hù)SLA管理
　　
　　客戶(hù)SLA管理過(guò)程對提供給客戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監控，并把質(zhì)量信息與定義的SLA參數目標值進(jìn)行比較，得到服務(wù)是否違例的報告。如果SP提供的服務(wù)不符合SLA標準，系統可能通知業(yè)務(wù)計費管理過(guò)程，進(jìn)行計費調整。客戶(hù)SLA管理主要完成3個(gè)功能。

　　1）服務(wù)質(zhì)量評估：檢查來(lái)自其他過(guò)程的有關(guān)服務(wù)質(zhì)量的數據，如果數據不滿(mǎn)足SLA中的服務(wù)質(zhì)量合約則向相應的功能模塊發(fā)出告警。

　　2）質(zhì)量報告：報告客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，管理質(zhì)量報告的生成和描述，按照客戶(hù)的要求定制質(zhì)量報告和查詢(xún)實(shí)時(shí)質(zhì)量報告。

　　3）支持SP查詢(xún)當前業(yè)務(wù)運行質(zhì)量狀況。

　　（4）業(yè)務(wù)計費管理

　　業(yè)務(wù)計費管理過(guò)程負責創(chuàng )建和維持用戶(hù)的計費賬戶(hù)，生成用戶(hù)賬單，處理用戶(hù)繳費。

　　4.2　業(yè)務(wù)管理

　　（1）業(yè)務(wù)配置與激活

　　業(yè)務(wù)配置與激活過(guò)程負責配置網(wǎng)絡(luò )資源和安裝用戶(hù)設備，使用戶(hù)可以使用業(yè)務(wù)，同時(shí)支持業(yè)務(wù)初始配置后因客戶(hù)或SP各種原因引起的業(yè)務(wù)再配置。

　　（2）服務(wù)問(wèn)題管理
　　
　　服務(wù)問(wèn)題管理過(guò)程負責對影響業(yè)務(wù)的問(wèn)題或故障作出及時(shí)反應，調用網(wǎng)絡(luò )維護過(guò)程盡量減少影響，以及創(chuàng )建問(wèn)題報告、建立臨時(shí)工作區孤立根本故障點(diǎn)等工作。它主要完成4個(gè)功能。

　　1）問(wèn)題診斷：對資源管理層上報的故障確定問(wèn)題發(fā)生并請求客戶(hù)問(wèn)題處理過(guò)程通知客戶(hù)，或者針對客戶(hù)投訴信息請求資源管理層調查，確認是否存在問(wèn)題并給予反饋。

　　2）解決問(wèn)題：關(guān)聯(lián)故障信息和性能信息，分析問(wèn)題發(fā)生的根本原因，提出解決方案，觸發(fā)相關(guān)模塊依次執行問(wèn)題解決工作。

　　3）問(wèn)題跟蹤管理：追蹤問(wèn)題解決的執行過(guò)程，協(xié)調所有必要的操作。

　　4）問(wèn)題關(guān)閉和報告：進(jìn)行必要的測試，以確保業(yè)務(wù)恢復到正常服務(wù)質(zhì)量。結束對問(wèn)題的處理，并請求客戶(hù)問(wèn)題處理過(guò)程向客戶(hù)發(fā)布故障清除報告。

　　（3）服務(wù)質(zhì)量管理

　　服務(wù)質(zhì)量管理過(guò)程負責監測、分析和控制客戶(hù)感知的服務(wù)性能。它主要完成5個(gè)功能。

　　1）服務(wù)質(zhì)量監測：為分析業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量提取必要信息，收集和存儲與業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的數據。

　　2）服務(wù)質(zhì)量分析：在原始測量數據基礎上，計算業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量狀態(tài)，判斷業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的降級和恢復。

　　3）服務(wù)質(zhì)量報告：定期向用戶(hù)管理子系統發(fā)送服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的報告，并在業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量降級和恢復時(shí)發(fā)送相應通知。

　　4）服務(wù)改進(jìn)：當發(fā)生業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量降級時(shí)，由服務(wù)問(wèn)題管理功能模塊作相關(guān)處理，改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。

　　5）服務(wù)質(zhì)量信息查詢(xún)：查詢(xún)業(yè)務(wù)相關(guān)的服務(wù)質(zhì)量信息，SP能實(shí)時(shí)獲取服務(wù)質(zhì)量變化信息和服務(wù)質(zhì)量相關(guān)報告。

　　（4）業(yè)務(wù)費率管理

　　業(yè)務(wù)費率管理過(guò)程是對使用服務(wù)的服務(wù)等級定價(jià)、費率和折扣的管理，生成業(yè)務(wù)的單元價(jià)格，并生成有效賬單，分析事件記錄來(lái)確定是否有欺詐并且防止發(fā)生欺詐。

　　4.3　網(wǎng)絡(luò )資源管理

　　IMS網(wǎng)絡(luò )管理體系是以網(wǎng)絡(luò )和資源管理為基礎的，所有的業(yè)務(wù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò )性能數據和故障信息等都來(lái)源于資源管理。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )資源管理還完成業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò )層進(jìn)行配置、修復、信息分析等任務(wù)。

　　（1）網(wǎng)絡(luò )資源指配

　　資源指配過(guò)程對單個(gè)客戶(hù)業(yè)務(wù)實(shí)例進(jìn)行資源分配和配置，調度網(wǎng)絡(luò )對象以及相關(guān)資源來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。

　　（2）網(wǎng)絡(luò )資源故障管理

　　資源故障管理過(guò)程負責處理資源出現的故障（包括報告資源故障，分離根本原因和網(wǎng)絡(luò )維護解決相關(guān)故障）。它主要完成5個(gè)功能。

　　1）根據網(wǎng)絡(luò )資源數據采集和處理過(guò)程上報的各種網(wǎng)絡(luò )基礎數據檢測、分析和報告資源故障事件。

　　2）故障定位分析。

　　3）維修資源故障。

　　4）為服務(wù)問(wèn)題處理過(guò)程創(chuàng )建資源故障報告。

　　5）實(shí)施資源故障管理來(lái)保證維修任務(wù)被分配并且有效地被跟蹤。

　　（3）網(wǎng)絡(luò )資源性能管理

　　網(wǎng)絡(luò )資源性能管理過(guò)程負責監視、分析、報告和控制網(wǎng)絡(luò )資源性能情況。網(wǎng)絡(luò )資源性能管理過(guò)程接收網(wǎng)絡(luò )資源數據采集和處理過(guò)程上報的各種網(wǎng)絡(luò )基礎數據，分析信息，獲取對資源性能的影響，并在此基礎上控制性能的優(yōu)化；為其他過(guò)程收集和格式化網(wǎng)絡(luò )數據，轉發(fā)相關(guān)信息至不同的處理過(guò)程。它主要完成3個(gè)功能。

　　1）接收網(wǎng)絡(luò )資源數據采集和處理過(guò)程上報的網(wǎng)絡(luò )性能數據。

　　2）對性能數據進(jìn)行分析和評估

　　3）采取措施優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )性能。

　　（4）網(wǎng)絡(luò )資源數據采集和處理

　　網(wǎng)絡(luò )資源數據采集和處理過(guò)程負責從網(wǎng)絡(luò )中采集性能數據、網(wǎng)絡(luò )事件、網(wǎng)絡(luò )資源/業(yè)務(wù)使用記錄等基礎數據，為上層的網(wǎng)絡(luò )資源故障管理、網(wǎng)絡(luò )資源性能管理和業(yè)務(wù)計費管理提供數據源。

5、總結

　　本文在總結分析了IMS服務(wù)質(zhì)量管理的研究背景和研究現狀基礎上，提出了支持服務(wù)質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡(luò )管理體系結構，并詳細地介紹了體系結構的各模塊具體完成的功能。由于基于IMS的下一代網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量管理是一個(gè)大課題，在很多方面還需要進(jìn)行更加深入地研究，例如，IMS服務(wù)質(zhì)量管理流程、IMS服務(wù)質(zhì)量管理系統和IMS網(wǎng)絡(luò )的交互方式與接口等。

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