家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng).doc

家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)一、背景情況目前常州移動(dòng)針對(duì)匯聚層以上的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析和運(yùn)維管理已經(jīng)具備了較好的支撐手段，而接入層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的監(jiān)控管理還比較粗放，epon設(shè)備、城域網(wǎng)接入層設(shè)備、校園寬帶接入網(wǎng)設(shè)備的管理主要通過(guò)業(yè)界開(kāi)放的管理工具實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)備規(guī)模龐大，我們只能對(duì)部分指標(biāo)進(jìn)行采集和簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)，而監(jiān)控結(jié)果的深度分析和展現(xiàn)只能依賴手工完成。同時(shí)接入網(wǎng)設(shè)備的沒(méi)有告警統(tǒng)一管理，缺乏故障自動(dòng)排查手段，是寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量整體保障的薄弱環(huán)節(jié)。日趨復(fù)雜的epon網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和不斷擴(kuò)大的用戶規(guī)模，使得現(xiàn)有的接入管理手段已不能滿足精細(xì)運(yùn)維發(fā)展要求。接入層網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的監(jiān)控管理已成為寬帶服務(wù)質(zhì)量整體保障的薄弱環(huán)節(jié)，主要挑戰(zhàn)如下：1、沒(méi)有完善的質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)估手段目前接入網(wǎng)設(shè)備只能通過(guò)solarwinds系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理，由于設(shè)備數(shù)量較多（總數(shù)約1萬(wàn)臺(tái)），solarwinds只能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集的功能，無(wú)法將監(jiān)控結(jié)果直觀的反映出來(lái)。同時(shí)不能將網(wǎng)絡(luò)性能、設(shè)備性能、認(rèn)證服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)分析，形成綜合服務(wù)質(zhì)量評(píng)估。2、缺乏故障發(fā)現(xiàn)與預(yù)警手段當(dāng)前的寬帶故障處理模式，往往是用戶投訴，然后派維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)處理，這樣維護(hù)的效率很低，且會(huì)降低客戶的滿意度。缺乏自動(dòng)化故障監(jiān)測(cè)手段，對(duì)olt設(shè)備及下聯(lián)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)性能下降，不能提前發(fā)現(xiàn)。3、epon故障診斷手段匱乏寬帶網(wǎng)絡(luò)本身故障主要集中在接入網(wǎng)層面，而pon用戶故障排查涉及onu、olt狀況、級(jí)聯(lián)設(shè)備情況、異常掉線等多環(huán)節(jié)排查。當(dāng)前對(duì)故障診斷手段匱乏，對(duì)故障進(jìn)行跟蹤處理愈發(fā)困難。4、資源精細(xì)管理有待提高接入網(wǎng)olt、onu、交換機(jī)等設(shè)備的數(shù)目眾多，廠家類型多樣。缺乏資源利用率、在網(wǎng)率、故障率等精細(xì)管理，沒(méi)有資源自動(dòng)確認(rèn)手段。綜上所述，面對(duì)快速發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù)，當(dāng)前的管理手段已經(jīng)不能滿足接入網(wǎng)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)的要求，家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)的建設(shè)迫在眉睫?；谝陨锨闆r，我們需要迫切建立一套“家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)”，對(duì)接入網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一采集和監(jiān)控，并通過(guò)olt及onu級(jí)聯(lián)關(guān)系的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，建立全網(wǎng)接入層設(shè)備級(jí)聯(lián)關(guān)系的整體視圖。直觀顯示端口流量、流速、錯(cuò)包、設(shè)備性能等指標(biāo)，同時(shí)提供epon設(shè)備的告警監(jiān)控功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)光路異常、斷電、掉線等告警。針對(duì)寬帶用戶投訴率高的特點(diǎn)，提供快速排障功能，運(yùn)維人員可根據(jù)投訴帳號(hào)對(duì)故障onu、olt、交換機(jī)等設(shè)備快速定位。該項(xiàng)目的建設(shè)依據(jù)：1、滿足寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展及服務(wù)質(zhì)量提升的客觀需要；2、優(yōu)化epon接入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化管理流程，減輕維護(hù)壓力；二、技術(shù)方案家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)重點(diǎn)解決epon接入層設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的監(jiān)控分析，建立從用戶側(cè)到接入層網(wǎng)絡(luò)、匯聚層網(wǎng)絡(luò)、核心層網(wǎng)絡(luò)到出口的端到端服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控體系。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、采集寬帶用戶radius認(rèn)證信息（認(rèn)證記錄、下線記錄、異常掉線原因）等，解析radius報(bào)文中用戶賬號(hào)、svlan、cvlan、mac等字段信息，作為計(jì)算用戶賬號(hào)與onu端口綁定關(guān)系算法的依據(jù)；2、采集olt、onu等設(shè)備的配置信息、端口參數(shù)、性能參數(shù)，采集結(jié)果作為網(wǎng)元性能監(jiān)控的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶信息及設(shè)備信息，通過(guò)程序以一定的算法自動(dòng)生成olt與onu的關(guān)聯(lián)關(guān)系、用戶與onu端口、bas端口、olt端口的關(guān)聯(lián)關(guān)系；3、接入網(wǎng)故障原因智能判斷，直觀顯示用戶上網(wǎng)路徑相關(guān)端口的流量、端口錯(cuò)包、設(shè)備性能等指標(biāo)，快速定位故障點(diǎn)，提高客服人員、維護(hù)人員投訴預(yù)處理效率；4、接入網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)巡檢，提供epon設(shè)備的告警監(jiān)控功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)光路異常、斷電、掉線等告警；5、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)onu端口利用率統(tǒng)計(jì)、小區(qū)活躍用戶分布狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、分小區(qū)上網(wǎng)流量統(tǒng)計(jì)、epon設(shè)備資產(chǎn)實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)等功能；系統(tǒng)部署方案如下所示：家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)功能必須包含以下功能：數(shù)據(jù)采集處理、性能及流量分析、onu端口占用分析、epon集中告警管理、寬帶輔助排障管理、epon設(shè)備管理、綜合報(bào)表、系統(tǒng)管理等功能模塊。1、數(shù)據(jù)采集處理數(shù)據(jù)采集主要包括用戶信息采集和設(shè)備信息采集兩部分（含用戶賬號(hào)信息、認(rèn)證信息、設(shè)備流量數(shù)據(jù)、資源配置信息、告警信息、設(shè)備性能數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)等）。通過(guò)定制采集的周期、時(shí)間和策略，對(duì)需要的信息進(jìn)行自動(dòng)的收集、整理和預(yù)處理，保證數(shù)據(jù)采集的完整性。輔助以手工錄入和批量導(dǎo)入手段，通過(guò)對(duì)自動(dòng)采集和手工錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)稽核，形成用戶信息與網(wǎng)元信息的統(tǒng)一維護(hù)和管理。2、性能及流量分析系統(tǒng)提供對(duì)olt、onu、交換機(jī)的性能指標(biāo)的監(jiān)測(cè)并提供告警，以自定義的周期進(jìn)行性能數(shù)據(jù)的采集，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史變化列表查詢和各種波動(dòng)圖形曲線。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容舉例：a.端口流量監(jiān)測(cè)olt設(shè)備pon口流量監(jiān)控olt設(shè)備上行口流量監(jiān)控olt設(shè)備pon口錯(cuò)包查詢olt設(shè)備pon口丟包查詢onu設(shè)備上行口流量監(jiān)控onu設(shè)備端口錯(cuò)包查詢onu設(shè)備端口丟包查詢交換機(jī)設(shè)備端口錯(cuò)包查詢交換機(jī)設(shè)備上行口流量監(jiān)控b.設(shè)備性能監(jiān)測(cè)olt設(shè)備cpu利用率、內(nèi)存利用率、環(huán)境指標(biāo)（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；onu設(shè)備cpu利用率、內(nèi)存利用率、環(huán)境指標(biāo)（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；交換機(jī)設(shè)備cpu利用率、內(nèi)存利用率、環(huán)境指標(biāo)（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；c.接入網(wǎng)鏈路性能監(jiān)控olt、onu、交換機(jī)延遲監(jiān)控olt、onu、交換機(jī)丟包監(jiān)控3、epon集中告警管理系統(tǒng)對(duì)采集到的設(shè)備性能數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分類、匯聚、統(tǒng)計(jì)等處理工作，并靈活定義告警門限，及時(shí)生成告警信息。告警管理包括“監(jiān)控指標(biāo)超限”和“設(shè)備主動(dòng)告警”兩個(gè)方面，提供對(duì)被管理的olt、onu網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一故障及預(yù)警管理。系統(tǒng)將不同的告警事件（trap、syslog等方式）按照設(shè)備廠家提供的格式進(jìn)行解析、定義、關(guān)聯(lián)分析的處理，最終將大量復(fù)雜的設(shè)備故障信息以精簡(jiǎn)、有效的形式呈現(xiàn)出來(lái)。系統(tǒng)對(duì)影響業(yè)務(wù)的嚴(yán)重告警可自動(dòng)生成待處理工單，以短信方式發(fā)送給指定維護(hù)人員，維護(hù)人員故障處理完成后，可通過(guò)短信回單、登陸系統(tǒng)回單的方式實(shí)現(xiàn)故障流程的快速閉環(huán)。提供割接告警屏蔽功能，系統(tǒng)對(duì)“指定設(shè)備”的“指定時(shí)間段內(nèi)”的告警記錄進(jìn)行屏蔽，不發(fā)送告警短信。告警模塊主要功能包括：告警信息采集與呈現(xiàn)、告警過(guò)濾功能 、告警查詢與統(tǒng)計(jì)分析等。主要告警類型舉例：a.監(jiān)測(cè)指標(biāo)違反門限閾值時(shí)產(chǎn)生的異常事件：olt不可控告警onu設(shè)備上行接口利用率預(yù)警上行鏈路延時(shí)預(yù)警onu節(jié)點(diǎn)戶線利用率預(yù)警b.通過(guò)接來(lái)自設(shè)備的事件告警:olt、onu、交換機(jī)cpu利用率門限超出告警；olt、onu、交換機(jī)內(nèi)存利用率門限超出告警；olt、onu、交換機(jī)溫度門限超出告警；olt系統(tǒng)冷啟動(dòng)告警olt單板未正常工作告警olt電源異常告警pon信號(hào)丟失告警onu掉線告警onu掉電告警onu上行鏈接比特錯(cuò)誤告警單臺(tái)onu光功率4、onu端口資源占用分析自動(dòng)采集各onu設(shè)備端口配置情況，并結(jié)合用戶上網(wǎng)端口占用情況，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出一定周期內(nèi)沒(méi)有上網(wǎng)記錄的端口信息，通過(guò)對(duì)全網(wǎng)onu設(shè)備端口資源的統(tǒng)計(jì)分析，查找端口利用率偏低的小區(qū)。端口資源分析報(bào)表舉例：指定周期各區(qū)域（區(qū)縣、安裝區(qū)域等）端口資源占有率匯總分析各區(qū)域（區(qū)縣、安裝區(qū)域等）端口資源占用率趨勢(shì)分析各區(qū)域（區(qū)縣、安裝區(qū)域等）指定設(shè)備的未占用端口明細(xì)查詢?nèi)W(wǎng)onu設(shè)備端口資源最大占有率top n查詢?nèi)W(wǎng)onu設(shè)備端口資源最小占有率top n查詢5、寬帶排障管理該功能主要應(yīng)用于用戶報(bào)障的快速處理，可通過(guò)輸入帳號(hào)進(jìn)定位與用戶相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)信息?？杉酗@示用戶上網(wǎng)相關(guān)節(jié)設(shè)備狀態(tài)，展現(xiàn)用戶最后認(rèn)證失敗原因、最后下線原因及端口信息等內(nèi)容，方便維護(hù)人員快速定位故障并響應(yīng)處理。自動(dòng)排障基本功能：系統(tǒng)針對(duì)輸入賬號(hào)，集中顯示該用戶的基本信息，內(nèi)容包括：用戶帳號(hào)、最后認(rèn)證失敗原因、最后認(rèn)證失敗時(shí)間、最后下線原因、最后下線時(shí)間、bas名稱、bas端口描述、olt名稱、olt端口、onu名稱、onu槽位及端口、onu狀態(tài)、onu端口狀態(tài)、當(dāng)前是否在線、實(shí)時(shí)刷新時(shí)間。圖形化顯示級(jí)聯(lián)信息，提供用戶上網(wǎng)級(jí)聯(lián)設(shè)備圖像顯示，可直觀展現(xiàn)用戶上網(wǎng)所經(jīng)過(guò)主要設(shè)備及端口狀態(tài)。執(zhí)行實(shí)時(shí)刷新操作時(shí)，系統(tǒng)對(duì)該上網(wǎng)用戶所級(jí)聯(lián)的設(shè)備和端口進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，如某個(gè)設(shè)備鏈路不可達(dá)而無(wú)法獲知實(shí)時(shí)信息，則顯示最近歷史信息。6、epon設(shè)備資源管理epon設(shè)備資源管理功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接入網(wǎng)設(shè)備、鏈路、ip地址等各種有形或無(wú)形資源的管理功能。管理功能包括：設(shè)備信息管理、鏈路維護(hù)管理、鏈路群維護(hù)管理、區(qū)域信息管理、等功能。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)onu設(shè)備的進(jìn)行周期性自動(dòng)掃描，根據(jù)olt關(guān)聯(lián)的onu自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新增和變更設(shè)備。提供指定周期內(nèi)各olt設(shè)備的pon口下聯(lián)onu增減數(shù)據(jù)量情況提供指定周期內(nèi)新增和減少onu設(shè)備的明細(xì)報(bào)表提供指定周期內(nèi)onu設(shè)備調(diào)整信息列表，包括：原上聯(lián)olt、當(dāng)前上聯(lián)olt及其他基本信息7、onu設(shè)備信息管理onu設(shè)備管理模塊通過(guò)mac地址區(qū)分onu設(shè)備唯一性，提供對(duì)onu設(shè)備信息的集中維護(hù)、管理、查詢等功能。提供設(shè)備端口自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能，支持端口名稱、描述、別名、帶寬等信息自動(dòng)獲取。同時(shí)能夠?qū)x定的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行ping和snmp測(cè)試，獲取該設(shè)備的可達(dá)性和可管性。系統(tǒng)管理的onu設(shè)備信息包括：基本信息：onu設(shè)備名稱、onu設(shè)備別名、所在地市、所在區(qū)縣、管理區(qū)域（鐘樓、天寧、東區(qū)、南區(qū)等）、所在機(jī)房、設(shè)備類型、onu設(shè)備ip地址、mac地址、資產(chǎn)編碼、onu版本信息、設(shè)備廠商、設(shè)備型號(hào)、業(yè)務(wù)類型（駐地網(wǎng)、集團(tuán)、wlan、營(yíng)業(yè)廳）、網(wǎng)元類型、read_community、write_community、安裝位置等、在網(wǎng)狀態(tài)；板卡信息：板卡索引號(hào)、硬件版本號(hào)、板卡序列號(hào)、槽位數(shù)、板卡類型、操作狀態(tài)、板卡描述等；端口信息：端口索引號(hào)、板卡索引號(hào)、端口名稱、端口描述、端口帶寬、ip地址、子網(wǎng)掩碼、管理狀態(tài)等。8、邏輯信息維護(hù)vlan維護(hù)：設(shè)備ip地址、設(shè)備端口、vlanid；代維信息維護(hù)：代維廠家、代維聯(lián)系人、代維聯(lián)系電話等信息；管理區(qū)域維護(hù)：管理區(qū)域id、管理區(qū)域名稱（鐘樓、天寧、東區(qū)、南區(qū)等）；olt與bas級(jí)聯(lián)關(guān)系維護(hù)：bas設(shè)備ip地址、bas端口、下聯(lián)olt設(shè)備ip地址；onu與olt級(jí)聯(lián)關(guān)系：系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)onu與olt級(jí)聯(lián)關(guān)系，提供查詢功能；設(shè)備基本信息維護(hù)：所在地市、區(qū)縣、安裝區(qū)域、所在機(jī)房；9、設(shè)備遠(yuǎn)程操作管理對(duì)onu設(shè)備的遠(yuǎn)程重啟、設(shè)備端口復(fù)位，根據(jù)所轄設(shè)備管理權(quán)限，客戶人員和代維人員可對(duì)指定設(shè)備分級(jí)操作。1、設(shè)備遠(yuǎn)程重啟可以遠(yuǎn)程對(duì)onu設(shè)備下發(fā)命令要求其進(jìn)行重啟。2、設(shè)備遠(yuǎn)程端口復(fù)位可以遠(yuǎn)程對(duì)onu設(shè)備進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)端口復(fù)位操作。10、綜合報(bào)表通過(guò)綜合報(bào)表模塊統(tǒng)一的管理系統(tǒng)中的相關(guān)報(bào)表。操作維護(hù)人員可以方便的通過(guò)統(tǒng)一的界面完成定期報(bào)表的查詢、打印和導(dǎo)出等功能，主要報(bào)表內(nèi)容包括：每月、每周、每日onu故障數(shù)量、占比每月、每周、每日onu停電數(shù)量onu流量top排名,可按維度分析onu端口流量top排名，可按維度分析onu故障頻次top排名，可按維度分析，用于解決某臺(tái)onu存在隱患問(wèn)題onu停電頻次top排名，可按維度分析，用于解決某臺(tái)onu電源隱患問(wèn)題onu光功率top排名，用于解決光衰耗隱患問(wèn)題onu端口頻繁up/down top排名，用于解決用戶故障小區(qū)電源穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)onu端口占用統(tǒng)計(jì)onu端口錯(cuò)包情況top排名統(tǒng)計(jì)onu端口利用率onu端口空閑率三、效果分析1、網(wǎng)絡(luò)資源自動(dòng)核查2、系統(tǒng)采用定制的算法，將用戶賬號(hào)與接入設(shè)備級(jí)聯(lián)進(jìn)行關(guān)系，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)接入網(wǎng)拓?fù)浼把赝驹O(shè)備信息。3、寬帶用戶故障智能排查系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D提供全程故障排查手段，提高投訴預(yù)處理效率：（1）圖形化展示用戶上網(wǎng)路徑相關(guān)端口的流量、端口錯(cuò)包等性能指標(biāo)，快速定位故障點(diǎn)，提高客服人員、維護(hù)人員投訴預(yù)處理效率（2）采集olt、onu等設(shè)備的配置信息、端口參數(shù)、性能參數(shù)，采集結(jié)果作為網(wǎng)元性能監(jiān)控的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4、巡檢數(shù)據(jù)深度分析提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力5、衡量接入網(wǎng)質(zhì)量差異并制定針對(duì)性的質(zhì)量提升措施6、駐地網(wǎng)裝機(jī)質(zhì)量第一時(shí)間自動(dòng)分析四、本省應(yīng)用推廣情況“家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)”，對(duì)接入網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一采集和監(jiān)控，并通過(guò)olt及onu級(jí)聯(lián)關(guān)系的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，建立全網(wǎng)接入層設(shè)備級(jí)聯(lián)關(guān)系的整體視圖。直觀顯示端口流量、流速、錯(cuò)包、設(shè)備性能等