Notas de aplicativos: Melhores prática para resolução de problemas VoLTE | enterprise.netscout.com

Notas de aplicativos: Melhores prática para resolução de problemas VoLTE

Introdução

Para os fornecedores do serviço de instalação com LTE, o sucesso do Voice sobre o LTE (VoLTE) é um marco para diferenciar seu serviço de HD-Áudio/Vídeo de outros aplicativos/serviços de voz, tais como iTalkBB, Phonepower, Skype e Viper. A aquisição do serviço VoLTE correto é muito importante, porque é o serviço mais básico que os assinantes esperam. É também o serviço onde a ocorrência de contratempos é mais perceptível. É absolutamente crucial que isso seja feito da primeira vez.

Este informe fornece um panorama para engenheiros e técnicos de rede instalarem e fazerem a manutenção do VoLTE. Ele descreve os elementos de rede principais e suas funções nas chamadas VoLTE, além de problemas típicos encontrados durante a instalação do VoLTE. Ele também oferece melhores práticas, destacando onde enfocar durante a resolução de problemas do VoLTE em redes LTE ao vivo.


Componentes principais para o VoLTE

Evolve Packet Core (EPC): eNodeB, SGW, MME, PGW

Esses componentes trabalham juntos para estabelecer e manter a conectividade de um assinante à rede de dados, conforme o equipamento do usuário se movimentar pela rede móvel. Um ou mais canais de transporte de dados precisam ser criados por meio do IMS APN e, além disso, um endereço de IP especial deve ser registrado para o equipamento do usuário ao realizar chamadas VoLTE.

Subsistema Multimídia IP (IMS)

Ele contém servidores de aplicativos, controladores de sessão de chamada e funções de controle de mídia, suportando chamadas inter-rede, trocas de mensagem, AAA e encaminhamento de pacotes. O tráfego do SIP será encaminhado para o IMS depois que ele deixar o EPC. O IMS determina onde o receptor 3G/PSTN/EPC reside, para encaminhar o SIP e o tráfego do RTP.

Gerenciamento Session Border

O Gerenciamento Session Border faz parte do IMS e reforça a segurança, a qualidade do serviço e o controle de admissão/encaminhamento entre o EPC/IMS para outras redes, tais como PSTN e 2/3G. Ele controla a maneira na qual as sessões VoIP são iniciadas, conduzidas e finalizadas entre os diferentes tipos ponto de conexão de mídia central/sistema de porta de mídia (MSC/MGW). Ele funciona com a porta de mídia para fornecer suporte à inter-rede e gerenciamento eficaz do codec de mídia e sinalização de tráfego entre o LTE para os sistemas 2G/3G/PSTN. O Processador com função de recurso de mídia (MRFP) que conduz a transcodificação do codec de voz entre o LTE e os sistemas 3G/PSTN é um elemento principal entre o EPC e os sistemas 2G/3G/PSTN.

Entendimento do processo básico de chamada VoLTE

  1. Conectando-se ao LTE

    O equipamento do usuário precisa ser autenticado e autorizado pelo MME para que também possa ser conectado à rede.
  2. Conexão e registro do serviço IMS

    (a) O equipamento do usuário requer um serviço de dados com IMS para estabelecer o canal de transporte padrão (um novo endereço IPv4 e/ou IPv6 será designado para o equipamento do usuário). (b) O equipamento do usuário, em seguida, "registra" o IMS para ficar "abastecido", de modo que as ligações possam ser direcionadas a outros assinantes dos sistemas VoLTE, 3G/2G ou PSTN por meio do IMS.
  3. Realização de uma chamada

    Quando o equipamento do usuário inicia uma chamada, ele envia uma mensagem de "convite" SIP para o canal de transporte padrão estabelecer conexão com o receptor. O IMS recebe uma mensagem SIP, aloca o receptor (LTE/3G/PSTN) e estabelece a conexão. Se o receptor estiver na PSTN ou em uma rede do fornecedor de serviço, o encaminhamento do SIP e da mídia será conduzido por meio do SBC, enquanto a transcodificação do codec será conduzida pelo MRF.
  4. Estabelecimento do canal de transporte de mídia

    O IMS instrui o PGW/APN a iniciar o estabelecimento do canal de transporte destinado a carregar os pacotes de voz para as transmissões de protocolo RTP e RTCP. Baseado no padrão 3GPP, o índice de controle de qualidade (QCI) nível 1 deve ser designado para o canal de transporte de voz. Finalmente, o RTP (conversa de voz) é transferido pelo canal de transporte destinado. O canal de transporte destinado será excluído após a chamada de voz.

QCI Tipo de recurso Prioridade Budget por atraso do pacote Índice de perda por erro do pacote Serviços de exemplo
1 GBR 2 100 ms 10-2 Voz de conversa
2 4 150 ms 10-3 Vídeo de conversa (transmissão ao vivo)
3 3 50 ms 10-3 Jogo em tempo real
4 5 300 ms 10-6 Vídeo de não conversa (transmissão armazenada)
5 Non-GBR 1 100 ms 10-6 Sinalização IMS
6 6 300 ms 10-6 Vídeo (transmissão armazenada) com base TCP (como, por exemplo, www, e-mail, chat, FTP, compartilhamento de arquivo p2p, vídeo progressivo, etc).
7 7 100 ms 10-3 Voz, vídeo (transmissão ao vivo), jogo interativo
8 8 300 ms 10-6 Vídeo (transmissão armazenada) com base TCP (como, por exemplo, www, e-mail, chat, FTP, compartilhamento de arquivo p2p, vídeo progressivo, etc).
9 9

Canais de transporte

Esses são túneis com base GTP-U que são criados para carregar tráfego de dados para o assinante através do EPC. Quando o equipamento de um assinante é conectado à rede e estabelece conexões com os serviços de dados por meio das portas PDN (PGWs), canais de transporte de dados são criados para carregar o protocolo de comunicação de base ao serviço de dados. Dois tipos de canais de transporte de dados podem ser criados: o Guaranteed Bit Rate (GBR) ou o non-Guaranteed Bit Rate (nGBR). Os canais de transporte de dados GBR são bandas largas com designação garantida para carregar pacotes de tráfego sensível e jitter, tais como voz sobre o RTP. Voz com carregamento de GBR é um recurso de consumo, criado quando um VoLTE é bem-sucedido, e é excluído assim que a chamada termina. O nGBR é comumente criado para tráfego normal de dados, como por exemplo, tráfego de Internet com esforço de base. Muitos canais de transporte de dados padrão são nGBR, tais como aqueles do VoLTE, para onde os dados SIP fluem, ou serviços de Internet não críticos.

Identificador do controle de qualidade (QCI):

O identificador indica os parâmetros QoS (atraso de pacote e budget de perda), assim como a classe prioritária para cada canal de transporte de dados. A designação do QCI é baseada no perfil do assinante no HSS e no serviço de dados estipulado pelo fornecedor do serviço. Embora o 3GPP ofereça9 valores QCI sugeridos como referência, os fornecedores de serviço podem designar seu próprio QCI ao serviço de dados.

Desafios VoLTE

  1. Volume de tráfego alto

    Todo o tráfego VoLTE é baseado no IP. A sinalização de chamada é baseada no TCP/SIP e o áudio é carregado pelo UDP/RTP com codec de áudio AMR-WB. Esses fluxos do IP VoLTE serão isolados entre todos os outros fluxos de tráfego de dados do IP no centro LTE, incluindo transmissão de vídeo e tráfego de Internet.

  2. Caminhos diferentes

    Quando uma chamada VoLTE é realizada, as sinalizações de controle que constroem os canais de transporte de dados atravessam não somente o tráfego de mídia, mas diferentes caminhos. Além disso, a sinalização SIP e o tráfego de mídia também atravessam diferentes caminhos e elementos de rede depois de deixarem o EPC. A configuração da resolução dos problemas de chamada VoLTE e os problemas de qualidade requerem visibilidade e correlação entre os sinais de controle e o canal de transporte de dados do usuário criado.

  3. Visibilidade por cada segmento

    O QoS do áudio é garantido por criar dinamicamente um canal de transporte de dados destinado dentro das interfaces múltiplas no EPC. Uma análise de causa raiz completa dos problemas de qualidade de áudio requer correlação e visibilidade para os parâmetros QCI, estabelecidos através de múltiplos segmentos.

  4. Visibilidade dos fluxos de mídia assimétricos

    Um VLAN diferente pode ser designado para cada direção do fluxo RTP, dentro e ao redor do EPC. Engenheiros de rede devem ser capazes de correlacionar os fluxos SIP e RTP e de extrair pacotes, apesar dessa natureza assimétrica ser visível a todos os pacotes RTP. Durante a resolução dos problemas de uma queda de chamada VoLTE, o engenheiro de rede precisará extrair o pacote para analisar o tempo e o comportamento do corpo de dados do RTP.

Melhores prática para resolução de problemas VoLTE

  1. Primeiramente, ele deve conectar e capturar o tráfego para ganhar visibilidade de tráfego através das interfaces plano-c e plano-u. Geralmente, um comutador de agregação (como, por exemplo, de monitoramento VSS ou Brocade) pode filtrar, agregar e fazer um balanceamento de carga no tráfego para a ferramenta com latência muito baixa.

  2. A partir do tráfego capturado, deve-se analisar a configuração do canal de transporte de dados relacionada ao VoLTE e os parâmetros QoS fornecidos.

  3. Uma análise deve ser feita a partir dos fluxos SIP, através do EPC para o IMS e para o SBC, em chamadas de redes 2G/3G/PSTN.

  4. Um rastreamento dos fluxos RTP deve ser feito, correlacionado a chamadas realizadas através das interfaces EPC e através do MRFP e do SBC para chamadas de CDMA/PSTN.

O Network Time Machine™ oferece pacote de captura de alto desempenho com capacidade para até 20 Gbps, com análise pós-captura que correlaciona o plano-c ao plano-u e o SIP ao RTP, de modo que o usuário possa voltar no tempo para conduzir a análise de causa raiz dos problemas VoLTE de ponta a ponta.

Considerações sobre sincronização de tempo

Toda a análise, da correlação do plano-c ao plano-u e do tráfego SIP ao RTP, pode ser difícil se o tráfego todo não for capturado no mesmo dispositivo onde as marcas temporais de todos os tráfegos estiverem sincronizadas. Quando vários dispositivos de captura são usados, o mecanismo de marca temporal dos dispositivos de captura deve ser sincronizado, utilizando-se fontes externas NTP ou PTP/GPS de relógio. Como alternativa, os comutadores de agregação avançados, tais como os de monitoramento VSS, aceitam fontes de relógio externas e podem adicionar marcadores temporais ao rastro do pacote. Dispositivos de captura que usam marcadores de tempo fornecidos para reconstruir o pacote, quando exportado para análise correlacionada, tornarão a vida dos engenheiros de rede muito mais fácil.

Cenário 1:

O usuário não consegue fazer chamadas de nenhuma maneira.

  • O canal de transporte de dados padrão não foi configurado.
  • O usuário não realizou o registro com o IMS (problema de autenticação, IMS sobrecarregado).

Para esses problemas, conecte-se às interfaces S1 e S11 para examinar a conexão inicial e o processo de configuração do canal de transporte de dados do equipamento do usuário. Um analisador, como o Network Time Machine™, por exemplo, pode capturar todo o tráfego da S1 e da S11, até 20 Gbps, selecionar o equipamento do usuário de interesse e mostrar o canal de transporte de dados padrão e o procedimento de configuração do canal destinado com IMS.

Cenário 2

Por que um usuário não pode realizar chamadas para usuários PSTN?

Com o suporte do IMS, as chamadas de assinantes VoLTE podem ser encaminhadas para o PSTN. Quando esse processo falha, os fluxos SIP de cada segmento precisam ser capturados e examinados de ponta a ponta para determinar se e onde o processo de configuração de chamada falhou. Para engenheiros de rede responsáveis pelo EPC, é importante capturar o tráfego de sinalização ao redor do ponto de demarcação entre o IMS e o centro regional, como o ponto entre o PGW e o IMS, por exemplo, ao redor do SBC e cruzando o MRFP para conversão de mídia. O erro e o atraso no tempo de configuração de chamada devem ser observados e o corpo de dados dos pacotes devem ser examinados por meio da análise de causa raiz, a partir da origem da falha.

Durante a resolução dos problemas, procure o fluxo SIP que exibiu a falha. O código de causa SIP fornece uma dica sobre por que uma chamada pode ter falhado, como a exibição da indicação de 503 Serviço indisponível, por exemplo; isso pode significar que o serviço não está disponível por haver uma sobrecarga ou porque foi configurado de maneira errada.

O Network Time Machine™ pode analisar o tráfego SIP capturado e oferecer estatísticas dos erros SIP e das chamadas que impulsionaram o erro.

A solução teste deve ser capaz de exibir o valor do QCI do canal de transporte de dados destinado e configurado, assim como o parâmetro relacionado ao CoS atual do fluxo do canal dedicado, como os parâmetros 802.1pq, DSCP e MPLS, por exemplo, que cruzam cada interface plano-u da rede.

O NTM permite que os usuários observem a configuração do canal de transporte do plano-c para a chamada VoLTE examinada. No exemplo acima, o canal de transporte destinado com identificação #6 foi estabelecido com um QCI de 5 em vez de 1, além de ser um canal de transporte nGBR sem nenhum valor GBR e MBR. Se o resultado MOS da chamada foi ruim durante o horário de pico de tráfego, isso pode ser a causa raiz.

Durante a resolução de um problema OWA, o engenheiro de rede pode extrair os pacotes SIP e RTP para examinar o campo de razão na mensagem BYE. Por exemplo, uma razão relacionada a um intervalo de RTP/RTCP, originado a partir do equipamento do usuário, pode ser causada porque o MRFP não enviou os pacotes de supressão silenciosos para manter o áudio ao vivo, causando o intervalo de RTP após 10 segundos.

Conclusão:

O VoLTE é um aplicativo muito importante para os fornecedores de serviço que instalam o LTE. Para administrar o serviço, os engenheiros de rede devem ter as ferramentas certas que possam fornecer visibilidade de tráfego, até mesmo sob condições pesadas de sobrecarga, assim como para relacionar o plano-u ao plano-c e o SIP ao RTP, de modo que os problemas possam ser rapidamente verificados e os pacotes extraídos para a análise de causa raiz.

O Network Time Machine™ oferece rápida captura, é fácil de ser instalado e fornece análise inteligente, permitindo que os engenheiros de rede capturem e visualizem rapidamente os pacotes que revelam a causa raiz e os problemas do VoLTE.

 
 
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