Nota de aplicación: Las mejores pruebas para la solución de problemas de VoLTE | enterprise.netscout.com

Nota de aplicación: Las mejores pruebas para la solución de problemas de VoLTE

Introducción

Para los proveedores de servicios que desarrollan LTE, el éxito de Voz sobre LTE (VoLTE) es un hito para diferenciar sus servicios de Audio/Video en alta definición de otras aplicaciones/servicios de voz más usadas como iTalkBB, Phonepower, Skype y Viper. Obtener los derechos del servicio VoLTE es muy importante porque es el servicio más básico que los suscriptores esperan. También es el servicio donde más se nota si ha ocurrido un contratiempo. Es absolutamente crítico que se haya hecho bien a primera vez.

Este manual proporciona una descripción general para los ingenieros y técnicos que desarrollan y mantienen VoLTE. Describe los principales elementos de la red y su papel en las llamadas de VolTE, así como los problemas típicos encontrados durante la implementación. También ofrece mejores prácticas destacando dónde centrarse a la hora de resolver problemas de VoLTE en redes LTE activas.


Componentes clave de VoLTE

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

Estos componentes trabajan juntos para establecer y mantener la conectividad del suscriptor a la red de datos a medida que el equipo del usuario se mueve por la red móvil. Es necesario crear al menos un portador a través de IMS APN y se debe asignar una dirección IP especial al UE cuando se hacen llamadas VolTE.

IP Multi-media Subsystem (IMS, subsistema multimedia IP)

Contiene los servidores de aplicaciones, los controladores de sesión de llamada y funciones de control de medios, que admiten llamadas entre redes y mensajería, AAA y enrutamiento. El tráfico SIP será enrutado a IMS después de que deje EPC. El IMS determina dónde reside la persona que realiza la llamada 3G/PSTN/EPC para enrutarla al tráfico SIP y RTP.

Gestión de fronteras de sesiones

La gestión de fronteras de sesiones es parte del IMS y garantiza la seguridad, calidad del servicio y control de la admisión/enrutamiento entre EPC/IMS y otras redes como PSTN y 2/3G. Decide la manera en que se inician, desarrollan y terminan las sesiones de VoIP entre los diferentes tipos de Centros de conmutación de medios /Gateway de medios (MSC/MGW) de las redes. Trabaja con la gateway de medios para proporcionar compatibilidad entre redes y gestión efectiva de los códec multimedia y señalización de tráfico entre LTE y 2G/3G/PSTN. El procesador de funciones de recursos multimedia (Media Resource Function Processer, MRFP) realiza la transcodificación del códec de voz entre LTE y 3G/PSTN y es un elemento clave entre EPC y 2G/3G/PSTN.

Comprensión del proceso de llamadas básico VoLTE

  1. Conexión a LTE

    El UE necesita autenticarse y tener autorización del MME para también conectarse a la red.
  2. Conexión y registro al servicio IMS

    (a) El UE solicita el servicio de datos con IMS para establecer el portador predeterminado. (se asignará una nueva dirección IPv4 y/o IPv6 al UE) (b) El UE se "registra" con IMS para obtener "aprovisionamiento" y que las llamadas puedan ser direccionadas a otros abonados VoLTE, 3G/2G o PSTN a través de IMS.
  3. La llamada

    Cuando un UE inicia una llamada envía un mensaje de "Invitación" SIP a través del portador predeterminado para establecer la conexión de la llamada. El IMS recibe el mensaje SIP, localiza la persona que llama (LTE/3G/PSTN) y establece la conexión. Si la llamada está en PSTN o en una red de proveedores de servicio, el enrutamiento de SIP y los medios se realizará mediante el SBC y la transcodificación del códec se realizará con MRF.
  4. Establecimiento del portador de medios

    El IMS da la instrucción al PGW/APN para iniciar el establecimiento del portador dedicado para transportar los paquetes de voz sobre cadenas de protocolo RTP y RTCP. Basado en el estándar 3GPP, el índice de control de calidad (QCI) de nivel 1 debe asignarse al portador de voz. Por último, el RTP (conversación de voz) se transfiere a través del portador dedicado. El portador dedicado se eliminará después de la llamada de voz.

QCI Tipo de recurso Priority Presupuesto de retrasos de paquetes Tasas de pérdida de error de paquetes Servicios de ejemplo
1 GBR 2 100 ms 10-2 Voz conversacional
2 4 150 ms 10-3 Video conversacional (transmisión en tiempo real)
3 3 50 ms 10-3 Juego en tiempo real
4 5 300 ms 10-6 Video no conversacional (transmisión por búfer)
5 Sin GBR 1 100 ms 10-6 Señalización IMS
6 6 300 ms 10-6 Video (transmisión por búfer) basado en TCP (p.e., www, e-mail, chat, ftp, compartición de archivos p2p, videos progresivos, etc.
7 7 100 ms 10-3 Voz, video (transmisión en tiempo real), juegos interactivos
8 8 300 ms 10-6 Video (transmisión por búfer) basado en TCP (p.e., www, e-mail, chat, ftp, compartición de archivos p2p, videos progresivos, etc.
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Portadores

Son túneles basados en GTP-U creados para transportar tráfico de datos para el suscriptor a través de EPC. Cuando el equipo del suscriptor está conectado a la red y establece conexión con los servicios de datos, vía gateways PDN (PGWs), se crean portadores predeterminados para llevar el protocolo de comunicación base del servicio de datos. Se pueden crear dos tipos de portadores, con tasa de bit garantizada (Guaranteed Bit Rate -GBR) y sin tasa de bit garantizada (non-Guaranteed Bit Rate -nGBR). Los portadores GBR tienen asignado un ancho de banda garantizado para transportar tráfico sensible a caídas de paquete y fluctuaciones como voz sobre RTP. El GBR transportador de voz consume recursos y se crea cuando una llamada VoLTE tiene éxito y se borra en cuanto la llamada termina. El nGBR se crea normalmente para tráfico de datos normal como tráfico de Internet con base de esfuerzo. La mayoría de los portadores predeterminados, como los que son para VoLTE donde el trafico SIP fluye sobre servicios de Internet no críticos, son nGBR.

Identificador de control de calidad (QCI):

Indica los parámetros QoS (retrasos de paquetes y presupuesto de pérdidas) así como la clase de prioridad para cada portador. La asignación del QCI se basa en el perfil del suscriptor en HSS y el servicio de datos aprovisionado por el proveedor de servicios. Aunque 3GPP ofrece 9 valores de QCI sugeridos como referencia, los proveedores de servicio pueden asignar su propio IQC a los servicios de datos.

Desafíos de VoLTE

  1. Alto volumen de tráfico

    Todo el tráfico de VoLTE se basa en IP La señalización de llamada se basa en TCP/SIP y el audio se transporta sobre UDP/RTP con AMR-WB como códec de audio. Estos flujos IP de VoLTE se enterrarán entre los otros flujos de tráfico de datos IP en el núcleo LTE, incluyendo transmisión de video y tráfico de Internet.

  2. Rutas diferentes

    Cuando se hace una llamada VoLTE, las señales de control que crean los portadores de datos van a través de diferentes rutas de datos que el tráfico multimedia. Además, la señalización SIP y el tráfico multimedia también van a través de distintas rutas y elementos de red después de abandonar el EPC. La solución de problemas de configuración de llamadas VoLTE y de calidad requiere visibilidad y correlación entre la señal de control y el portador de usuario creado.

  3. Visibilidad segmento a segmento

    La QoS del audio se asegura al crear dinámicamente un portador dedicado dentro de las múltiples interfaces en el EPC. El análisis de la causa raíz de punta a punta de los problemas la calidad del audio requiere correlación y visibilidad de los parámetros de QCI establecidos en varios segmentos.

  4. Visibilidad de flujos multimedia asimétricos

    Puede asignarse una VLAN diferente a cada dirección del flujo RTP en y alrededor del EPC. Los ingenieros deben ser capaces de correlacionar los flujos de SIP y RTP y extraer paquetes independientemente de su naturaleza asimétrica para tener visibilidad de todos los paquetes RTP. A la hora de solucionar el problema de una caída atípica de llamada VoLTE, el ingeniero necesitará extraer el paquete para analizar el tiempo y comportamiento de la carga de RTP

Las mejores pruebas para la solución de problemas de VoLTE

  1. Primero, conecte y capture el tráfico para ganar visibilidad del tráfico a través de las interfaces del plano c y u. Normalmente, una conmutación de agregación como una de VSS Monitoring o Brocade puede filtrar, agregar y equilibrar la carga del tráfico a la herramienta con una latencia muy baja.

  2. Desde el tráfico capturado, analice la configuración del portador relacionado VoLTE y los parámetros QoS aprovisionados.

  3. Analice los flujos SIP a través de EPC a IMS y SBC para llamadas a 2G/3G/PSTN.

  4. Siga los flujos RTP correlacionados a las llamadas realizadas a través de las interfaces en el EPC y a través de MRFP y SBC para llamadas a CDMA/PSTN.

Network Time Machine ofrece una capacidad de captura de paquetes de alto rendimiento de hasta 20 Gbps con análisis postcaptura que correlaciona el plano c con el u y SIP con RTP, de forma que el usuario puede volver en el tiempo para realizar análisis de la causa raíz de los problemas de punta a punta de VoLTE.

Consideración de sincronización de tiempo

Todo el análisis, correlación del plano c con el u, y tráfico SIP con RTP puede ser difícil si el trafico no se captura con el mismo dispositivo donde los tiempos actuales del tráfico están sincronizados. Cuando se usan varios dispositivos de captura, el mecanismo de marcas de tiempo de los dispositivos de captura debe estar sincronizado usando fuentes externas de reloj NTP o PTP/GPS. Como alternativa, los cambios de suma avanzados, como los de VSS Monitoring, aceptan fuentes de reloj externas que pueden añadir marcas de tiempo a la cadena del paquete. Los dispositivos de captura que usan marcas de tiempo proporcionadas para reconstruir el paquete cuando se exporta para un análisis correlacionado, hará la vida de los ingenieros mucho más fácil.

Situación nº 1

El usuario no puede hacer llamadas.

  • El portador predeterminado no se configuró
  • El usuario no se registró con IMS (problema de autenticación, IMS sobrecargado)

Para estos problemas, conecte las interfaces S1 y S11 para examinar la conexión inicial y el proceso de configuración de portador del UE haya o no flujos SIP desde UE. Un analizador como Network Time Machine puede capturar todo el tráfico en S1 y S11 hasta 20 Gbps, seleccionar el UE de interés y mostrar el procedimiento de configuración del portador predetreminado y el portador dedicado con IMS.

Situación 2

¿Por qué un usuario no puede hacer llamadas a usuario PSTN?

Con la ayuda de IMS, las llamadas de los suscriptores VoLTE pueden ser direccionadas a PSTN. Cuando falla, los flujos SIP desde cada segmento, de punta a punta, necesitan ser capturados y examinados para determinar si ha fallado el proceso de configuración de llamada y dónde. Para los ingenieros responsables de EPC es importante capturar la señalización del tráfico alrededor de un punto marcado entre el IMS y el núcleo regional, esto es, entre el PGW y el IMS, alrededor del SBC y a través de MRFP para conversión de medios. El error y el retraso en el tiempo de configuración de llamada debe tenerse en cuenta así como la carga de paquetes examinados a través del análisis de causa raíz desde el origen del fallo.

Durante la solución de problemas, busque el flujo SIP que presenta el fallo. El código causa de SIP proporcionará una pista del motivo por el que la llamada falló, como 503 Servicio no disponible; esto puede significar que un servicio puede no estar disponible por sobrecarga o por estar mal configurado.

Network Time Machine puede analizar el tráfico SIP capturado y ofrece una estadística de los errores de SIP y las llamadas que lanzaron el error.

La solución de prueba debería ser capaz de mostrar el valor de QCI del portador dedicado configurado así como el parámetro relacionado CoS real del flujo en el portador dedicado, como 802.1pq, parámetros DSCP y MPLS a través de cada interfaz del plano u de la red.

NTM permite a los usuarios observar la configuración del portador en el plano c para la llamada VoLTE examinada. En el ejemplo anterior, el portador dedicado con ID#6 se estableció con un QCI de 5 en vez de 1 y es un portador nGBR sin valores de GBR y MBR. Si la puntuación de MOS de la llamada era mala durante un hora de tráfico intenso, esto puede ser una causa raíz.

Cuando se resuelve un problema OWA, el ingeniero puede extraer tanto paquetes SIP como RTP para examinar la razón del mensaje BYE. Por ejemplo, la razón del tiempo de espera agotado de RTP/RTCP originado desde el UE puede estar causada porque MRFP no envía paquetes de supresión de silencio para mantener el audio en marcha, causando un tiempo de espera agotado de RTP después de 10 segundos.

Conclusión:

VoLTE es una aplicación muy importante para los proveedores de servicio que desarrollan LTE. Para gestionar el servicio, los ingenieros deben tener las herramientas adecuadas que puedan proporcionar visibilidad del tráfico incluso bajo cargas grandes, así como correlacionar el plano u con el c y SIP con RTP para verificar los problemas rápidamente y poder extraer los paquetes para el análisis de causas raíz.

Network Time Machine ofrece capturas rápidas, es fácil de implementar y proporciona análisis inteligentes que permiten a los ingenieros capturar y visualizar rápidamente los paquetes que revelan las causas raíz de los problemas de VoLTE.

 
 
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