固定网长途呼叫计时测试

zjol

信息产业部北京电话交换设备质量监督检验中心 唐静波 李刚

    电话业务的计费准确性一直是备受广大消费者、运营商和电信监管部门关注的焦点之一。信息产业部以“信部科278号文”的形式于2003年6月发布了通信行业标准 YD/T 1278-2003《在用局用交换设备计费技术要求和检测方法——固定电话网部分》，并将于2003年9月1日起施行。该标准适用于固定电话网上长途局和本地端局的计费性能检测，测试对象包括交换机计费系统和相关计费处理系统（前置采集机、计费中心、帐务中心等）。标准中很多性能指标和测试方法在通信行业标准中是首次提出的，本文主要对其中固定电话网长途呼叫计时测试的指标和方法作一些先容。
    目前固定网长途电话业务普遍采用详细计费方式，即记录每次通话的起始时间和结束时间等详细计费信息，并根据费率来核算该次呼叫的费用。计费时长的准确性是固定网长途电话业务计费性能检测的重点。
    固定网电话业务的计费检测从测试方法上可分为端到端测试和七号信令测试。

一、端到端测试方法

    端到端测试存在不同的实现方式，但都是以固定电话终端作为呼叫的主、被叫构成标准计时装置。主叫拨通被叫，被叫摘机的同时开始计时；主、被叫话机一方挂机，计时中止。测试人员通过比较标准计时装置与局用交换设备计费系统对同一呼叫的计时得到计费系统的计时误差。
    根据现有技术标准（YDN065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》和YD/T1176-2002《公用电信网计费的基本技术要求》等）有关计费技术要求，结合实际调研与现场实验结果，大家得出结论：不考虑计时装置和单个交换机计费系统的计时误差（另文讨论），造成标准计时装置与交换机通话计时误差（W）的因素包括：交换机检测话机摘、挂机产生的误差；局间信令处理时延；呼叫复原控制方式；传输时延等。误差（W）公式可表示为：
    W＝（t2-t1）＋（2×t4-t3）＋f＋t5－N×Tcu   （式1）
    式（1）中t1为从被叫摘机到交换机收到应答信号的时延；t2为从主叫/被叫话机挂机到交换机检测到挂机信号的时延；（t2-t1）反映交换机检测话机摘、挂机产生的误差，主要与拍叉簧时延的上限有关；t3为计费定时器开始计费时显示的时间；t4为交换局呼叫释放时延；t5为终端连接交换局应答发送时延；f为呼叫复原控制方式引入的误差；Tcu为信令跨局传送时间；N为交换局个数。
    YDN065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书（附录）》中，通过计费信号开始的定时器时间（t3）对长途交换局计费开始时刻较长途交换局收到表示被叫摘机信令的时刻滞后的时间做出了要求；通过交换局呼叫释放时延（t4）对长途交换局计费结束时刻较长途交换局收到挂机信令的时刻滞后的时间做出了要求。对长途呼叫计费时长而言，由局间信令处理时延而引入的最大误差为（2×t4-t3）。
    YD/T1176-2002《公用电信网计费的基本技术要求》中说明：电话业务计费时间与呼叫复原控制方式有关。主叫控制方式：主叫用户挂机，马上停止计费；被叫用户挂机，并不停止计费，直到主叫用户挂机才停止计费，若主叫用户一直不挂机，需经过一段延迟（最长90s）后才停止计费。由于主叫控制方式容易产生话务纠纷，许多电信局将此延迟定时器（T）改为0s。互不控制方式：主、被叫用户任何一方挂机停止计费。
    当计费系统采用互不控制方式或采用主叫控制方式时，主叫用户先挂机的情况下呼叫复原控制方式引入的误差f为0；当采用主叫控制方式且被叫用户先挂机时，f＝x（x≤T）或f＝T（x>T），其中x为被叫话机和主叫话机挂机的时间间隔。
    传输时延包括局间信令传送时延和应答发送时延。其中应答发送时延又包括信令跨局传送时间和终端连接交换局应答发送时延。信令跨局传送时间（Tcu）指从交换局识别入局信令到信令被转发至相应的出局链路的时间间隔。这时交换机只是转发信令，不产生其他动作。
    若从被叫端局交换机到主叫端长途交换机之间有N个交换局（N≥0），则被叫摘机信令从被叫端局传到计费交换机的信令跨局传送时延为N×Tcu。应该注意到，两个局之间不同呼叫由于路由不同所经过的交换局数目可能是不同的。
    终端连接交换局应答发送时延（t5）为被叫端局交换机从识别被叫用户摘机的瞬间（模拟用户）或数字用户线信号系统收到连接信号的瞬间（数字用户，如ISDN用户等），到向主叫用户回送应答指示瞬间的时间间隔。
    即使通过结果修正，消除（t2-t1）和f的影响，当N为0时标准计时装置与交换机通话计时误差W范围仍在0.35s到2.1s之间，随着N值的增大，误差范围的最小值、最大值将同步增加。

二、七号信令测试方法

    固定网长途电话业务中每一个呼叫接续产生的网络资源相互占用，必定会完整地体现在信令数据上（链路租用等情况除外），通过采集信令数据，并对所采集到的信令数据进行解码、分析、统计等一系列处理，就能得到一套客观、完整、独立于被测系统的计费话单。采用七号信令监测技术进行计时测试，计费检测仪高阻跨接在计费点两边，测试误差只与计费点有关，与其它节点和传输链路无关。在实际测试中大家将计费检测仪高阻跨接在计费长途局两侧a点或b点上记录信令消息，将具有相同的OPC、DPC 和CIC的信令消息合成完整的呼叫流程，并根据预设的复原控制方式，得到完整的计费信息（主、被叫号码，开始时间，计费时长等），与交换机提供的相同呼叫的时长进行比较得到被测系统的计费准确率。测试点a和测试点b的计费时间测试如表1所示。



  
    交换设备（或网络）产生的计时误差（W）可概括为：
    W＝D±(1×r+a×T)                            （式2）
    其中，D为呼叫在交换网络中产生的时延，它是由交换机（网）对用户线路信号（令）的处理、对网间信令的处理和传输产生的，与具体的测试方案有关。r为交换机计费设备的计时精度。T为实际通话时长。a为计费时长误差累加的系数。
    交换机输出的长话话单的开始时间、结束时间、通话时长的精度均为0.1s，而在计费设备启动和终止计费时，交换机会对记录时间的低位统一采取四舍五入、向上取整或向下取整的处理，使计费时长与实际通话时长产生最大±0.1s的误差。所以，对长途呼叫，r值取0.1s。
    交换机计费时长的误差与计费时长成正比，a的大小与计费时钟准确率有关。我国交换机同步网采用主从同步方式，长途交换机能够同步准确度为±4x10-7的时钟（牵引范围），即使失去基准，也可使自己时钟长期保持在±4x10-7偏差范围内（最低准确度）。在极端恶劣情况下，a取4x10-7（正常情况应低于10-11），对一个呼叫时长为24h的长途呼叫，产生的时间偏差为
    由此可见在计费测试中，a的影响非常小，实际测试时可以忽略不计。
    综合以上几种情况，交换设备（或网络）产生的计时误差最大范围为－0.45s～0.8s。
交换局提供给用户的话单中，通话时长精确到秒位，后台处理系统会对交换机提供的CDR中的通话时长进行进位处理。进位处理遵循“逢小数进一”的原则，交换局提供给用户的话费清单上的通话时长（y）为：
    当x>[x]时，y=[x]+1；                           
    当x=[x]时，y=[x]。                                 （式3）
    其中，[ ]为取整符号，x为交换机CDR提供的通话时长，y单位为秒。
    将交换设备（或网络）产生的计时误差范围代入公式3，可得计费时长的测试指标。
    设X为测试仪表实测的通话时长，Y为相关计费处理系统提供的同一呼叫的计费时长，X、Y的单位为秒，设n=X－[X]。当一个呼叫的计费时长不大于24h时，Y应满足以下要求：
    当0≤n<0.2时，[X]≤Y≤[X]+1；
    当0.2≤n<0.55时，[X]≤Y≤[X]+2；
    当n≥0.55时，[X]+1≤Y≤[X]+2。
    Y指标的范围是以YDN065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》中规定的网络性能参数为依据进行推导得到的，任何满足YDN065-1997要求的网络设备均应该满足该项要求。指标的测试是以B负荷的参数为依据进行推导的，由于B负荷是网络上极难出现的高负荷，因此该指标具有普适性。
    通过以上分析可见，采用端到端测试方式进行检测时可滑变的误差范围很难被人接受。长途呼叫的计费是在发端长话局一点完成的，但端到端测试必须考虑整个交换网络的各种因素，测试条件多变，测试误差巨大，误差分析复杂，网络的误差会掩盖交换机本身的问题。标准计时装置在测试中会占用网络资源并产生较高的通话费用，而采用七号信令测试方法，电信计费检测仪高阻跨接在计费点信令链路上，测试误差只与计费点有关（只与计费点t3、t4两参数有关），误差小且具有可操作性。