王飛 中國移動通信集團陜西有限公司

鑒于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)差異及資源端到端質(zhì)量不穩(wěn)定，上網(wǎng)體驗問題已成為制約全業(yè)務(wù)快速發(fā)展的瓶頸。由于不能常態(tài)化實時測量全量用戶的感知變化，“連而不通、通而不暢、暢而不穩(wěn)”的狀況仍不斷上演。如何重現(xiàn)用戶的上網(wǎng)過程，依托用戶真實訪問數(shù)據(jù)提前發(fā)現(xiàn)感知短板，并提供事前優(yōu)化，已成為決定寬帶運營商公司全業(yè)務(wù)競爭力的關(guān)鍵因素。

千兆無源光網(wǎng)絡(luò)，簡稱GPON網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)故障自動排查技術(shù)依賴用戶真實的上網(wǎng)數(shù)據(jù)采集分析，并解決用戶上網(wǎng)路徑的自動識別，通過建立“用戶上網(wǎng)設(shè)備級聯(lián)模型”，對寬帶服務(wù)過程中涉及的用戶異常掉線、寬帶認證性能、互聯(lián)網(wǎng)傳輸質(zhì)量、DNS解析、用戶流量、用戶真實訪問延時、下載速率等端到端多環(huán)節(jié)指標標的采集、關(guān)聯(lián)分析，可建立起多維的寬帶端到端質(zhì)量評估體系及預警機制。

一、設(shè)定目標

依托于自身實踐經(jīng)驗及市場上的分析需求，本次設(shè)計的GPON網(wǎng)絡(luò)故障的自動排查方案的目標體現(xiàn)在四個層面：

(1)自動核查用戶上網(wǎng)級聯(lián)關(guān)系，根本解決用戶端口資源信息不準確問題。

(2)通過基于用戶真實上網(wǎng)行為，形成全網(wǎng)覆蓋的端到端質(zhì)量指標分析能力。

(3)提供基于大數(shù)據(jù)的多維度分析能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)指標與感知指標質(zhì)量差關(guān)聯(lián)分析。

(4)依賴“用戶上網(wǎng)設(shè)備級聯(lián)模型”整合排障信息，力爭一鍵式排障處理。

二、主體技術(shù)方案

(一)寬帶質(zhì)量差的成因探討

對于GPON網(wǎng)絡(luò)而言，寬帶運行質(zhì)量差主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入差、用戶側(cè)體驗差、業(yè)務(wù)內(nèi)容設(shè)置差等三個維度，下面展開一一闡述。

(1)用戶側(cè)質(zhì)量差原因

用戶側(cè)質(zhì)量差原因主要體現(xiàn)在用戶家用無線路由質(zhì)量差、用戶主動設(shè)置或被篡改成異網(wǎng)DNS、電腦環(huán)境問題、家庭組網(wǎng)環(huán)境等層面。

(2)網(wǎng)絡(luò)側(cè)質(zhì)量差原因

網(wǎng)絡(luò)側(cè)質(zhì)量差原因依據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型的不同，也存在一定的差異。

PON接入網(wǎng)：光貓收光強度超過閥值、PON收光異常、PON下聯(lián)用戶過載、PON流量過載等；

城域網(wǎng)：BAS下聯(lián)口流量過載、光模塊異常、BAS地址池過載等；

集中支撐類：NAT地址過載問題、認證掉線問題、DNS解析不佳等。

(3)業(yè)務(wù)內(nèi)容側(cè)質(zhì)量差原因

用戶側(cè)質(zhì)量差原因主要體現(xiàn)在GPON網(wǎng)絡(luò)用戶對已經(jīng)引入內(nèi)容仍異網(wǎng)訪問；忙時Cache壓力大，造成感知差；用戶個性訪問，內(nèi)容未疏導；內(nèi)容源或鏈路質(zhì)量差等層面。

(二)改善質(zhì)量差的定位設(shè)計思路

從用戶帳號視角“端到端”整合的“用戶側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)、內(nèi)容側(cè)”全景信息，形成用戶帳號維度貫穿的運維數(shù)據(jù)中心。在此基礎(chǔ)上提供質(zhì)量差發(fā)現(xiàn)、排障定界、故障影響分析等定位設(shè)計思路。

(三)定位難點分析

筆者結(jié)合自身實踐調(diào)研，發(fā)現(xiàn)GPON網(wǎng)絡(luò)定位不精確的難點主要體現(xiàn)在三個層面：

(1)用戶側(cè)問題突出，可監(jiān)測指標少

用戶側(cè)終端類型和組網(wǎng)環(huán)境差異大，問題最為突出，上門排查成本高。

(2)需要全網(wǎng)、全時監(jiān)測上網(wǎng)過程，確保每個用戶訪問過程可復現(xiàn)

針對用戶側(cè)故障排查，每一個用戶都是一個監(jiān)控點，傳統(tǒng)的撥測手段受到監(jiān)控點數(shù)量和撥測樣本的限制，無法重現(xiàn)用戶真實訪問感知。排障處理需要全網(wǎng)、全時、全過程監(jiān)測上網(wǎng)過程，確保每個用戶訪問過程可復現(xiàn)。

(3)帳號級聯(lián)設(shè)備及端口準確性是關(guān)鍵

網(wǎng)絡(luò)指標與業(yè)務(wù)感知指標的協(xié)同分析的根本是，網(wǎng)絡(luò)指標與告警源于設(shè)備、端口，如何通過用戶上網(wǎng)路徑核查，將網(wǎng)絡(luò)指標貫穿到用戶帳號緯度，是指導用戶質(zhì)量優(yōu)化和故障定界的關(guān)鍵。

(四)問題突破的思路

以GPON網(wǎng)絡(luò)定位難點作為解決問題的切入點，有的放矢從三個層面展開問題突破思路的制定。

（1）帳號上網(wǎng)路徑自動核查，解決級聯(lián)設(shè)備及端口準確性問題

采用“MAC/VLAN端口信息”識別手段，與PPPOE+技術(shù)互為補充，自動構(gòu)建基于現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的“賬號-〉ONU及端口 -〉PON 口 -〉 OLT-〉 BAS”上網(wǎng)路徑視圖。實現(xiàn)用戶賬號所在ONU端口精準核查，保證有源設(shè)備級聯(lián)信息的百分百準確。

（2）用戶感知多法測量，確保全網(wǎng)、全時監(jiān)測用戶上網(wǎng)過程

大數(shù)據(jù)也要效益比，選擇共性、可測量的感知指標(上網(wǎng)延時、速率、流量等)，實現(xiàn)全網(wǎng)用戶帳號溯源的關(guān)聯(lián)分析。在成本可控前提下，實現(xiàn)全網(wǎng)用戶全時全量監(jiān)控。

（3）通過大數(shù)據(jù)分析，拓展用戶側(cè)指標監(jiān)控能力

通過上網(wǎng)數(shù)據(jù)特征分析，實現(xiàn)用戶家用路由器廠商分析、下掛用戶數(shù)分析、長時間未重啟家用路由器分析；通過感知數(shù)據(jù)聚類對比，實現(xiàn)用戶個體感知與同ONU、同PON口、同OLT感知對比分析，以排除線路共性因素，定位用戶側(cè)質(zhì)量差原因。

(五)定界的方案分析

依托用戶上網(wǎng)資源模型，從“寬帶帳號”視角整合設(shè)備告警、流量擁塞、認證失敗、異常掉線、網(wǎng)絡(luò)性能、用戶感知的全景指標，方便運維人員快速定位故障，簡化后續(xù)流程。

(1)圖形化端到端呈現(xiàn)，整合用戶側(cè)質(zhì)量差要素

提供用戶上網(wǎng)級聯(lián)設(shè)備圖像顯示，可直觀展現(xiàn)用戶上網(wǎng)所經(jīng)過主要設(shè)備及端口狀態(tài)(包括：帳號、家用路由器、ONU/端口、OLT/PON口、BAS/端口、內(nèi)容源分布)。同時通過設(shè)備及鏈路圖標顏色變化，顯示各質(zhì)量差故障設(shè)備點。

(2)分段分項定界，實現(xiàn)質(zhì)差問題原因判定

按照用戶側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)及內(nèi)容側(cè)三個方面，展開基于問題的成因分析。

首先，需要對用戶家庭側(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)整合與定界。它主要的方案設(shè)計如下：

① 用戶本人信息：用戶上網(wǎng)級聯(lián)關(guān)系核查、接入帶寬核查、當前訪問速率、當前下載速率。

② 家用路由器信息：是否為路由器接入、路由器廠商、家庭下聯(lián)用戶數(shù)。

③ 接入 ONU 質(zhì)量信息：ONU 基本信息、ONU 光功率、ONU 下掛用戶整體訪問延時、下掛質(zhì)差用戶占比。

④ 異常掉線信息：采用可視化分析方式，整理異常掉線所出現(xiàn)的原因，來進行整合分析。

其次，網(wǎng)絡(luò)側(cè)質(zhì)量數(shù)據(jù)整合與定界。

① 接入PON質(zhì)量信息：PON口信息、PON口光功率、PON下掛用戶數(shù)、PON下掛用戶數(shù)、PON口下掛用戶整體訪問延時、下掛質(zhì)差用戶占比、PON口流量與峰值占比。

② 接入OLT質(zhì)量信息：OLT基本信息、OLT下掛用戶數(shù)、OLT下掛用戶整體訪問延時、下掛質(zhì)差用戶占比、OLT上行流量與峰值占比。

③ 訪問行為及業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)整合與定界：用戶訪問量統(tǒng)計、訪問資源分布分析、移動網(wǎng)內(nèi)訪問延時分析、外網(wǎng)訪問延時分析、下載帶寬分析等。

最后，從業(yè)務(wù)內(nèi)容側(cè)展開質(zhì)量差的根源分析。通過對用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量相關(guān)的全景數(shù)據(jù)的深度分析，實現(xiàn)質(zhì)差問題原因的初步判斷。如“PON用戶數(shù)過載、ONU光衰過大、家用無線路由器質(zhì)差、PON口流量擁塞、異網(wǎng)訪問占比高、內(nèi)容源問題”等為切入點展開分析。

三、結(jié)束語

GPON網(wǎng)絡(luò)故障在很大程度上影響了網(wǎng)絡(luò)接入的穩(wěn)定性、用戶體驗的順暢性及業(yè)務(wù)內(nèi)容的優(yōu)化。因此在進行研究故障自動排查技術(shù)時，需要做到：首先，在構(gòu)建數(shù)據(jù)中心時，依托級聯(lián)模型，從用戶維度貫穿“用戶側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)、內(nèi)容側(cè)”全景信息，構(gòu)建運維數(shù)據(jù)中心，發(fā)揮其自身實質(zhì)作用；其次，兩端兩載一服務(wù)：建立“兩端、兩載、一服務(wù)”的貫穿客戶感知和網(wǎng)絡(luò)指標全局評估體系，保障運行的完整性；然后，要防患于未然，對寬帶質(zhì)量差的根源進行預判，常態(tài)下采集用戶真實體驗數(shù)據(jù)，提供質(zhì)差用戶及質(zhì)差設(shè)備提前發(fā)現(xiàn)；最后展開基于Wifi網(wǎng)絡(luò)分析優(yōu)化：測速工具內(nèi)嵌Wifi網(wǎng)絡(luò)分析功能，可指導裝維人員對家庭Wifi網(wǎng)絡(luò)信號情況進行分析和問題定位。唯有多重并舉，才可以很好的解決GPON網(wǎng)絡(luò)故障，實現(xiàn)自動排查技術(shù)的精確定位。