IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)評測報告

段云峰、高國棟 2001/03/29

　　在進(jìn)行了56K Modem的評測之后， 評測人員又開(kāi)始了緊張的IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的評測活動(dòng)。本次評測活動(dòng)的技術(shù)要求比較高，測試活動(dòng)中，不僅要充分理解IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的各種組成技術(shù)，而且也要了解各種測試方法和測試設備的使用，因此難度比較大，但經(jīng)過(guò)測試人員的艱苦努力，本次報告終于和廣大讀者見(jiàn)面了。

　　本次評測活動(dòng)，充分參考了國外有關(guān)的通信產(chǎn)品評測方法，由于其評測產(chǎn)品的數量一般在兩三個(gè)產(chǎn)品左右，因此，與傳統的幾十個(gè)產(chǎn)品評測相比，數量并不多。這主要是因為通信產(chǎn)品技術(shù)比較復雜，測試流程也比較復雜的原因。

　　目前，在國內還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的專(zhuān)項測試。因此，我們充分地參考了有關(guān)專(zhuān)業(yè)機構的技術(shù)規范，同時(shí)，也提出了自己的測試特色內容，選擇了幾個(gè)主要的參數指標進(jìn)行測試。

　　選擇IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行測試的原因，我們有幾個(gè)考慮：

　　1） IP網(wǎng)關(guān)代表了電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)相互融合的趨勢：

　　IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，不僅涉及電信網(wǎng)絡(luò )中的各種信令系統，而且也包括了IP打包/解包、在計算機網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行尋址等計算機網(wǎng)絡(luò )的內容。IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，是電信網(wǎng)絡(luò )和計算機網(wǎng)絡(luò )相融合的典型代表，代表了通信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的趨勢。

　　2）IP網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)相對成熟：

　　作為IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，目前關(guān)鍵的技術(shù)已經(jīng)成熟，信息產(chǎn)業(yè)部也頒發(fā)了有關(guān)的入網(wǎng)測試規范，因此，在測試方案的選擇上，各個(gè)廠(chǎng)家比較容易認同。

　　3） 國內即將啟動(dòng)較大的市場(chǎng)

　　Telegra語(yǔ)音質(zhì)量測試儀

　　由于IP電話(huà)代表的是一種新的增值業(yè)務(wù)模式，而隨著(zhù)WTO的加入過(guò)程，在這些新增的業(yè)務(wù)市場(chǎng)上，必然會(huì )形成較大的競爭局面，面對如此巨大的市場(chǎng)前景，廠(chǎng)家需要檢驗其產(chǎn)品，用戶(hù)需要進(jìn)行比較，為此，中國計算機報愿意擔此重任。

　　4） 國內品牌的產(chǎn)品越來(lái)越具有競爭力

　　在IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品上，國內的一些主流IP電話(huà)廠(chǎng)商的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，在如此巨大的市場(chǎng)面前，國內品牌的產(chǎn)品應該有所作為，我們將通過(guò)這次測試，進(jìn)行具體的技術(shù)指標判斷。

　　5） IP網(wǎng)關(guān)代表了未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展方向

　　應該說(shuō)，從技術(shù)上講，將來(lái)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )可能將全部轉向IP網(wǎng)絡(luò )，但出于對既有設備投資利益的保護，電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)將有一個(gè)很長(cháng)的共存期，這其中，IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)將扮演重要的角色，因此，在技術(shù)上具有十分重要的地位。

　　正是出于如上因素的考慮，盡管技術(shù)上困難比較大，我們還是選擇了IP電話(huà)產(chǎn)品進(jìn)行評測。


　　評測活動(dòng)的特點(diǎn)：


　　本次評測活動(dòng)具有如下的一些特點(diǎn)：

　　1） 采用了專(zhuān)用的測試設備

　　在本次活動(dòng)中，獲得了美國安捷倫公司和美國Ameritec公司的大力協(xié)助，分別提供了其專(zhuān)業(yè)的測試設備。

　　安捷倫公司提供的Telegra語(yǔ)音質(zhì)量測試儀(Voice Quality Testor，VQT)產(chǎn)品， 是一種軟硬件一體化集成的便攜式測試工具，能夠提供專(zhuān)業(yè)的端到端的語(yǔ)音質(zhì)量（PSQM）測試。該設備由信號獲取硬件、運行于Windows之上的可移植的測試平臺及功能強大的測試軟件包等三部分構成。該設備可以對路由器、網(wǎng)關(guān)和交換機等網(wǎng)絡(luò )設備的語(yǔ)音傳輸質(zhì)量進(jìn)行測試，可以收集端到端語(yǔ)音質(zhì)量信息，該設備也支持模擬線(xiàn)設備的延遲、回聲等參數的測試。其測試度量指標包括：清晰度（Clarity）、端到端延遲（Delay）、語(yǔ)音活性檢測（Voice activity detection）、DTMF音調分析(DTMF tone detection)等。通過(guò)使用這些相同指標對VoIP網(wǎng)絡(luò )和傳統語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )的度量，可以比較不同VoIP網(wǎng)絡(luò )、或VoIP網(wǎng)絡(luò )與傳統語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )之間的語(yǔ)音質(zhì)量差異。其測試結果是用戶(hù)可以感受的量化形式，從而避免了傳統的主觀(guān)評測（MOS）方法的局限性。該設備提供了多種測試分析選擇，即可以測試諸如清晰度和延遲等基本語(yǔ)音質(zhì)量指標，也可針對IP語(yǔ)音傳輸系統進(jìn)行語(yǔ)音活性檢驗和DTMF音調分析。

　　Ameritec公司是一家為通信設備廠(chǎng)商、電信運營(yíng)商等提供測試設備的產(chǎn)品制造商，這次Ameritec公司則提供AM2-De是AM2“尼亞加拉”大容量呼叫模擬發(fā)生器系列產(chǎn)品之一。

　　AM2-De是用于中繼系統中理想的負載測試，業(yè)務(wù)發(fā)生，通信路由測試，呼叫特性測試及呼叫建立分析設備。該產(chǎn)品由4條脈沖碼調制(PCM)隨路信令(CAS)中繼線(xiàn)接口到用戶(hù)或中心局交換機的數字中繼測試設備，可模擬精確控制的呼叫業(yè)務(wù)負載。它具有極強的用戶(hù)可編程性，使該設備可以測試現代中繼系統中所具有的各種典型復合呼叫情況，像語(yǔ)音信箱，信用卡呼叫以及其他特征呼叫的應用。它能夠模擬真實(shí)線(xiàn)路的情況，進(jìn)行大話(huà)務(wù)量的電話(huà)呼叫，并統計呼叫建立時(shí)間、接通率等參數。

　　AM2-De輕便靈活，便于攜帶，使用容易，并裝有高分辨率場(chǎng)致發(fā)光(EL)顯示器。設備操作全菜單驅動(dòng)，用戶(hù)使用四個(gè)菜單選擇鍵和四個(gè)光標(箭頭)鍵做菜單選擇。前面板上的鍵鈕或可選的外部鍵盤(pán)使用戶(hù)可以安裝、編程和操作控制AM2，使其完成相應的測試。前面板上的多顏色LED指示燈瞬間指示每一中繼線(xiàn)中每個(gè)通道的狀態(tài)。不同的顏色指示通道掛機/摘機狀態(tài)，通道是否是始發(fā)或終接呼叫，以及通道是否有故障。呼叫可以隨機方式或同步方式產(chǎn)生，由用戶(hù)自主設定。呼叫過(guò)程可完全由用戶(hù)程控，可以包括基本單向業(yè)務(wù)，呼叫轉換或復合用戶(hù)呼叫特征的測試。

　　AM2備有工廠(chǎng)寫(xiě)好的用于標準呼叫過(guò)程測試的呼叫源文件， 這些公用測試所需的測試源文件可由Ameritec公司得到。用戶(hù)可以拷貝和編輯這些源文件，或者建立新的測試交換機呼叫性能的呼叫源文件。所以用戶(hù)可以很容易地在此基礎上編制具有特殊性能的測試源文件。

　　AM2-De特有的可編程性、便于攜帶和高性能綜合特性，十分適用于交換機開(kāi)發(fā)，回歸測試，產(chǎn)品測試和現場(chǎng)安裝。

　　2） 組織了專(zhuān)門(mén)的技術(shù)文章專(zhuān)欄

　　由于IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品比較復雜，涉及的各種原理比較多，為了便于讀者能夠更好地理解，我們約請了該行業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家靡正琨教授，撰寫(xiě)了專(zhuān)門(mén)的技術(shù)文章，進(jìn)行系統的介紹。

　　AM2-De大容量呼叫模擬發(fā)生器

　　這組專(zhuān)題文章不僅包括IP電話(huà)的基本構成原理，而且也包括了IP電話(huà)測試的原理和方法。如此規模的專(zhuān)業(yè)介紹，在國內的媒體業(yè)界，尚屬首次。

　　3） 增加了新產(chǎn)品的測試工作

　　在本次評測過(guò)程中，我們評測的內容并不僅僅局限在IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，對于最近出現的比較新的IP PBX產(chǎn)品，也進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)的評測。

　　通過(guò)這種測試活動(dòng)，讓讀者能夠了解這種新產(chǎn)品的各種技術(shù)參數，為將來(lái)的設備選購中提供了參考。

　　4） 技術(shù)方案的選擇有特色

　　在本次測試的技術(shù)方案中，基于信息產(chǎn)業(yè)部傳輸所的《IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)設備測試規范》，但又沒(méi)有局限于其規范。在計費和業(yè)務(wù)的二次開(kāi)發(fā)能力上，均進(jìn)行了考察，這些內容都是與產(chǎn)品用戶(hù)的利益緊密聯(lián)系的。

　　本次活動(dòng)，前后歷時(shí)三個(gè)月的時(shí)間，為了減少廠(chǎng)家移動(dòng)設備的困難，測試人員攜帶了測試設備，花費了大量的時(shí)間和精力，專(zhuān)門(mén)奔赴外地的設備現場(chǎng)，進(jìn)行了仔細的測試。

　　在測試活動(dòng)中，我們先后向大唐、中興、上海貝爾（貝佳）等廠(chǎng)家發(fā)出了邀請。

　　國內的一些廠(chǎng)家，有的是沒(méi)有合適的產(chǎn)品或技術(shù)上不是很成熟，有的也不愿意動(dòng)搖其權威地位。因此，我們最后選擇了中興、上海貝爾、大唐公司三家的產(chǎn)品，其中上海貝爾送測的產(chǎn)品為其子公司上海貝佳信息技術(shù)有限公司的IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。

　　從產(chǎn)品角度分析，中興的IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，完全是基于交換機的產(chǎn)品，因此，性能比較好，可靠性比較高；而上海貝爾的產(chǎn)品是基于工控機的計算機方案，性能穩定而成本較低；上海大唐推出的是較新的IP PBX產(chǎn)品，代表了VoIP技術(shù)的一種新的應用領(lǐng)域，具有很深遠的意義。這幾種產(chǎn)品代表了IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的幾種主流技術(shù)方案，因此可以代表產(chǎn)品的主體情況。


　　方案描述


　　技術(shù)上的評測方案，參考電信傳輸所的《IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)設備測試規范》，并擴充了一些內容。

　　選擇電信傳輸所的《IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)設備測試規范》，是基于如下的一些原因：

　　1） 方案的權威性

　　由于電信傳輸所是通信領(lǐng)域的權威機構，比較容易為大多數廠(chǎng)家接受，因此，我們此次評測，建立在其頒布的《IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)設備測試規范》的基礎上，同時(shí)從用戶(hù)的角度，進(jìn)行了一定程度的內容擴充。

　　2） 操作的方便性

　　由于可以借用現有的測試規范，因此，操作比較方便，可以借用其中的操作流程。這樣，可以在較短的時(shí)間內，完成測試內容。

　　3） 技術(shù)指標的合理性

　　通過(guò)規范，測試的內容包括幾個(gè)主要的指標，這些指標基本能夠反映IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的性能，減少了評測標準的偏差。

　　另一個(gè)需要解釋的是，本次評測活動(dòng)與《IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)設備測試規范》還有很大的區別，這種區別表現在：

　　1） 測試的目的不同：

　　傳輸所的測試是屬于入網(wǎng)測試，因此，測試的內容十分復雜，而且很細致，每個(gè)接口的參數都要有細微的考慮。否則，設備間就無(wú)法進(jìn)行通信。

　　而我們是從將來(lái)用戶(hù)的角度出發(fā)，所關(guān)心的是在同一種測試環(huán)境中，產(chǎn)品相互間的對比，集中在產(chǎn)品的主要指標上，可以不用考慮過(guò)細的技術(shù)指標。

　　2） 測試的內容不同：

　　傳輸所測試的內容，要求十分細，因此時(shí)間比較長(cháng)，內容比較多；我們的測試，側重產(chǎn)品的主要指標，因此項目比較少，時(shí)間可以較少。

　　3） 測試的基本體系結構：

　　在我們的測試結構中，選擇的是IP網(wǎng)關(guān)進(jìn)行自環(huán)測試，這樣環(huán)境比較簡(jiǎn)單，而且效率較高，避免采用了復雜的結構。


　　測試實(shí)施


　　本次測試方案，大體包括如下幾個(gè)部分：

　　1. 業(yè)務(wù)功能測試

　　主要是針對IP電話(huà)卡正常通話(huà)流程業(yè)務(wù)(即二次撥號過(guò)程)的測試。

　　2．性能測試

　　(1)呼叫建立時(shí)間

　　呼叫建立時(shí)間以發(fā)方測試設備發(fā)完最后一個(gè)號碼，到收到對方回鈴音的這段時(shí)間間隔。測試環(huán)境如圖1。

　　測試項目包括:

　　1)設備輕載情況下的平均呼叫建立時(shí)間

　　即使呼叫模擬器預先發(fā)起10%網(wǎng)關(guān)端口的呼叫，再由呼叫模擬器發(fā)起另外一路呼叫，多次記錄呼叫建立時(shí)間的平均值。規范要求此平均呼叫建立時(shí)間小于 4秒。

　　2)設備重載情況下的平均呼叫建立時(shí)間

　　使呼叫模擬器預先發(fā)起90%網(wǎng)關(guān)端口的呼叫，再由呼叫模擬器發(fā)起另外一路呼叫，多次記錄呼叫建立時(shí)間的平均值。規范要求此平均呼叫建立時(shí)間小于5秒。

　　(2) 呼叫接通率

　　圖1 呼叫模擬器測試環(huán)境

　　呼叫接通率是指發(fā)方呼叫模擬器統計的成功呼叫次數，與它發(fā)起的呼叫總次數的比值。測試環(huán)境如圖1。

　　測試方法

　　利用呼叫模擬器，每組15路，每次同時(shí)發(fā)起一組15路的呼叫，每組間隔1秒，直至呼滿(mǎn)網(wǎng)關(guān)整機的所有端口，每路接通后保持10秒，拆線(xiàn)，間隔2秒后，再次呼叫，每路循環(huán)20次，統計呼叫接通率。

　　規范要求此呼叫接通率 大于90%

　　(3) 長(cháng)時(shí)接通率

　　長(cháng)時(shí)接通率是指網(wǎng)關(guān)設備，在收到一定數量的呼叫一小時(shí)后，在線(xiàn)的呼叫數與總的呼叫數的比值。測試環(huán)境如圖1。

　　測試方法：

　　1） 主叫方呼叫模擬器，以確保接通的方式呼滿(mǎn)網(wǎng)關(guān)整機的所有端口。

　　2） 待呼叫的狀態(tài)穩定后，開(kāi)始計時(shí)。

　　3） 統計1小時(shí)后保持通話(huà)的比率

　　規范要求長(cháng)時(shí)呼叫保持率應大于90%。

　　(4) PSQM測試

　　測試儀表和設備

　　PSQM測試儀。

　　測試環(huán)境如圖2

　　測試方法

　　1） 確認網(wǎng)關(guān)間采用G.729編碼算法，20ms打包方式，不啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò )損傷模擬器。

　　2） 利用呼叫模擬器進(jìn)行呼叫測試，要求呼叫器必須能夠測定語(yǔ)音的PSQM值。

　　3） 多次測量記錄最大值、最小值和平均值。

　　規范要求PSQM平均值小于1.5。

　　(5)端到端時(shí)延測試

　　測試環(huán)境如圖1

　　測試步驟：

　　1） 確認網(wǎng)關(guān)間采用G.723.1編碼算法，30ms打包方式，并啟動(dòng)靜音檢測機制。

　　2） 利用呼叫模擬器進(jìn)行呼叫測試，要求呼叫數達到整機的80%。

　　3） 在呼叫模擬器中設定，要求在接通后，發(fā)方發(fā)一信號音，收方收到后發(fā)證實(shí)音，根據收到的證實(shí)音確定環(huán)路時(shí)延，端到端時(shí)延等于環(huán)路時(shí)延除2。

　　規范要求端到端時(shí)延小于200ms。

　　測試說(shuō)明：

　　呼叫模擬器與網(wǎng)關(guān)之間的信令原則上采用一號信令，對于不支持一號信令的，也可以采用七號信令和ISDN PRI中的任何一種。

　　計費功能測試

　　單個(gè)話(huà)路的計費：測試環(huán)境如圖3

　　測試項目

　　1）單路計費功能測試

　　測試步驟：

　　1） 確認網(wǎng)關(guān)間采用G.729編碼算法，20ms打包方式。

　　2） 利用呼叫模擬器進(jìn)行單路的呼叫，并掛斷話(huà)路，然后記錄該呼叫的時(shí)間長(cháng)度。

　　3） 每個(gè)呼叫的時(shí)間長(cháng)度分為：1分鐘、2分鐘、3分鐘、5分鐘、8分鐘、10分鐘，其中每種呼叫時(shí)間長(cháng)度進(jìn)行5次。

　　圖2 VQT測試環(huán)境

　　4） 繼續逐個(gè)地進(jìn)行單路呼叫30次，并掛斷話(huà)路，然后記錄每次呼叫的時(shí)間長(cháng)度。

　　5） 對比記錄的結果和計費服務(wù)器的內容是否一致，并統計準確率。

　　預期結果：

　　規范要求計費的準確率大于98%。

　　圖3 計費測試環(huán)境

　　測試說(shuō)明：

　　呼叫模擬器與網(wǎng)關(guān)之間的信令原則上采用一號信令，對于不支持一號信令的，也可以采用七號信令和ISDN PRI中的任何一種。

　　多個(gè)話(huà)路的計費

　　測試步驟：

　　1） 確認網(wǎng)關(guān)間采用G.729編碼算法，20ms打包方式。

　　2） 設計呼叫的時(shí)間長(cháng)度分別為：1分鐘、2分鐘、3分鐘、5分鐘、10分鐘，每種呼叫為三次。

　　3） 利用呼叫模擬器進(jìn)行多路同時(shí)呼叫，并分別掛斷各自的話(huà)路，然后記錄每個(gè)呼叫的時(shí)間長(cháng)度。

　　4） 對比記錄的結果和計費服務(wù)器的內容是否一致，并統計準確率。

　　預期結果：

　　規范要求計費的準確率大于 98 %

　　測試說(shuō)明：

　　呼叫模擬器與網(wǎng)關(guān)之間的信令原則上采用一號信令，對于不支持一號信令的，也可以采用七號信令和ISDN PRI中的任何一種。

　　增值業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)能力

　　二次開(kāi)發(fā)工具情況

　　設計800號業(yè)務(wù)流程進(jìn)行有關(guān)的對比

　　1） 以800號業(yè)務(wù)為例，對比設計的難度。

　　2） 對比實(shí)現功能的難易程度。

　　用戶(hù)安裝使用的難易程度：

　　1) 軟件的安裝、硬件的安裝，系統的配置能力等多方面的難易程度。

　　2) 各種資料、手冊的完善程度。

　　IP PBX測試方案

　　IP PBX的有關(guān)原理，在前面的文章中已經(jīng)有所介紹。下面介紹有關(guān)的測試方案。由于IP PBX是最近出現的技術(shù)，在產(chǎn)品的測試方面，國內并沒(méi)有形成相關(guān)的標準，所以能夠借鑒的內容，并不是很多。

　　由于IP PBX的核心技術(shù)，也是基于VoIP技術(shù)的，因此，在制定評測方案時(shí)，參考了IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)的測試方案。

　　評測的內容包括：

　　1） 呼叫連接時(shí)間

　　2） 呼叫接通率

　　3） 長(cháng)時(shí)接通率

　　4） PSQM值

　　5） 端到端時(shí)延

　　由于現有的產(chǎn)品僅有模擬線(xiàn)接口，因此我們采用了VQT進(jìn)行各種指標的測試。故只能測其呼叫連接時(shí)間。由于IP PBX與IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品并不一樣，因此，各種指標的要求也不會(huì )一樣。

　　方案的補充聲明

　　在本次測試活動(dòng)中，對于IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，采用了E1數字線(xiàn)接口；對于IP PBX產(chǎn)品，采用的是模擬線(xiàn)的接口。

　　另一方面，由于時(shí)間因素，我們不可能測試所有的參數，我們選擇了能夠反映IP電話(huà)產(chǎn)品的一些主要技術(shù)指標，在信令方面，采用的是中國一號信令或ISDN PRI信令。

《賽迪市場(chǎng)專(zhuān)家》2001/03/29