數(shù)字用戶線寬帶優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

中博信息技術(shù)研究院有限公司 朱云杰

數(shù)字用戶線寬帶優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

中博信息技術(shù)研究院有限公司 朱云杰

摘要：DSL（數(shù)字用戶線）寬帶優(yōu)化系統(tǒng)每天定時(shí)到DSLAM（數(shù)字用戶線路接入復(fù)用器）上收集線路各項(xiàng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的診斷分析算法，對(duì)一段時(shí)間里線路運(yùn)行的大量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出線路穩(wěn)定性、端口達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)，并給出線路上是否存在虛接、噪聲干擾、縱向平衡性、阻抗非平衡等診斷結(jié)果。系統(tǒng)另一個(gè)主要功能是提供DSL線路整治決策手段和方案，哪些是可以通過優(yōu)化線路上工作的模板參數(shù)，如噪聲容限等，哪些是必須外派工單的。系統(tǒng)最后一個(gè)重要功能是測(cè)算出哪些線路端口速率有進(jìn)一步提升的空間。

關(guān)鍵詞：數(shù)字用戶線；優(yōu)化；簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；每用戶平均收入；最大可達(dá)速率

未來寬帶業(yè)務(wù)將成為固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主要收入手段之一，但寬帶用戶的ARPU（每用戶平均收入）值正在以每年10%左右的速度下降的事實(shí)則成為寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的阻力。為了在大力發(fā)展寬帶用戶的同時(shí)，能夠提高用戶的ARPU值，運(yùn)營(yíng)商積極準(zhǔn)備為用戶提供各種寬帶增值業(yè)務(wù)，而提供增值業(yè)務(wù)的前提則是寬帶接入速率的提升，那么寬帶服務(wù)的質(zhì)量尤其是ADSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶線）的故障處理的效率，就成為互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要因素。如何在有限的資源下快速有效地推進(jìn)FTTH（光纖到戶）建設(shè)，同時(shí)保證高效地維護(hù)仍占寬帶接入主體的DSL（數(shù)字用戶線）接入網(wǎng)絡(luò)是本系統(tǒng)需要解決的問題。

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

1.1 實(shí)際應(yīng)用中存在的主要問題

1）目前DSL的維護(hù)方式主要為被動(dòng)式維護(hù)，缺少對(duì)主動(dòng)維護(hù)的有效指導(dǎo)。即：用戶申告，維護(hù)人員啟動(dòng)維護(hù)流程，無法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)，更缺乏自動(dòng)維護(hù)的手段，人力成本較高。

2）缺乏DSL接入能力計(jì)算的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法準(zhǔn)確提速。目前DSL接入能力評(píng)估采用DSLAM（數(shù)字用戶線接入復(fù)用器）用戶端口最大可達(dá)速率（MABR），各廠家算法存在差異，沒有統(tǒng)一的核算標(biāo)準(zhǔn)，無法對(duì)其真正接入能力提供精確估算，無法對(duì)全省DSL線路情況的進(jìn)行全面分析和診斷。

3）由于DSL接入受各方面因素的影響，產(chǎn)生DSL故障的因素也較多，例如環(huán)境變化、各種噪聲等外在因素。對(duì)這樣的故障很難做到有效診斷、準(zhǔn)確定位和消除，從而實(shí)際應(yīng)用中造成了反復(fù)申告和外派工單，易造成用戶投訴以及人工資源的浪費(fèi)。更有一些脈沖噪聲方面的問題是無法靠人工所能解決的。

4）目前“光進(jìn)銅退”主要按大城市和主要市區(qū)首先進(jìn)行，缺乏準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為“光進(jìn)銅退”的依據(jù)，不能為光網(wǎng)建設(shè)的區(qū)域優(yōu)先等級(jí)和時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃的統(tǒng)籌安排提供合理化建議。

1.2 目標(biāo)

DSL在實(shí)際應(yīng)用中存在的缺陷，既增加運(yùn)維成本，同時(shí)也不利于集中管理、自動(dòng)維護(hù)的要求。DSL寬帶優(yōu)化系統(tǒng)，建設(shè)目標(biāo)主要包含以下幾個(gè)方面：

1）DSL故障主動(dòng)維護(hù)和精確評(píng)估。

引入DSL線路診斷功能，對(duì)全省DSL線路進(jìn)行診斷及評(píng)估，發(fā)現(xiàn)全網(wǎng)DSL線路潛在問題，提出主動(dòng)維護(hù)方案并解決對(duì)DSL承載能力的精確預(yù)報(bào)問題。對(duì)影響DSL線路質(zhì)量的潛在問題（如干擾、虛接等）進(jìn)行有效避免，針對(duì)DSL線路中存在的主要問題提出查修建議。引入DSL線路診斷功能可以提升DSL的穩(wěn)定性，減少寬帶提速過程中存在的盲目性和不穩(wěn)定性，同時(shí)可以提高基層維護(hù)人員的整體工作效率，真正實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)和集中維護(hù)，減少維護(hù)成本，提高精確管理水平。

2）為“光進(jìn)銅退”提供可靠依據(jù)。

根據(jù)DSL線路診斷功能，對(duì)DSL線路參數(shù)進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)。將參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果作為依據(jù)，合理地對(duì)光纖鋪設(shè)區(qū)域的優(yōu)先等級(jí)和時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)籌安排，為加快“光網(wǎng)城市”的建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。例如首先對(duì)線路老化、長(zhǎng)距離以及噪聲常發(fā)區(qū)域首先進(jìn)行光纖改造。

3）減少運(yùn)維成本，提高用戶滿意度。

在DSL線路診斷的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)噪聲干擾的個(gè)別地區(qū)或者重點(diǎn)地區(qū)，比如在噪聲常發(fā)區(qū)域、有提速需求但光纖難以到達(dá)的區(qū)域。對(duì)DSL線路進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)，以保證在提高線路穩(wěn)定、減少用戶申告的基礎(chǔ)上為用戶提供高帶寬服務(wù)，實(shí)現(xiàn)差異化營(yíng)銷，提高用戶滿意度；并可根據(jù)實(shí)際情況升級(jí)用戶服務(wù)等級(jí)，提高用戶的ARPU值，增加企業(yè)利潤(rùn)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)

2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意見圖1。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)說明：

1）根據(jù)DSLAM設(shè)備的數(shù)量，決定部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的數(shù)量（原則上每個(gè)本地網(wǎng)部署一臺(tái)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器），數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上部署數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序，主要完成DSLAM端口數(shù)據(jù)的采集；并在采集服務(wù)器上部署命令下發(fā)應(yīng)用程序，根據(jù)需要向DSLAM發(fā)送命令，修改DSLAM端口參數(shù)。

2）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

3）Web/接口應(yīng)用服務(wù)器上部署Web應(yīng)用程序及其接口應(yīng)用程序。Web應(yīng)用程序負(fù)責(zé)分析結(jié)果以及報(bào)表的展示服務(wù)，為用戶使用系統(tǒng)提供服務(wù)；接口應(yīng)用程序主要負(fù)責(zé)完成與外部系統(tǒng)的交換的功能，包括從外部系統(tǒng)獲取需要的數(shù)據(jù)，以及對(duì)外部系統(tǒng)提供接口服務(wù)。

4）診斷分析數(shù)據(jù)服務(wù)器部署DSL優(yōu)化的核心業(yè)務(wù)模塊，主要負(fù)責(zé)提供DSLAM接口數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)/分析，問題診斷，寬帶優(yōu)化策略分析等功能。

2.2 軟件的體系架構(gòu)

軟件體系架構(gòu)見圖2。

DSL優(yōu)化系統(tǒng)相關(guān)功能模塊介紹：

1）數(shù)據(jù)采集模塊和參數(shù)下發(fā)模塊通過SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）負(fù)責(zé)與DSLAM設(shè)備通信，完成數(shù)據(jù)的采集和參數(shù)下發(fā)；調(diào)用數(shù)據(jù)處理中心提供的服務(wù)，完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、處理以及入庫。

2）數(shù)據(jù)處理中心屬于中間層，提供服務(wù)供下層模塊調(diào)用，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、配置，數(shù)據(jù)的入庫，上層通過數(shù)據(jù)處理中心提供的服務(wù)控制下層的數(shù)據(jù)采集模塊，參數(shù)下發(fā)模塊。

3）DSL優(yōu)化系統(tǒng)的核心模塊由線路診斷分析、智能提速引擎、實(shí)時(shí)性能評(píng)估、自動(dòng)配置及修復(fù)模塊組成，這幾個(gè)模塊通過分析DSLAM設(shè)備數(shù)據(jù)完成DSL診斷分析及其優(yōu)化的工作；

4）其中外部系統(tǒng)服務(wù)接口以標(biāo)準(zhǔn)的XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語言）接口協(xié)議，負(fù)責(zé)與外部系統(tǒng)進(jìn)行交互；系統(tǒng)管理負(fù)責(zé)完成用戶、權(quán)限、日志等管理功能，配置管理負(fù)責(zé)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的配置工作。

5）另外，相關(guān)部門（如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、客服中心、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和線路維護(hù)等）可以通過DSL優(yōu)化系統(tǒng)提供的Web service訪問各種需要的數(shù)據(jù)。支持管理員通過標(biāo)準(zhǔn)的WWW瀏覽器訪問其診斷、管理功能界面（GUI）。

3 DSL寬帶優(yōu)化流程設(shè)計(jì)

DSL優(yōu)化流程見圖3。

3.1 線路診斷分析

采集線路參數(shù)，如：通道工作方式、比特分布圖、上行/下行誤碼率、上行/下行通道速率、上行/下行通道噪聲容限、上行/下行通道衰減、上行/下行總輸出功率、上行/下行目標(biāo)噪聲容限等。

診斷算法，包括：線路穩(wěn)定性算法、虛接算法、阻抗非平衡檢測(cè)算法、線長(zhǎng)估算算法、最大實(shí)際速率的估算、高能噪聲算法等。

知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫，對(duì)于線路上出現(xiàn)的各種問題，系統(tǒng)能夠提供相應(yīng)的解決辦法，給維護(hù)人員參考。

3.2 線路優(yōu)化

線路篩選，制定線路自動(dòng)優(yōu)化策略規(guī)則，按照該規(guī)則系統(tǒng)篩選出可以自動(dòng)優(yōu)化的線路，不能自動(dòng)優(yōu)化的線路交由人工處理。

自動(dòng)模板優(yōu)化，對(duì)篩選出的自動(dòng)優(yōu)化線路進(jìn)行優(yōu)化策略規(guī)則匹配，選擇相應(yīng)的個(gè)性化參數(shù)配置模板。經(jīng)過模板自動(dòng)優(yōu)化的線路，必須對(duì)其進(jìn)行一段時(shí)間的監(jiān)視，監(jiān)視發(fā)現(xiàn)仍有問題的線路必須回退到原先的工作模板。

優(yōu)點(diǎn)，提前消除人工難以解決的噪聲干擾問題，保證線路穩(wěn)定運(yùn)行并盡可能實(shí)現(xiàn)速率最大化，減少用戶報(bào)障投訴。可在接入質(zhì)量較差的DSLAM設(shè)備上，在噪聲常發(fā)區(qū)域、有提速需求但光纖難以到達(dá)的區(qū)域，引入DSL自動(dòng)配置及修復(fù)功能，對(duì)用戶速率模板進(jìn)行優(yōu)化。

3.3 實(shí)時(shí)性能評(píng)估

實(shí)時(shí)性能評(píng)估模塊可實(shí)時(shí)對(duì)DSL故障進(jìn)行有效判斷，實(shí)時(shí)幫助維護(hù)人員確定線路狀態(tài)、故障類型，并對(duì)故障進(jìn)行定位修復(fù)，提高一次性修復(fù)率。實(shí)時(shí)評(píng)估修復(fù)效果，能夠降低用戶二次申告和外派工單數(shù)量，提升客戶感知。可為客服在線工程師提供實(shí)時(shí)DSL障礙預(yù)判手段。

3.4 智能提速引擎

智能提速引擎能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的所有DSL線路特性進(jìn)行分析，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的線路穩(wěn)定性、服務(wù)等級(jí)需求進(jìn)行測(cè)算，在保證該線路運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，給出DSL線路的最大可提速帶寬。

4 結(jié)束語

光進(jìn)銅退是大勢(shì)所趨，相對(duì)于新建小區(qū)、大樓鋪設(shè)光纜而言，老小區(qū)、老樓等銅纜改造是個(gè)難度較大的工程，而且對(duì)目前通信市場(chǎng)而言，20 Mb/s以下的寬帶需求還有很大一部分用戶。光進(jìn)銅退是個(gè)逐步推進(jìn)的過程，在未來的若干年是光纜、銅纜并存的。DSL寬帶優(yōu)化系統(tǒng)，通過自動(dòng)優(yōu)化處理，在很大程度上減輕了外線維護(hù)人員工作量，線路診斷結(jié)果對(duì)維護(hù)人員具有一定參考性，對(duì)于光纜改造提供決策建議，并且能挖掘現(xiàn)有DSL潛在能力，發(fā)揮其最大效用?！?/p>