Anwendungshinweis: Empfohlene Maßnahmen für die VoLTE Fehlerbehebung | enterprise.netscout.com

Anwendungshinweis: Empfohlene Maßnahmen für die VoLTE Fehlerbehebung

Einleitung

Für Dienstanbieter, die LTE implementieren, ist der Erfolg von Voice over LTE (VoLTE) ein Eckpfeiler zum Absetzen ihrer HD-Audio/Video-Dienste von anderen übertriebenen Voice-Anwendungen/Diensten wie iTalkBB, Phonepower, Skype und Viper. Von Anfang an den besten VoLTE-Service zu liefern ist besonders wichtig, da es der grundlegendste Service ist, den die Abonnenten erwarten. Es ist auch der Service, bei dem Fehler am ehesten bemerkt werden. Es ist von höchster Bedeutung, dass er von Anfang an richtig eingesetzt wird.

Dieses Whitepaper enthält einen Überblick für Ingenieure und Techniker, die VoLTE implementieren und warten. Darin werden die wichtigsten Netzwerkelemente und ihre Rolle in VoLTE-Anrufen sowie typische Probleme bei der Implementierung von VoLTE besprochen. Es werden auch bewährte Maßnahmen beschrieben, die hervorheben, worauf man sich bei VoLTE-Problemen mit der Fehlersuche in Live-LTE-Netzwerken konzentrieren sollte.


Schlüsselkomponenten für VoLTE

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

Diese Komponenten arbeiten zusammen und erstellen und bewahren die Abonnenten-Konnektivität mit dem Datennetzwerk, während die Benutzer sich mit ihren Geräten im mobilen Netzwerk bewegen. Ein oder mehrere Träger müssen durch IPS APN erstellt werden, und dem UE muss eine spezielle IP-Adresse zum Durchführen von VoLTE-Anrufen zugeordnet werden.

IP Multimedia-Subsystem (IMS)

Es enthält mehrere Anwendungsserver, Call Session-Controller und Media-Kontrollfunktionen, die Internetzwerk-Anrufe und Messaging, AAA und Routing unterstützen. SIP-Verkehr wird zu IMS geleitet, nachdem es das EPC verlässt. Das IMS bestimmt, wo in 3G/PSTN/EPC sich die angerufene Partei befindet, um den SIP- und RTP-Verkehr entsprechend zu leiten.

Session Border Management

Session Border Management ist ein Teil von IMS, mit dem Sicherheit, Servicequalität und Zugangs-/Routingkontrolle zwischen EPC/IMS und anderen Netzwerken wie PSTN und 2/3G durchgesetzt werden. Damit wird die Methode bestimmt, mit der VoIP-Sitzungen zwischen den unterschiedlichen Arten von Media Switching Center/Media Gateway (MSC/MGW) der Netzwerke eingeleitet, durchgeführt und beendet werden. Es arbeitet mit dem Media Gateway, um Internetzwerk-Support und effektives Management von Media-Codec und Signalisierungsverkehr zwischen LTE und 2G/3G/PSTN bereitzustellen. Der Media Resource Function Processer (MRFP), der das Transcodieren des Voice-Codec zwischen LTE und 3G/PSTN durchführt, ist ein Schlüsselelement zwischen dem EPC und 2G/3G/PSTN.

Zum Verständnis des grundlegenden VoLTE-Anrufverfahrens

  1. Aufbau der Verbindung mit LTE

    UE muss vom MME authentifiziert und autorisiert werden, sodass es ebenfalls mit dem Netzwerk verbunden werden kann.
  2. Verbindung und Registrierung am IMS-Service

    (a) Das UE fordert Datenservice mit IMS an, um den Standardträger aufzubauen. (Dem UE wird eine neue IPv4 und/oder IPv6-Adresse zugeordnet) (b) Das UE wird dann am IMS „registriert“, um „provisioniert“ zu werden, damit Anrufe durch das IMS an andere VoLTE-, 3G/2G- oder PSTN-Abonnenten geleitet werden können.
  3. Den Anruf durchführen

    Wenn ein UE einen Anruf einleitet, sendet es eine SIP „Einladungsnachricht” über den Standardträger, um eine Verbindung mit dem Angerufenen aufzubauen. Das IMS empfängt eine IPS-Meldung und sucht den Angerufenen (LTE/3G/PSTN) und baut die Verbindung auf. Wenn der Angerufene auf PSTN oder einem Dienstanbieter-Netzwerk ist, erfolgt das Routing von SIP und Media über das SBC und das Transcodieren von Codex wird mit dem MRF durchgeführt.
  4. Media-Träger festlegen

    Das IMS weist den PGW/APN an, die Festlegung des dedizierten Trägers einzuleiten, der die Voice-Pakete über RTP- und RTCP-Protokoll-Streams befördern soll. Basierend auf dem 3GPP-Standard ist dem Voice-Träger der Qualitätskontrollindex (QCI) Stufe 1 zuzuordnen. Und schließlich wird das RTP (Voice-Konversation) über den dedizierten Träger übertragen. Nach Beendigung des Anrufs wird der dedizierte Träger gelöscht.

QCI Ressourcentyp Priorität Paketverzögerungs-Budget Verlustrate von Paketfehlern Beispielservices
1 GBR 2 100 ms 10-2 Gesprächs-Voice
2 4 150 ms 10-3 Gesprächsvideo (Live Streaming)
3 3 50 ms 10-3 Echtzeit-Gaming
4 5 300 ms 10-6 Non-Conversational Video (Gepuffertes Streaming)
5 Nicht-GBR 1 100 ms 10-6 IMS-Signalisierung
6 6 300 ms 10-6 Video (Gepuffertes Streaming) TCP-basiert (z. B. www, E-Mail, Chat, ftp, p2p-Filesharing, Progressive Video usw.)
7 7 100 ms 10-3 Voice, Video (Live Streaming), Interactive Gaming
8 8 300 ms 10-6 Video (Gepuffertes Streaming) TCP-basiert (z. B. www, E-Mail, Chat, ftp, p2p-Filesharing, Progressive Video usw.)
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Träger

Es handelt sich hierbei um GTP-U-basierte Tunnel, die zum Befördern von Datenverkehr für den Abonnenten über das EPC erstellt werden. Wenn die Ausrüstung eines Abonnenten mit dem Netzwerk verbunden wird und Verbindungen mit den Datenservices aufbaut, werden Standardträger über PDG-Gateways (PGW) erstellt, um das grundlegende Kommunikationsprotokoll für den Datenservice zu befördern. Zwei Arten von Trägern können erstellt werden: Garantierte Bitrate (GBR) oder nicht Garantierte Bitrate (nGBR). GBR-Trägern wird garantierte Bandbreite zum Befördern von Jitter und Paketverlust-empfindlichem Verkehr wie Voice over RTP zugeordnet. Voice übertragende GBR ist ressourcenintensiv und wird erstellt, wenn ein VoLTE-Anruf erfolgreich ist, und gelöscht, sobald der Anruf beendet ist. nGBR wird gewöhnlich für normalen Datenverkehr erstellt, wie grundlegender Internet-Verkehr. Die meisten Standardträger (wie die für VoLTE, wo SIP-Verkehr über nicht kritischen Internet-Service läuft) sind nGBR.

Qualitätskontrollidentifikation (QCI):

Zeigt die QoS-Parameter (Paketverzögerungs- und Verlustbudget) wie auch die Prioritätsklasse jedes Trägers an. Die QCI-Zuordnung basiert auf dem Profil des Abonnenten in HSS und dem vom Dienstanbieter bereitgestellten Datenservice. Obwohl 3GPP 9 vorgeschlagene QCI-Werte als Referenz anbietet, können Dienstanbieter dem Datenservice ihre eigene QCI zuordnen.

VoLTE-Herausforderungen

  1. Hohes Verkehrsaufkommen

    Der gesamte VoLTE-Verkehr ist IP-basiert. Anrufsignalisierung basiert auf TCP/SIP und Audio wird über UDP/RTP mit AMR-WB als Audio-Codec befördert. Diese VoLTE IP-Flüsse werden unter allen anderen IP-Datenverkehrsflüssen im LTE-Core begraben, einschließlich Video-Streaming und Internet-Verkehr.

  2. Unterschiedliche Pfade

    Wenn ein VoLTE-Anruf getätigt wird, verfolgen Kontrollsignale, die die Datenträger aufbauen, andere Datenpfade als der Media-Verkehr. Zusätzlich verwenden SIP-Signalisierung und Media-Verkehr ebenfalls einen anderen Weg und andere Netzwerkelemente nach dem Verlassen des EPC. Fehlerbehebung. VoLTE Anrufeinrichtungs- und Qualitätsprobleme erfordern Transparenz und Korrelation zwischen dem Kontrollsignal und dem erstellten Benutzerträger.

  3. Segment-zu-Segment-Transparenz

    QoS des Audio wird sichergestellt durch die dynamische Erstellung eines dedizierten Trägers innerhalb mehrerer Schnittstellen im EPC. Durchgehende Fehlerursachenanalyse von Audioqualitätsproblemen erfordert Korrelation und Transparenz zu QCI-Parametern, die über mehrere Segmente festgelegt werden.

  4. Asymmetrische Media-Fluss-Transparenz

    Jeder Richtung des RTP-Flusses in und um das EPC kann ein anderes VLAN zugeordnet werden. Ingenieure müssen in der Lage sein, trotz dieser asymmetrischen Art SIP- und RTP-Flüsse zu korrelieren und Pakete zu extrahieren, um Einsicht in alle RTP-Pakete zu erhalten. Bei der Fehlersuche für einen anormalen VoLTE-Anrufabbruch muss der Ingenieur das Paket extrahieren, um das Timing und das Verhalten der RTP-Nutzlast analysieren zu können.

Empfohlene Maßnahmen für die VoLTE Fehlerbehebung

  1. Als Erstes bauen Sie eine Verbindung auf und erfassen Sie Verkehr, um Einsicht in den Verkehr auf den Schnittstellen der c-Ebene und der u-Ebene zu erhalten. Gewöhnlich kann ein Aggregationsschalter wie ein Schalter von VSS-Überwachung oder Brocade den Verkehr zum Tool filtern, aggregieren und lastausgleichen, mit sehr niedriger Latenz.

  2. Vom erfassten Verkehr analysieren Sie das provisionierte Träger-Setup bezüglich VoLTE und QoS-Parameter.

  3. Untersuchen Sie die SIP-Flüsse durch das EPC zu IMS und SBC auf Anrufe zu 2G/3G/PSTN.

  4. Verfolgen Sie RTP-Flüsse in Korrelation zu Anrufen, die über Schnittstellen im EPC und über MRFP und SBC an CDMA/PSTN vorgenommen werden.

Network Time Machine bietet eine hohe Paketerfassungsfähigkeit von bis zu 20 Gbit/s mit Nacherfassungsanalyse, die die c-Ebene mit der u-Ebene und SIP mit RTP korreliert, sodass der Benutzer eine durchgehende Ursachenanalyse von VoLTE-Problemen mit Verlaufsdaten der Vergangenheit durchführen kann.

Betrachtung zur Zeitsynchronisierung

All die Analyse, Korrelation von c-Ebene mit u-Ebene und SIP- mit RTP-Verkehr kann sich sehr schwierig gestalten, wenn nicht der gesamte Verkehr auf dem gleichen Gerät erfasst wird, auf dem die Zeitstempel des gesamten Verkehrs synchronisiert werden. Wenn mehrere Geräte zur Erfassung verwendet werden, müssen die Zeitstempelmechanismen der Erfassungsgeräte mittels externer NTP- oder PTP/GPS-Zeitgeberquellen synchronisiert werden. Alternativ akzeptieren erweiterte Aggregationsschalter, wie z. B. von der VSS-Überwachung, externe Zeitgeberquellen und können dem Anhänger des Pakets Zeitstempel hinzufügen. Erfassungsgeräte, die den bereitgestellten Zeitstempel zum Rekonstruieren des Pakets beim Exportieren für die Korrelierungsanalyse verwenden, machen den Ingenieuren das Leben bedeutend leichter.

Szenario 1

Der Benutzer kann keine Anrufe betätigen.

  • Es wurde kein Standardträger eingerichtet.
  • Der Benutzer hat sich nicht bei IMS registriert (Authentifizierungsproblem, IMS überlastet)

Für diese Probleme bauen Sie eine Verbindung mit den Schnittstellen S1 und S11 auf, um den ursprünglichen Setup-Prozess für die Verbindung und den Träger des UE zu überprüfen und zu sehen, ob SIP-Flüsse vom UE vorhanden sind oder nicht. Ein Analyzer wie Network Time Machine kann den gesamten Verkehr mit bis zu 20 Gbit/s an S1 und S11 erfassen, den entsprechenden UE auswählen und den Standardträger und das Setup-Verfahren für den dedizierten Träger mit IMS zeigen.

Szenario 2

Warum kann ein Benutzer keine Anrufe zu PSTN-Benutzern machen?

Mit der Unterstützung von IMS können Anrufe von VoLTE-Abonnenten zu PSTN geleitet werden. Wenn dies fehlschlagen sollte, müssen SIP-Flüsse von jedem Segment, von einem Ende zum anderen, erfasst und untersucht werden, damit festgestellt werden kann, ob und wo der Anrufsetup-Prozess fehlgeschlagen ist. Für Ingenieure mit Verantwortung für EPC ist es wichtig, den Signalisierungsverkehr um den Markierungspunkt zwischen dem IMS und dem regionalen Core zu erfassen, d. h. zwischen dem PGW und dem IMS, um das SBC und über das MRFP für die Media-Umwandlung. Der Fehler und die Verzögerung in der Anrufsetup-Zeit ist zu notieren und die Nutzdaten der Pakete müssen per Ursachenanalyse vom Ursprung des Versagens her untersucht werden.

Während der Fehlersuche halten Sie Ausschau nach dem SIP-Fluss, der ein Fehlverhalten anzeigt. SIP-Ursachencode wird einen Hinweis auf die Ursache des Anruffehlschlagens geben, z. B. 503Service nicht verfügbar. Dies kann bedeuten, dass der Service entweder aufgrund von Überlastung oder aufgrund von fehlerhafter Konfiguration nicht verfügbar ist.

Network Time Machine kann den erfassten SIP-Verkehr analysieren und eine Statistik der SIP-Fehler und der Anrufe, die den Fehler auslösen, erstellen.

Die Testlösung sollte in der Lage sein, den QCI-Wert des eingerichteten dedizierten Trägers zu zeigen, ebenso wie den tatsächlichen CoS-bezogenen Parameter des Flusses im dedizierten Träger, wie 802.1pq-, DSCP- und MPLS-Parameter über jede u-Ebenen-Schnittstelle des Netzwerks.

Mit NTM können Benutzer das c-Ebenen-Trägersetup für den untersuchten VoLTE-Anruf beobachten. Im obigen Beispiel wurde der dedizierte Träger mit ID-Nr. 6 mit einem QCI von 5 an Stelle von 1 eingerichtet und er ist ein nGBR-Träger ohne GBR- und MBR-Wert. Wenn der MOS-Wert des Anrufs schlecht war während einer Zeit mit hohem Verkehrsaufkommen, könnte dies die Grundursache sein.

Bei der Fehlersuche an OWA-Problemen können Ingenieure SIP und RTP-Pakete extrahieren, um das Ursachenfeld in der BYE-Meldung zu untersuchen. So kann zum Beispiel der Grund „verursacht durch RTP/RTCP Timeout ausgehend vom UE“ daher stammen, dass MRFP keine Stilleunterdrückungspakete sendet, um das Audio aktiv zu halten, wodurch das RTP-Timout nach 10 Sekunden aktiviert wird.

Schlussfolgerung:

VoLTE ist eine sehr wichtige Anwendung für Dienstanbieter, die LTE implementieren. Zum Verwalten dieses Service benötigen die Ingenieure die richtigen Werkzeuge, die ihnen Einsicht in den Verkehr selbst unter schwerer Belastung geben, und die u-Ebene mit c-Ebene und SIP mit RTP korrelieren, damit Probleme schnell erfasst und Pakete zur Ursachenanalyse extrahiert werden können.

Network Time Machine bietet schnelles Erfassen, ist leicht einsetzbar und liefert eine clevere Analyse, mittels der die Techniker die Pakete schnell erfassen und visualisieren können, die die Grundursachen von VoLTE-Problemen enthalten.

 
 
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