家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng).doc

家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)一、背景情況目前常州移動針對匯聚層以上的網絡質量分析和運維管理已經具備了較好的支撐手段，而接入層網絡質量的監(jiān)控管理還比較粗放，epon設備、城域網接入層設備、校園寬帶接入網設備的管理主要通過業(yè)界開放的管理工具實現(xiàn)。由于設備規(guī)模龐大，我們只能對部分指標進行采集和簡單統(tǒng)計，而監(jiān)控結果的深度分析和展現(xiàn)只能依賴手工完成。同時接入網設備的沒有告警統(tǒng)一管理，缺乏故障自動排查手段，是寬帶業(yè)務服務質量整體保障的薄弱環(huán)節(jié)。日趨復雜的epon網絡結構和不斷擴大的用戶規(guī)模，使得現(xiàn)有的接入管理手段已不能滿足精細運維發(fā)展要求。接入層網絡質量的監(jiān)控管理已成為寬帶服務質量整體保障的薄弱環(huán)節(jié)，主要挑戰(zhàn)如下：1、沒有完善的質量監(jiān)控與評估手段目前接入網設備只能通過solarwinds系統(tǒng)實現(xiàn)管理，由于設備數(shù)量較多（總數(shù)約1萬臺），solarwinds只能實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)采集的功能，無法將監(jiān)控結果直觀的反映出來。同時不能將網絡性能、設備性能、認證服務等數(shù)據(jù)進行聯(lián)動分析，形成綜合服務質量評估。2、缺乏故障發(fā)現(xiàn)與預警手段當前的寬帶故障處理模式，往往是用戶投訴，然后派維護人員現(xiàn)場處理，這樣維護的效率很低，且會降低客戶的滿意度。缺乏自動化故障監(jiān)測手段，對olt設備及下聯(lián)設備的網絡性能下降，不能提前發(fā)現(xiàn)。3、epon故障診斷手段匱乏寬帶網絡本身故障主要集中在接入網層面，而pon用戶故障排查涉及onu、olt狀況、級聯(lián)設備情況、異常掉線等多環(huán)節(jié)排查。當前對故障診斷手段匱乏，對故障進行跟蹤處理愈發(fā)困難。4、資源精細管理有待提高接入網olt、onu、交換機等設備的數(shù)目眾多，廠家類型多樣。缺乏資源利用率、在網率、故障率等精細管理，沒有資源自動確認手段。綜上所述，面對快速發(fā)展的寬帶業(yè)務，當前的管理手段已經不能滿足接入網精細化運營的要求，家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)的建設迫在眉睫?；谝陨锨闆r，我們需要迫切建立一套“家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)”，對接入網質量進行統(tǒng)一采集和監(jiān)控，并通過olt及onu級聯(lián)關系的自動發(fā)現(xiàn)，建立全網接入層設備級聯(lián)關系的整體視圖。直觀顯示端口流量、流速、錯包、設備性能等指標，同時提供epon設備的告警監(jiān)控功能，及時發(fā)現(xiàn)光路異常、斷電、掉線等告警。針對寬帶用戶投訴率高的特點，提供快速排障功能，運維人員可根據(jù)投訴帳號對故障onu、olt、交換機等設備快速定位。該項目的建設依據(jù)：1、滿足寬帶業(yè)務發(fā)展及服務質量提升的客觀需要；2、優(yōu)化epon接入網絡優(yōu)化管理流程，減輕維護壓力；二、技術方案家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)重點解決epon接入層設備及網絡性能指標的監(jiān)控分析，建立從用戶側到接入層網絡、匯聚層網絡、核心層網絡到出口的端到端服務質量監(jiān)控體系。系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能：1、采集寬帶用戶radius認證信息（認證記錄、下線記錄、異常掉線原因）等，解析radius報文中用戶賬號、svlan、cvlan、mac等字段信息，作為計算用戶賬號與onu端口綁定關系算法的依據(jù)；2、采集olt、onu等設備的配置信息、端口參數(shù)、性能參數(shù)，采集結果作為網元性能監(jiān)控的基礎數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶信息及設備信息，通過程序以一定的算法自動生成olt與onu的關聯(lián)關系、用戶與onu端口、bas端口、olt端口的關聯(lián)關系；3、接入網故障原因智能判斷，直觀顯示用戶上網路徑相關端口的流量、端口錯包、設備性能等指標，快速定位故障點，提高客服人員、維護人員投訴預處理效率；4、接入網設備狀態(tài)自動巡檢，提供epon設備的告警監(jiān)控功能，及時發(fā)現(xiàn)光路異常、斷電、掉線等告警；5、自動實現(xiàn)onu端口利用率統(tǒng)計、小區(qū)活躍用戶分布狀態(tài)統(tǒng)計、分小區(qū)上網流量統(tǒng)計、epon設備資產實時在線統(tǒng)計等功能；系統(tǒng)部署方案如下所示：家庭寬帶網絡質量監(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設備管理、綜合報表、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備信息采集兩部分（含用戶賬號信息、認證信息、設備流量數(shù)據(jù)、資源配置信息、告警信息、設備性能數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)等）。通過定制采集的周期、時間和策略，對需要的信息進行自動的收集、整理和預處理，保證數(shù)據(jù)采集的完整性。輔助以手工錄入和批量導入手段，通過對自動采集和手工錄入的數(shù)據(jù)進行比對稽核，形成用戶信息與網元信息的統(tǒng)一維護和管理。2、性能及流量分析系統(tǒng)提供對olt、onu、交換機的性能指標的監(jiān)測并提供告警，以自定義的周期進行性能數(shù)據(jù)的采集，提供實時監(jiān)控和歷史變化列表查詢和各種波動圖形曲線。主要監(jiān)測內容舉例：a.端口流量監(jiān)測olt設備pon口流量監(jiān)控olt設備上行口流量監(jiān)控olt設備pon口錯包查詢olt設備pon口丟包查詢onu設備上行口流量監(jiān)控onu設備端口錯包查詢onu設備端口丟包查詢交換機設備端口錯包查詢交換機設備上行口流量監(jiān)控b.設備性能監(jiān)測olt設備cpu利用率、內存利用率、環(huán)境指標（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；onu設備cpu利用率、內存利用率、環(huán)境指標（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；交換機設備cpu利用率、內存利用率、環(huán)境指標（包括溫度、電壓等）監(jiān)控；c.接入網鏈路性能監(jiān)控olt、onu、交換機延遲監(jiān)控olt、onu、交換機丟包監(jiān)控3、epon集中告警管理系統(tǒng)對采集到的設備性能數(shù)據(jù)進行解析、分類、匯聚、統(tǒng)計等處理工作，并靈活定義告警門限，及時生成告警信息。告警管理包括“監(jiān)控指標超限”和“設備主動告警”兩個方面，提供對被管理的olt、onu網絡設備統(tǒng)一故障及預警管理。系統(tǒng)將不同的告警事件（trap、syslog等方式）按照設備廠家提供的格式進行解析、定義、關聯(lián)分析的處理，最終將大量復雜的設備故障信息以精簡、有效的形式呈現(xiàn)出來。系統(tǒng)對影響業(yè)務的嚴重告警可自動生成待處理工單，以短信方式發(fā)送給指定維護人員，維護人員故障處理完成后，可通過短信回單、登陸系統(tǒng)回單的方式實現(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“指定設備”的“指定時間段內”的告警記錄進行屏蔽，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)、告警過濾功能 、告警查詢與統(tǒng)計分析等。主要告警類型舉例：a.監(jiān)測指標違反門限閾值時產生的異常事件：olt不可控告警onu設備上行接口利用率預警上行鏈路延時預警onu節(jié)點戶線利用率預警b.通過接來自設備的事件告警:olt、onu、交換機cpu利用率門限超出告警；olt、onu、交換機內存利用率門限超出告警；olt、onu、交換機溫度門限超出告警；olt系統(tǒng)冷啟動告警olt單板未正常工作告警olt電源異常告警pon信號丟失告警onu掉線告警onu掉電告警onu上行鏈接比特錯誤告警單臺onu光功率4、onu端口資源占用分析自動采集各onu設備端口配置情況，并結合用戶上網端口占用情況，自動統(tǒng)計出一定周期內沒有上網記錄的端口信息，通過對全網onu設備端口資源的統(tǒng)計分析，查找端口利用率偏低的小區(qū)。端口資源分析報表舉例：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分析各區(qū)域（區(qū)縣、安裝區(qū)域等）指定設備的未占用端口明細查詢全網onu設備端口資源最大占有率top n查詢全網onu設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用于用戶報障的快速處理，可通過輸入帳號進定位與用戶相關的設備狀態(tài)信息?？杉酗@示用戶上網相關節(jié)設備狀態(tài)，展現(xiàn)用戶最后認證失敗原因、最后下線原因及端口信息等內容，方便維護人員快速定位故障并響應處理。自動排障基本功能：系統(tǒng)針對輸入賬號，集中顯示該用戶的基本信息，內容包括：用戶帳號、最后認證失敗原因、最后認證失敗時間、最后下線原因、最后下線時間、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)、當前是否在線、實時刷新時間。圖形化顯示級聯(lián)信息，提供用戶上網級聯(lián)設備圖像顯示，可直觀展現(xiàn)用戶上網所經過主要設備及端口狀態(tài)。執(zhí)行實時刷新操作時，系統(tǒng)對該上網用戶所級聯(lián)的設備和端口進行實時掃描，如某個設備鏈路不可達而無法獲知實時信息，則顯示最近歷史信息。6、epon設備資源管理epon設備資源管理功能可以實現(xiàn)對接入網設備、鏈路、ip地址等各種有形或無形資源的管理功能。管理功能包括：設備信息管理、鏈路維護管理、鏈路群維護管理、區(qū)域信息管理、等功能。系統(tǒng)通過對onu設備的進行周期性自動掃描，根據(jù)olt關聯(lián)的onu自動發(fā)現(xiàn)新增和變更設備。提供指定周期內各olt設備的pon口下聯(lián)onu增減數(shù)據(jù)量情況提供指定周期內新增和減少onu設備的明細報表提供指定周期內onu設備調整信息列表，包括：原上聯(lián)olt、當前上聯(lián)olt及其他基本信息7、onu設備信息管理onu設備管理模塊通過mac地址區(qū)分onu設備唯一性，提供對onu設備信息的集中維護、管理、查詢等功能。提供設備端口自動發(fā)現(xiàn)功能，支持端口名稱、描述、別名、帶寬等信息自動獲取。同時能夠對選定的目標網絡設備進行ping和snmp測試，獲取該設備的可達性和可管性。系統(tǒng)管理的onu設備信息包括：基本信息：onu設備名稱、onu設備別名、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）、所在機房、設備類型、onu設備ip地址、mac地址、資產編碼、onu版本信息、設備廠商、設備型號、業(yè)務類型（駐地網、集團、wlan、營業(yè)廳）、網元類型、read_community、write_community、安裝位置等、在網狀態(tài)；板卡信息：板卡索引號、硬件版本號、板卡序列號、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、板卡索引號、端口名稱、端口描述、端口帶寬、ip地址、子網掩碼、管理狀態(tài)等。8、邏輯信息維護vlan維護：設備ip地址、設備端口、vlanid；代維信息維護：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：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級聯(lián)關系維護：bas設備ip地址、bas端口、下聯(lián)olt設備ip地址；onu與olt級聯(lián)關系：系統(tǒng)自動發(fā)現(xiàn)onu與olt級聯(lián)關系，提供查詢功能；設備基本信息維護：所在地市、區(qū)縣、安裝區(qū)域、所在機房；9、設備遠程操作管理對onu設備的遠程重啟、設備端口復位，根據(jù)所轄設備管理權限，客戶人員和代維人員可對指定設備分級操作。1、設備遠程重啟可以遠程對onu設備下發(fā)命令要求其進行重啟。2、設備遠程端口復位可以遠程對onu設備進行管理，實現(xiàn)端口復位操作。10、綜合報表通過綜合報表模塊統(tǒng)一的管理系統(tǒng)中的相關報表。操作維護人員可以方便的通過統(tǒng)一的界面完成定期報表的查詢、打印和導出等功能，主要報表內容包括：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onu存在隱患問題onu停電頻次top排名，可按維度分析，用于解決某臺onu電源隱患問題onu光功率top排名，用于解決光衰耗隱患問題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onu端口占用統(tǒng)計onu端口錯包情況top排名統(tǒng)計onu端口利用率onu端口空閑率三、效果分析1、網絡資源自動核查2、系統(tǒng)采用定制的算法，將用戶賬號與接入設備級聯(lián)進行關系，自動發(fā)現(xiàn)接入網拓撲及沿途設備信息。3、寬帶用戶故障智能排查系統(tǒng)根據(jù)自動生成的網絡拓撲圖提供全程故障排查手段，提高投訴預處理效率：（1）圖形化展示用戶上網路徑相關端口的流量、端口錯包等性能指標，快速定位故障點，提高客服人員、維護人員投訴預處理效率（2）采集olt、onu等設備的配置信息、端口參數(shù)、性能參數(shù)，采集結果作為網元性能監(jiān)控的基礎數(shù)據(jù)4、巡檢數(shù)據(jù)深度分析提升網絡服務能力5、衡量接入網質量差異并制定針對性的質量提升措施6、駐地網裝機質量第一時間自動分析四、本省應用推廣情況“家庭寬帶網絡質量監(jiān)控與故障輔助定位系統(tǒng)”，對接入網質量進行統(tǒng)一采集和監(jiān)控，并通過olt及onu級聯(lián)關系的自動發(fā)現(xiàn)，建立全網接入層設備級聯(lián)關系的整體視圖。直觀顯示端口流量、流速、錯包、設備性能等