基于IMS的下一代網(wǎng)絡服務質(zhì)量管理模型

2008/05/12

圖1　基于IMS的NGN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　IMS使用會話發(fā)起協(xié)議（SIP）作為建立、控制、修改和終止兩個或者更多個參與者之間的語音、視頻和消息等會話的信令協(xié)議。在IMS中，與SIP相關的信令點稱為呼叫狀態(tài)控制功能信令點，并且根據(jù)它們功能的不同而有所區(qū)分。IMS中與鑒權(quán)、授權(quán)、計費相關的功能基于IETF、Diameter協(xié)議，是在HSS、CSCF等IMS組件上實現(xiàn)的，提供業(yè)務收費功能。HSS是與用戶和服務相關的數(shù)據(jù)的主要存儲器，由2G移動通信網(wǎng)的HLR演進而來。業(yè)務層上的應用服務器提供各種業(yè)務邏輯，實現(xiàn)多種電信增值業(yè)務。傳送層的IP核心網(wǎng)是IMS業(yè)務的統(tǒng)一承載網(wǎng)絡。接入層提供包括2G、3G（UMTS、cdma2000）、WLAN、ADSL等在內(nèi)的多種接入方式。

　　2.2　IMS業(yè)務及服務質(zhì)量參數(shù)

　　IMS業(yè)務是各種媒體成分的綜合，這些媒體成分可以歸于以下業(yè)務流量類別：會話類、流式類、交互類和背景類。這些業(yè)務流量類別之間的主要區(qū)別是時延敏感性：會話類是對時延最為敏感的業(yè)務類型，背景類是對時延最不敏感的業(yè)務類型。會話類和流式類業(yè)務主要用于承載實時業(yè)務流，例如視頻電話和語音/視頻流播放。交互類和背景類主要用于承載傳統(tǒng)的Internet業(yè)務如WWW、E-mail、Telnet、FTP和News。交互類和背景類比會話類和流式類在時延需求上要求寬松些，因此可以通過無線接口上的信道編碼和重傳機制降低傳輸錯誤率。交互類比背景類的處理優(yōu)先級高，背景類流量只有在交互類流量不需要使用傳輸資源時才使用資源。

　　IMS業(yè)務服務質(zhì)量參數(shù)可以從兩個方面來表示。

　�。�1）網(wǎng)絡性能QoS參數(shù)：SDU（Service Data Unit）傳輸時延、SDU時延變化、SDU錯誤率、業(yè)務接入時延、運營商網(wǎng)絡可用性等。

　�。�2）服務支持QoS參數(shù)：預受理時限、開通時限、服務支持時間、業(yè)務恢復時限等。

　　服務支持QoS參數(shù)是為SP服務的“軟指標”，受技術和管理兩方面因素影響。網(wǎng)絡性能QoS參數(shù)是反映業(yè)務性能的“硬指標”。IMS服務質(zhì)量參數(shù)通過從網(wǎng)絡上采集到的性能參數(shù)等基礎數(shù)據(jù)計算得到，或者通過撥打測試的方法測量得到。

　　對于基于IMS的下一代網(wǎng)絡來說，QoS參數(shù)和業(yè)務的相關關系比較復雜。對于一個IMS業(yè)務，需要保障其包含的所有的媒體成分的服務質(zhì)量。將IMS業(yè)務的QoS要求分解為可測量的網(wǎng)絡參數(shù)的過程如圖2所示。

圖2　業(yè)務的QoS分解

　　為了準確衡量某種業(yè)務的服務質(zhì)量，可以根據(jù)業(yè)務類型將其對應到與其敏感的QoS參數(shù)上，如表1所示。

表1　業(yè)務敏感的QoS參數(shù)

　　表1的業(yè)務敏感QoS參數(shù)僅限于網(wǎng)絡性能QoS參數(shù)，因為服務支持QoS參數(shù)反映的主要是SP的人工服務質(zhì)量，它們對所有業(yè)務的敏感程度都是相同的。

　　管理系統(tǒng)的業(yè)務管理層根據(jù)采集到的各種數(shù)據(jù)（如性能測量項）可以計算出相關的QoS參數(shù)的滿足情況。然后，客戶管理層再根據(jù)業(yè)務與QoS參數(shù)的對應關系推斷出具體業(yè)務的SLA滿足情況。

3、IMS服務質(zhì)量管理需求

　　根據(jù)企業(yè)面臨的激烈的市場競爭環(huán)境和IMS業(yè)務的特點，IMS服務質(zhì)量管理應當滿足4個通用需求。

　�。�1）通用性：IMS業(yè)務豐富多彩，并且創(chuàng)新的業(yè)務類型不斷出現(xiàn)，因此IMS服務質(zhì)量管理應當適用于現(xiàn)有的和將來可能出現(xiàn)的各種新型業(yè)務。

　�。�2）靈活性：IMS服務質(zhì)量管理應當適應多變的市場環(huán)境和網(wǎng)絡環(huán)境，從而適應客戶需求的變化和網(wǎng)絡設施的升級換代。

　　（3）定量管理：使用可以度量的QoS承諾，并且以具有法律效力的SLA的形式給用戶以服務質(zhì)量的承諾。

　�。�4）自動化程度高：采用端到端的自動化手段進行服務質(zhì)量管理，從服務質(zhì)量數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)分析再到SLA違例判別和用戶補償，全程最大可能地利用自動化工具，以實現(xiàn)用戶和SP間的快速互動，從而保證用戶的滿意度。

4、支持服務質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)

　　支持服務質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。它以eTOM為基礎，分析一個SP在OPS（Operations，運營）域的活動，不包含SIP（Strategy，Infrastructure and Product，戰(zhàn)略、設施和產(chǎn)品）域和EM（Enterprise Management，企業(yè)管理）域的功能，也不討論SP間交互的操作，僅僅保留OPS域的FAB（Fullfilling，Assurance and Billing，業(yè)務提供、保障和計費）垂直過程組。FAB中供應商/合作方關系管理的內(nèi)容也不在討論的范圍內(nèi)。

圖3　支持服務質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)

　　下面參考eTOM的2級和3級過程分解并結(jié)合IMS服務質(zhì)量管理的特點，對圖3中的關鍵過程進行分析和細化。

　　4.1　客戶關系管理

　　（1）業(yè)務訂購

　　業(yè)務訂購過程負責收集、存儲并發(fā)送客戶的訂購需求，負責預訂購可行性決斷、信用授權(quán)、訂單發(fā)布、訂單狀態(tài)跟蹤、客戶訂購活動更新和訂購完成客戶通知。

　　（2）客戶問題處理

　　客戶問題處理過程負責接收客戶的故障報告，處理故障直至客戶滿意為止，并向客戶提供業(yè)務恢復過程中重要的狀態(tài)報告。服務問題管理過程發(fā)現(xiàn)問題發(fā)生后，客戶問題處理過程主動聯(lián)系客戶，從而提高客戶的滿意度。

　　（3）客戶SLA管理
　　
　　客戶SLA管理過程對提供給客戶的服務質(zhì)量進行監(jiān)控，并把質(zhì)量信息與定義的SLA參數(shù)目標值進行比較，得到服務是否違例的報告。如果SP提供的服務不符合SLA標準，系統(tǒng)可能通知業(yè)務計費管理過程，進行計費調(diào)整�？蛻鬝LA管理主要完成3個功能。

　　1）服務質(zhì)量評估：檢查來自其他過程的有關服務質(zhì)量的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)不滿足SLA中的服務質(zhì)量合約則向相應的功能模塊發(fā)出告警。

　　2）質(zhì)量報告：報告客戶服務質(zhì)量，管理質(zhì)量報告的生成和描述，按照客戶的要求定制質(zhì)量報告和查詢實時質(zhì)量報告。

　　3）支持SP查詢當前業(yè)務運行質(zhì)量狀況。

　　（4）業(yè)務計費管理

　　業(yè)務計費管理過程負責創(chuàng)建和維持用戶的計費賬戶，生成用戶賬單，處理用戶繳費。

　　4.2　業(yè)務管理

　　（1）業(yè)務配置與激活

　　業(yè)務配置與激活過程負責配置網(wǎng)絡資源和安裝用戶設備，使用戶可以使用業(yè)務，同時支持業(yè)務初始配置后因客戶或SP各種原因引起的業(yè)務再配置。

　　（2）服務問題管理
　　
　　服務問題管理過程負責對影響業(yè)務的問題或故障作出及時反應，調(diào)用網(wǎng)絡維護過程盡量減少影響，以及創(chuàng)建問題報告、建立臨時工作區(qū)孤立根本故障點等工作。它主要完成4個功能。

　　1）問題診斷：對資源管理層上報的故障確定問題發(fā)生并請求客戶問題處理過程通知客戶，或者針對客戶投訴信息請求資源管理層調(diào)查，確認是否存在問題并給予反饋。

　　2）解決問題：關聯(lián)故障信息和性能信息，分析問題發(fā)生的根本原因，提出解決方案，觸發(fā)相關模塊依次執(zhí)行問題解決工作。

　　3）問題跟蹤管理：追蹤問題解決的執(zhí)行過程，協(xié)調(diào)所有必要的操作。

　　4）問題關閉和報告：進行必要的測試，以確保業(yè)務恢復到正常服務質(zhì)量。結(jié)束對問題的處理，并請求客戶問題處理過程向客戶發(fā)布故障清除報告。

　　（3）服務質(zhì)量管理

　　服務質(zhì)量管理過程負責監(jiān)測、分析和控制客戶感知的服務性能。它主要完成5個功能。

　　1）服務質(zhì)量監(jiān)測：為分析業(yè)務的服務質(zhì)量提取必要信息，收集和存儲與業(yè)務服務質(zhì)量相關的數(shù)據(jù)。

　　2）服務質(zhì)量分析：在原始測量數(shù)據(jù)基礎上，計算業(yè)務服務質(zhì)量狀態(tài)，判斷業(yè)務服務質(zhì)量的降級和恢復。

　　3）服務質(zhì)量報告：定期向用戶管理子系統(tǒng)發(fā)送服務質(zhì)量相關的報告，并在業(yè)務服務質(zhì)量降級和恢復時發(fā)送相應通知。

　　4）服務改進：當發(fā)生業(yè)務服務質(zhì)量降級時，由服務問題管理功能模塊作相關處理，改進服務質(zhì)量。

　　5）服務質(zhì)量信息查詢：查詢業(yè)務相關的服務質(zhì)量信息，SP能實時獲取服務質(zhì)量變化信息和服務質(zhì)量相關報告。

　　（4）業(yè)務費率管理

　　業(yè)務費率管理過程是對使用服務的服務等級定價、費率和折扣的管理，生成業(yè)務的單元價格，并生成有效賬單，分析事件記錄來確定是否有欺詐并且防止發(fā)生欺詐。

　　4.3　網(wǎng)絡資源管理

　　IMS網(wǎng)絡管理體系是以網(wǎng)絡和資源管理為基礎的，所有的業(yè)務相關網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)和故障信息等都來源于資源管理。同時，網(wǎng)絡資源管理還完成業(yè)務在網(wǎng)絡層進行配置、修復、信息分析等任務。

　　（1）網(wǎng)絡資源指配

　　資源指配過程對單個客戶業(yè)務實例進行資源分配和配置，調(diào)度網(wǎng)絡對象以及相關資源來滿足業(yè)務需求。

　　（2）網(wǎng)絡資源故障管理

　　資源故障管理過程負責處理資源出現(xiàn)的故障（包括報告資源故障，分離根本原因和網(wǎng)絡維護解決相關故障）。它主要完成5個功能。

　　1）根據(jù)網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)采集和處理過程上報的各種網(wǎng)絡基礎數(shù)據(jù)檢測、分析和報告資源故障事件。

　　2）故障定位分析。

　　3）維修資源故障。

　　4）為服務問題處理過程創(chuàng)建資源故障報告。

　　5）實施資源故障管理來保證維修任務被分配并且有效地被跟蹤。

　　（3）網(wǎng)絡資源性能管理

　　網(wǎng)絡資源性能管理過程負責監(jiān)視、分析、報告和控制網(wǎng)絡資源性能情況。網(wǎng)絡資源性能管理過程接收網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)采集和處理過程上報的各種網(wǎng)絡基礎數(shù)據(jù)，分析信息，獲取對資源性能的影響，并在此基礎上控制性能的優(yōu)化；為其他過程收集和格式化網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)相關信息至不同的處理過程。它主要完成3個功能。

　　1）接收網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)采集和處理過程上報的網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)。

　　2）對性能數(shù)據(jù)進行分析和評估

　　3）采取措施優(yōu)化網(wǎng)絡性能。

　　（4）網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)采集和處理

　　網(wǎng)絡資源數(shù)據(jù)采集和處理過程負責從網(wǎng)絡中采集性能數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡事件、網(wǎng)絡資源/業(yè)務使用記錄等基礎數(shù)據(jù)，為上層的網(wǎng)絡資源故障管理、網(wǎng)絡資源性能管理和業(yè)務計費管理提供數(shù)據(jù)源。

5、總結(jié)

　　本文在總結(jié)分析了IMS服務質(zhì)量管理的研究背景和研究現(xiàn)狀基礎上，提出了支持服務質(zhì)量管理的IMS網(wǎng)絡管理體系結(jié)構(gòu)，并詳細地介紹了體系結(jié)構(gòu)的各模塊具體完成的功能。由于基于IMS的下一代網(wǎng)絡服務質(zhì)量管理是一個大課題，在很多方面還需要進行更加深入地研究，例如，IMS服務質(zhì)量管理流程、IMS服務質(zhì)量管理系統(tǒng)和IMS網(wǎng)絡的交互方式與接口等。

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