Keysight为5GC开发了模拟用例，工程师能够同时模拟多个节点和接口，助力缩短产品上市时间，以确保部署成功

时间： 2020-09-05 来源：Keysight

MNO（移动网络运营商）面临多种选择，每种选择对他们的工程师来说都是巨大的挑战。他们必须了解其决策的含义，并验证由此产生的网络变化，以在5G核心（5GC）网络时代取得成功。

在本文中，通过以下方法了解如何成功实现5GC：

执行真实的测试

5G的到来使网络复杂性成倍增加。网络上的设备数量将急剧增加。移动数据流量正以两位数的速度增长，其中很大一部分来自视频应用。网络也将变得更加密集。

下一代网络节点必须准备好处理更多设备和对延迟敏感的流量。移动网络运营商需要在高度复杂的环境中确保流量优先级和服务质量（QoS）。在这种情况下，发送虚拟协议不足以测试用户平面功能（UPF）。推出线速吞吐量不足以验证QoS实现。测试需要尽可能现实的流量以及反映网络状况的吞吐量。它还必须考虑实际用户设备（UE）的行为。

为了验证5GC网络，实验室工程师不仅必须模拟用户及其行为，而且还必须模拟服务电话的访问以及最上面的流量。此行为需要以现实且完整的协议堆栈方式进行复制。

利用Ixia的IxLoad现实用户模型，工程师可以为其核心网络开发现实的测试方案。他们可以从一个应用程序执行容量测试，详细描述设备的吞吐量，测量语音和视频质量，并为各种移动方案建模。该解决方案具有基于拓扑的用户界面，可在实验室中全面创建网络。可以使用多种测试拓扑-以节点隔离，接口测试或服务验证为中心。 IxLoad也是唯一能够通过无线电和其他核心节点或接口模拟UE的测试工具。

隔离测试节点

借助5G，核心网络的复杂性已达到一个全新的水平。复杂性促使人们进行孤立测试。通过隔离节点，工程师可以采用端到端方法在5GC上测试单个接口，节点或节点组以及整个功能。

跨多个节点模拟UE对于验证功能和服务至关重要。重点关注的领域包括在不同节点级别的场景中测试UPF，访问和移动性管理功能（AMF），会话管理功能（SMF）和SBA节点以及性能。

使用节点隔离方法测试UPF时，节点同时在控制平面和用户平面上运行。该测试工具模拟5G基站（gNB），会话管理功能（SMF）和数据网络（DN）。在各种情况下评估UPF性能至关重要。工程师需要针对每个节点和多个节点验证关键性能指标（KPI）。 QoS验证对于UPF特别重要。

对于AMF，UE通过N1和N2接口发送连接和会话信息。 AMF负责处理连接和移动性管理任务。与会话管理有关的所有消息都通过SMF在N11参考接口上转发。测试AMF时，重点是控制平面功能和容量测试。隔离测试AMF需要测试来自gNB的N1 / N2接口的协调性和SBA节点的仿真。 AMF需要在不同的节点级方案中进行测试并进行性能测试。

与UPF和AMF测试一样，测试SBA节点也需要各种节点级别和性能测试方案。在节点级别，必须测试是否注册了网络存储库功能（NRF），节点故障转移和弹性伸缩。从性能的角度来看，验证用于UE身份验证和上下文管理以及订户数据管理的各种过程的速率很重要。 SBA节点扮演生产者和消费者的双重角色。验证这两个角色至关重要。

解决网络延迟

像VR，AR，工业物联网（IIoT），自动驾驶和远程手术这样的5G应用要求延迟在毫秒范围内。传输网络和网络节点需要有效地处理并通过网络发送数据包。交通分流变得很重要。 QoS实施和CUPS也是测试和验证以减少网络延迟的关键方面。

控制QoS涉及的节点是gNB，SMF和UPF节点。 SMF负责建立会话。它还负责UE互联网协议（IP）地址的分配和管理，配置流量控制以将其路由到其预期的目的地，收费数据收集以及为收费接口提供支持。 UPF负责用户平面的QoS处理，数据包路由和转发，数据包检查和规则执行以及流量计数和报告。借助KEYSIGHT的5G核心测试解决方案，工程师可以验证5G的关键要求，以最大程度地提高网络可靠性和性能。他们利用解决方案的内置每个UE检测机制，以UPF的高性能级别验证QoS实施。

采用通用测量科学

许多MNO忽略了通过在产品/服务生命周期中采用通用的测量科学而获得的上市时间和成本效率。大多数操作员采用孤立的方法来测试服务和推出服务，每个阶段都有专门的团队-实验室测试/预生产和生产。由于要求稍有不同，每个团队通常会选择最适合其工作流程阶段的测试设备。对于生命周期生产阶段中发现的问题，不同的要求可能导致更长的解决时间。

MNO工程师需要为工作流的每个阶段量身定制的仪器，以确保测量相关性。例如，Keysight的5G核心测试引擎在实验室中被运营商用于执行试验和互操作性测试，验证网络供应商的数据表，构建面向未来的自动化框架以及验证通过容器和微服务进行的云化部署。它还用于部署前的生产测试中，以验证生产环境中的节点和服务。引擎创建的自动化框架通常与持续集成/持续交付（CI/CD）生态系统集成。产品/服务生命周期中的团队熟悉相同的测试设备，并且通用的测量科学可以更快地解决问题。测量的一致性还减少了出错的机会，加快了上市时间，并降低了成本。

采用整体方法

验证5GC网络需要整体方法。MNO需要从简单的场景开始，单独测试一个节点，然后构建更复杂的场景。然后，您可以看到节点在压力或意外事件面前如何相互作用。Keysight的5G核心测试解决方案使工程师能够同时模拟多个节点和接口，以便在实验室重建整个网络。

与核心网络测试专家合作有助于缩短产品上市时间，以确保部署成功。 Keysight是德科技为5GC开发了广泛的用例-从2018年初为gNB模拟用例推出核心测试功能开始。其他用例包括AMF和SMF隔离，SBA节点隔离和AMF隔离。即将解决的用例涉及网络切片，UPF级别的上行链路分类器（UPCL）和流量控制，将使运营商能够测试或仿真端到端5G核心中的任何信号网络元素或功能。

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