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IP电话网关评测报告
段云峰、高国栋 2001/03/29
在进行了56K Modem的评测之后， 评测人员又开始了紧张的IP电话网关产品的评测活动。本次评测活动的技术要求比较高，测试活动中，不仅要充分理解IP电话网关产品的各种组成技术，而且也要了解各种测试方法和测试设备的使用，因此难度比较大，但经过测试人员的艰苦努力，本次报告终于和广大读者见面了。
本次评测活动，充分参考了国外有关的通信产品评测方法，由于其评测产品的数量一般在两三个产品左右，因此，与传统的几十个产品评测相比，数量并不多。这主要是因为通信产品技术比较复杂，测试流程也比较复杂的原因。
目前，在国内还没有进行过IP电话网关产品的专项测试。因此，我们充分地参考了有关专业机构的技术规范，同时，也提出了自己的测试特色内容，选择了几个主要的参数指标进行测试。
选择IP电话网关产品进行测试的原因，我们有几个考虑：
1） IP网关代表了电信网和计算机网相互融合的趋势：
IP电话网关产品，不仅涉及电信网络中的各种信令系统，而且也包括了IP打包/解包、在计算机网络进行寻址等计算机网络的内容。IP电话网关产品，是电信网络和计算机网络相融合的典型代表，代表了通信网络发展的趋势。
2）IP网关产品技术已经相对成熟：
作为IP电话网关产品，目前关键的技术已经成熟，信息产业部也颁发了有关的入网测试规范，因此，在测试方案的选择上，各个厂家比较容易认同。
3） 国内即将启动较大的市场
Telegra语音质量测试仪
由于IP电话代表的是一种新的增值业务模式，而随着WTO的加入过程，在这些新增的业务市场上，必然会形成较大的竞争局面，面对如此巨大的市场前景，厂家需要检验其产品，用户需要进行比较，为此，中国计算机报愿意担此重任。
4） 国内品牌的产品越来越具有竞争力
在IP电话网关产品上，国内的一些主流IP电话厂商的技术已经趋于成熟，在如此巨大的市场面前，国内品牌的产品应该有所作为，我们将通过这次测试，进行具体的技术指标判断。
5） IP网关代表了未来通信网络的发展方向
应该说，从技术上讲，将来的业务网络可能将全部转向IP网络，但出于对既有设备投资利益的保护，电信网和计算机网将有一个很长的共存期，这其中，IP电话网关将扮演重要的角色，因此，在技术上具有十分重要的地位。
正是出于如上因素的考虑，尽管技术上困难比较大，我们还是选择了IP电话产品进行评测。
评测活动的特点：
本次评测活动具有如下的一些特点：
1） 采用了专用的测试设备
在本次活动中，获得了美国安捷伦公司和美国Ameritec公司的大力协助，分别提供了其专业的测试设备。
安捷伦公司提供的Telegra语音质量测试仪(Voice Quality Testor，VQT)产品， 是一种软硬件一体化集成的便携式测试工具，能够提供专业的端到端的语音质量（PSQM）测试。该设备由信号获取硬件、运行于Windows之上的可移植的测试平台及功能强大的测试软件包等三部分构成。该设备可以对路由器、网关和交换机等网络设备的语音传输质量进行测试，可以收集端到端语音质量信息，该设备也支持模拟线设备的延迟、回声等参数的测试。其测试度量指标包括：清晰度（Clarity）、端到端延迟（Delay）、语音活性检测（Voice
activity detection）、DTMF音调分析(DTMF tone detection)等。通过使用这些相同指标对VoIP网络和传统语音网络的度量，可以比较不同VoIP网络、或VoIP网络与传统语音网络之间的语音质量差异。其测试结果是用户可以感受的量化形式，从而避免了传统的主观评测（MOS）方法的局限性。该设备提供了多种测试分析选择，即可以测试诸如清晰度和延迟等基本语音质量指标，也可针对IP语音传输系统进行语音活性检验和DTMF音调分析。
Ameritec公司是一家为通信设备厂商、电信运营商等提供测试设备的产品制造商，这次Ameritec公司则提供AM2-De是AM2“尼亚加拉”大容量呼叫模拟发生器系列产品之一。
AM2-De是用于中继系统中理想的负载测试，业务发生，通信路由测试，呼叫特性测试及呼叫建立分析设备。该产品由4条脉冲码调制(PCM)随路信令(CAS)中继线接口到用户或中心局交换机的数字中继测试设备，可模拟精确控制的呼叫业务负载。它具有极强的用户可编程性，使该设备可以测试现代中继系统中所具有的各种典型复合呼叫情况，像语音信箱，信用卡呼叫以及其他特征呼叫的应用。它能够模拟真实线路的情况，进行大话务量的电话呼叫，并统计呼叫建立时间、接通率等参数。
AM2-De轻便灵活，便于携带，使用容易，并装有高分辨率场致发光(EL)显示器。设备操作全菜单驱动，用户使用四个菜单选择键和四个光标(箭头)键做菜单选择。前面板上的键钮或可选的外部键盘使用户可以安装、编程和操作控制AM2，使其完成相应的测试。前面板上的多颜色LED指示灯瞬间指示每一中继线中每个通道的状态。不同的颜色指示通道挂机/摘机状态，通道是否是始发或终接呼叫，以及通道是否有故障。呼叫可以随机方式或同步方式产生，由用户自主设定。呼叫过程可完全由用户程控，可以包括基本单向业务，呼叫转换或复合用户呼叫特征的测试。
AM2备有工厂写好的用于标准呼叫过程测试的呼叫源文件， 这些公用测试所需的测试源文件可由Ameritec公司得到。用户可以拷贝和编辑这些源文件，或者建立新的测试交换机呼叫性能的呼叫源文件。所以用户可以很容易地在此基础上编制具有特殊性能的测试源文件。
AM2-De特有的可编程性、便于携带和高性能综合特性，十分适用于交换机开发，回归测试，产品测试和现场安装。
2） 组织了专门的技术文章专栏
由于IP电话网关产品比较复杂，涉及的各种原理比较多，为了便于读者能够更好地理解，我们约请了该行业的技术专家靡正琨教授，撰写了专门的技术文章，进行系统的介绍。
AM2-De大容量呼叫模拟发生器
这组专题文章不仅包括IP电话的基本构成原理，而且也包括了IP电话测试的原理和方法。如此规模的专业介绍，在国内的媒体业界，尚属首次。
3） 增加了新产品的测试工作
在本次评测过程中，我们评测的内容并不仅仅局限在IP电话网关产品，对于最近出现的比较新的IP PBX产品，也进行了专业的评测。
通过这种测试活动，让读者能够了解这种新产品的各种技术参数，为将来的设备选购中提供了参考。
4） 技术方案的选择有特色
在本次测试的技术方案中，基于信息产业部传输所的《IP电话网关设备测试规范》，但又没有局限于其规范。在计费和业务的二次开发能力上，均进行了考察，这些内容都是与产品用户的利益紧密联系的。
本次活动，前后历时三个月的时间，为了减少厂家移动设备的困难，测试人员携带了测试设备，花费了大量的时间和精力，专门奔赴外地的设备现场，进行了仔细的测试。
在测试活动中，我们先后向大唐、中兴、上海贝尔（贝佳）等厂家发出了邀请。
国内的一些厂家，有的是没有合适的产品或技术上不是很成熟，有的也不愿意动摇其权威地位。因此，我们最后选择了中兴、上海贝尔、大唐公司三家的产品，其中上海贝尔送测的产品为其子公司上海贝佳信息技术有限公司的IP电话网关产品。
从产品角度分析，中兴的IP电话网关产品，完全是基于交换机的产品，因此，性能比较好，可靠性比较高；而上海贝尔的产品是基于工控机的计算机方案，性能稳定而成本较低；上海大唐推出的是较新的IP
PBX产品，代表了VoIP技术的一种新的应用领域，具有很深远的意义。这几种产品代表了IP电话网关产品的几种主流技术方案，因此可以代表产品的主体情况。
方案描述
技术上的评测方案，参考电信传输所的《IP电话网关设备测试规范》，并扩充了一些内容。
选择电信传输所的《IP电话网关设备测试规范》，是基于如下的一些原因：
1） 方案的权威性
由于电信传输所是通信领域的权威机构，比较容易为大多数厂家接受，因此，我们此次评测，建立在其颁布的《IP电话网关设备测试规范》的基础上，同时从用户的角度，进行了一定程度的内容扩充。
2） 操作的方便性
由于可以借用现有的测试规范，因此，操作比较方便，可以借用其中的操作流程。这样，可以在较短的时间内，完成测试内容。
3） 技术指标的合理性
通过规范，测试的内容包括几个主要的指标，这些指标基本能够反映IP电话网关产品的性能，减少了评测标准的偏差。
另一个需要解释的是，本次评测活动与《IP电话网关设备测试规范》还有很大的区别，这种区别表现在：
1） 测试的目的不同：
传输所的测试是属于入网测试，因此，测试的内容十分复杂，而且很细致，每个接口的参数都要有细微的考虑。否则，设备间就无法进行通信。
而我们是从将来用户的角度出发，所关心的是在同一种测试环境中，产品相互间的对比，集中在产品的主要指标上，可以不用考虑过细的技术指标。
2） 测试的内容不同：
传输所测试的内容，要求十分细，因此时间比较长，内容比较多；我们的测试，侧重产品的主要指标，因此项目比较少，时间可以较少。
3） 测试的基本体系结构：
在我们的测试结构中，选择的是IP网关进行自环测试，这样环境比较简单，而且效率较高，避免采用了复杂的结构。
测试实施
本次测试方案，大体包括如下几个部分：
1. 业务功能测试
主要是针对IP电话卡正常通话流程业务(即二次拨号过程)的测试。
2．性能测试
(1)呼叫建立时间
呼叫建立时间以发方测试设备发完最后一个号码，到收到对方回铃音的这段时间间隔。测试环境如图1。
测试项目包括:
1)设备轻载情况下的平均呼叫建立时间
即使呼叫模拟器预先发起10%网关端口的呼叫，再由呼叫模拟器发起另外一路呼叫，多次记录呼叫建立时间的平均值。规范要求此平均呼叫建立时间小于
4秒。
2)设备重载情况下的平均呼叫建立时间
使呼叫模拟器预先发起90%网关端口的呼叫，再由呼叫模拟器发起另外一路呼叫，多次记录呼叫建立时间的平均值。规范要求此平均呼叫建立时间小于5秒。
(2) 呼叫接通率
图1 呼叫模拟器测试环境
呼叫接通率是指发方呼叫模拟器统计的成功呼叫次数，与它发起的呼叫总次数的比值。测试环境如图1。
测试方法
利用呼叫模拟器，每组15路，每次同时发起一组15路的呼叫，每组间隔1秒，直至呼满网关整机的所有端口，每路接通后保持10秒，拆线，间隔2秒后，再次呼叫，每路循环20次，统计呼叫接通率。
规范要求此呼叫接通率 大于90%
(3) 长时接通率
长时接通率是指网关设备，在收到一定数量的呼叫一小时后，在线的呼叫数与总的呼叫数的比值。测试环境如图1。
测试方法：
1） 主叫方呼叫模拟器，以确保接通的方式呼满网关整机的所有端口。
2） 待呼叫的状态稳定后，开始计时。
3） 统计1小时后保持通话的比率
规范要求长时呼叫保持率应大于90%。
(4) PSQM测试
测试仪表和设备
PSQM测试仪。
测试环境如图2
测试方法
1） 确认网关间采用G.729编码算法，20ms打包方式，不启动网络损伤模拟器。
2） 利用呼叫模拟器进行呼叫测试，要求呼叫器必须能够测定语音的PSQM值。
3） 多次测量记录最大值、最小值和平均值。
规范要求PSQM平均值小于1.5。
(5)端到端时延测试
测试环境如图1
测试步骤：
1） 确认网关间采用G.723.1编码算法，30ms打包方式，并启动静音检测机制。
2） 利用呼叫模拟器进行呼叫测试，要求呼叫数达到整机的80%。
3） 在呼叫模拟器中设定，要求在接通后，发方发一信号音，收方收到后发证实音，根据收到的证实音确定环路时延，端到端时延等于环路时延除2。
规范要求端到端时延小于200ms。
测试说明：
呼叫模拟器与网关之间的信令原则上采用一号信令，对于不支持一号信令的，也可以采用七号信令和ISDN PRI中的任何一种。
计费功能测试
单个话路的计费：测试环境如图3
测试项目
1）单路计费功能测试
测试步骤：
1） 确认网关间采用G.729编码算法，20ms打包方式。
2） 利用呼叫模拟器进行单路的呼叫，并挂断话路，然后记录该呼叫的时间长度。
3） 每个呼叫的时间长度分为：1分钟、2分钟、3分钟、5分钟、8分钟、10分钟，其中每种呼叫时间长度进行5次。
图2 VQT测试环境
4） 继续逐个地进行单路呼叫30次，并挂断话路，然后记录每次呼叫的时间长度。
5） 对比记录的结果和计费服务器的内容是否一致，并统计准确率。
预期结果：
规范要求计费的准确率大于98%。
图3 计费测试环境
测试说明：
呼叫模拟器与网关之间的信令原则上采用一号信令，对于不支持一号信令的，也可以采用七号信令和ISDN PRI中的任何一种。
多个话路的计费
测试步骤：
1） 确认网关间采用G.729编码算法，20ms打包方式。
2） 设计呼叫的时间长度分别为：1分钟、2分钟、3分钟、5分钟、10分钟，每种呼叫为三次。
3） 利用呼叫模拟器进行多路同时呼叫，并分别挂断各自的话路，然后记录每个呼叫的时间长度。
4） 对比记录的结果和计费服务器的内容是否一致，并统计准确率。
预期结果：
规范要求计费的准确率大于 98 %
测试说明：
呼叫模拟器与网关之间的信令原则上采用一号信令，对于不支持一号信令的，也可以采用七号信令和ISDN PRI中的任何一种。
增值业务开发能力
二次开发工具情况
设计800号业务流程进行有关的对比
1） 以800号业务为例，对比设计的难度。
2） 对比实现功能的难易程度。
用户安装使用的难易程度：
1) 软件的安装、硬件的安装，系统的配置能力等多方面的难易程度。
2) 各种资料、手册的完善程度。
IP PBX测试方案
IP PBX的有关原理，在前面的文章中已经有所介绍。下面介绍有关的测试方案。由于IP PBX是最近出现的技术，在产品的测试方面，国内并没有形成相关的标准，所以能够借鉴的内容，并不是很多。
由于IP PBX的核心技术，也是基于VoIP技术的，因此，在制定评测方案时，参考了IP电话网关的测试方案。
评测的内容包括：
1） 呼叫连接时间
2） 呼叫接通率
3） 长时接通率
4） PSQM值
5） 端到端时延
由于现有的产品仅有模拟线接口，因此我们采用了VQT进行各种指标的测试。故只能测其呼叫连接时间。由于IP PBX与IP电话网关的产品并不一样，因此，各种指标的要求也不会一样。
方案的补充声明
在本次测试活动中，对于IP电话网关产品，采用了E1数字线接口；对于IP PBX产品，采用的是模拟线的接口。
另一方面，由于时间因素，我们不可能测试所有的参数，我们选择了能够反映IP电话产品的一些主要技术指标，在信令方面，采用的是中国一号信令或ISDN
PRI信令。
《赛迪市场专家》2001/03/29
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