Titolo : Metodologie di test end-to-end per la qualificazione degli apparati della Core Network UMTS. Overview :

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1 Titolo : Metodologie di test end-to-end per la qualificazione degli apparati della Core Network UMTS Overview : Ruolo ed importanza di un attività di test Sistema UMTS Metodologie di Test end-to-end e Test Suite 1

2 Sviluppo delle telecomunicazioni mobili (GSM GPRS UMTS) Cause che hanno favorito tale sviluppo: Introduzione di nuove normative nel campo della liberalizzazione e privatizzazione dei servizi. Sviluppo tecnologico che ha permesso di migliorare sia gli elementi di rete, sia gli apparati mobili e di supportare servizi innovativi Conseguenze di tale sviluppo: Nascita di nuovi operatori di telefonia mobile Incremento della domanda da parte dei consumatori Mercato concorrenziale e competitivo Esigenza di deployment di una rete funzionante in tempi brevi 2

3 Il ruolo dell attività di TEST diventa fondamentale prima di impiantare una rete Perché è così importante: Complessità dei sistemi di terza generazione Costo enorme degli apparati di rete Time-to-Market il più breve possibile L operatore deve garantire un servizio valido ed affidabile Requisiti di un attività di TEST rivolta alla qualificazione di una rete: Esaustiva, riguardo gli scenari di chiamata Svolgimento delle prove in tempi brevi Scopo della tesi: Definire una metodologia di test end-to-end per la qualificazione degli apparati della Core Network UMTS. Fornire una Test Suite che abbracci tutti i possibili scenari di chiamata 3

4 Global System for Mobile Communication Banda di frequenze: , 1800 MHz Accesso radio TDMA Modalità di trasferimento a commutazione di circuito Principali servizi: Voce, trasmissione dati con velocità massima di 9.6 kbit/s (Phase 1) kbit/s (Phase 2) Short Message Service (SMS), High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) (Phase 2) BSS H HLR AUC BSC D E SMS-GMSC SMS-IWMSC SM-SC SIM MSC ME BSC F B Um Abis A EIR VLR NS 4

5 Modalità di trasferimento a commutazione pacchetto Overlay rispetto alla rete GSM, con l introduzione di blocchi di rete (SGSN, GGSN), per gestire nuovi protocolli Compatibilità con altre reti di dati che utilizzano protocolli come TCP/IP, X.25, ecc. Principali servizi: Trasmissione dati con velocità massima di kbps (solo in particolari condizioni), Web Browsing, E- mail, servizi interattivi General Packet Radio Service E SMS-GMSC SMS-IWMSC C SM-SC VLR Gd D HLR MSC Gs Gr Gc A TE MT BSS R Um Gb SGSN GGSN PDN Gi TE Gp Gr SGSN EIR Interfaccia Interfaccia di segnalazione GGSN Interfaccia di trasmissione dati e segnalazione GSM Altre PLMN GPRS Altro 5

6 Evoluzione verso l Universal Mobile Telecomunication System Interfaccia Interfaccia di segnalazione Interfaccia di trasmissione dati e segnalazione GSM GPRS Altro UMTS SMS-GMSC SMS-IWMSC SM-SC PSTN PSTN PSTN GMSC E C C D AUC HLR H Gc Gd Gr 3G-GGSN GGSN Gi PDN Altre PLMN G EIR Gp VLR 3G-VLR F Gf 3G-SGSN MSC E 3G-MSC Iu-CS Gs Iu-PS SGSN Gb A Iu-CS Iu-PS BSS BSC RNS RNC Iur RNS RNC BSS BSC Abis Iub Iub Abis Node B Node B Node B Node B 6

7 Caratteristiche principali del sistema UMTS Banda di frequenze: MHz e MHz Accesso radio CDMA Modalità di trasmissione sia a circuito sia a pacchetto (tariffazione secondo la mole di traffico, e non il tempo di connessione) Nuova rete d accesso: UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) Core Network 3G: Nuove entità di rete quali 3G-SGSN, 3G-GGSN, 3G-MSC Bit rate elevati, compresi in un ampia gamma :144 Kbit/s, 384 Kbit/s, 2 Mbit/s (velocità massima teorica, raggiungibile in particolari condizioni) Interfacce verso UTRAN, dedicate per modalità a pacchetto o circuito (IuCS e IuPS) Meccanismo di trasporto basato sulla tecnica Asynchronous Trasmission Mode (ATM) Nuovi Bearer Service e Classi di QoS Principali servizi: Telefonia (Voce, Teleconferenza, Video Conferenza), trasmissione dati con velocità da 9.6 Kbit/s, fino alla velocità massima teorica di 2 Mbit/s, Fax, accesso ad Internet, trasmissioni secondo i protocolli HTTP e FTP, , Video Stream, accesso a Database come video cataloghi per l Home Shopping 7

8 Metodologie di TEST End-To-End Prove di conformità di protocollo Verificano la compatibilità dei nodi Sono effettuate stand-alone Richiedono molto tempo, per questo sempre più delegate al costruttore Prove di carico limite Di tipo prestazionale, verificano i dati dichiarati dal costruttore Sono effettuate stand-alone Testano la capacità massima dei nodi prima della rottura Fasi di un attività di TEST rivolte alla qualificazione di una rete Prove di verifica e validazione Verificano il corretto svolgimento delle funzionalità del sistema Test a livello protocollare e procedurale Generalmente effettuate dall operatore Svolte in Test Plant Tipicamente end-to-end Prove di qualificazione in rete Stesse fasi delle prove di verifica e validazione Svolte in contesto di rete reale Eseguite dall operatore 8

9 Il TEST End-To-End Contesto di rete Prove di verifica e validazione Prove di qualificazione in rete Verifica del corretto funzionamento dei nodi di rete, e del loro comportamento end-to-end Rete di riferimento Definizione dei Device Under Test (DUT), con possibilità di simulazione dei restanti nodi, a completare la rete di riferimento Comprende tutti i nodi coinvolti nelle procedure da verificare Punti di Controllo (PCOs) Punti d osservazione (POs) Si simula il comportamento dell apparecchiatura d utente su quelle interfacce dove tale apparecchiatura è connessa alla rete sotto test. 9

10 Metodologie di TEST end-to-end per la qualificazione della Core Network UMTS La Core Network UMTS è considerata il dispositivo sotto test (DUT=Device Under Test) La Core Network UMTS, può essere interamentemente connessa a nodi di rete (quindi interfacce) completamente simulati L UTRAN può essere simulata con l utilizzo di uno strumento Si possono simulare le BSS del sistema GSM, i terminali PSTN, ISDN ed altre PDN. Si fissano i Punti di Controllo (PCOs) e d Osservazione (POs) Test dedicati al Control Plane Verificano il corretto interlavoro, a livello protocollare tra i nodi della rete UMTS, controllano lo scambio di messaggi durante lo svolgimento delle procedure Test dedicati allo User Plane Verificano lo svolgimento del servizio, controllo dei Bearer Services e QoS, più dal punto di vista dell utente. 10

11 Es.: Rete di riferimento per i test dedicati al Control Plane C-Plane Genera e verifica segnalazione di controllo su Interfaccia A BSS MS GSM IuCS A 3G-MSC DUT ISUP Gr PSTN ISDN HLR C-Plane Genera e verifica segnalazione ISUP C-Plane Genera e verifica segnalazione di controllo su Interfaccia Iu UTRAN MS UMTS IuPS PCO 3G-SGSN DUT 3G-GGSN DUT Gi PO PDN 3G-GGSN 11

12 Es.: Rete di riferimento per i test dedicati allo User Plane U-Plane Voce Dati Applicazioni TEST U-Plane BSS GSM UTRAN GSM A IuCS IuPS 3G-MSC DUT PSTN ISDN Voce Dati PO Traffic Generator Packet Generator Applicazioni IP Emulazione Voce PCO 3G-SGSN DUT 3G-GGSN DUT Gi PDN Packet Generator 12

13 Organizzazione dei TEST Test dedicati al Control Plane: Verificano il corretto interlavoro, a livello protocollare tra i nodi della rete UMTS, controllano lo scambio di messaggi durante lo svolgimento delle procedure Mobility Management Session Management Call Control Supplementary Services Short Message Services Test dedicati allo User Plane: Verificano lo svolgimento del servizio, controllo dei Bearer Services e QoS, più dal punto di vista dell utente. Modalità a pacchetto Trasmissione dati Applicazioni basate su HTTP Applicazioni basate su FTP Qualità servizi Video Stream Modalità a circuito Qualità della voce Qualità servizi Video Stream Perdita d informazione Tempi di ritardo, Throughput Absolute Category Rating (ACR) Degradation Category Rating (DCR) Mean Opinion Score (MOS) Perceptual Speech Quality Measurement (PSQM) ACR, DCR Per ogni test proposto vengono specificati: - Rete di riferimento - Descrizione - Ipotesi - Scopo del test - Configurazione - Operazioni 13

14 Rete di riferimento ISDN PSTN LE * TE *** GMSC SMS-GMSC SMS-IWMSC C C HLR ** VLR MSC E E D 3G-VLR1 3G-MSC1 Gd Gs 3G-GGSN 1 3G-SGSN 1 Gc Gr Gc Gr 3G-GGSN 2 3G-SGSN 2 Gs D 3G-VLR2 3G-MSC2 ** A Iu-CS Iu-PS Iu-PS Iu-CS BSS 1 BSC RNS 1 RNC 1 Iur RNS 2 RNC 2 Abis Iub Iub Node B1 Node B1 Node B2 Node B2 Um MS3 Uu MS1 Uu MS2 14

15 Conclusioni UMTS Punti d attenzione per il Testing: - Studio della rete, con le sue parti innovative - Analisi profonda dei nuovi protocolli - Analisi nuove tecniche di trasporto voce e dati (ATM) - Conoscenza e verifica nuovi Bearer Services e QoS Ulteriori spunti per il testing: - Nuove modalità di billing - Nuove procedure di sicurezza - Nuovi servizi futuri 15