任慧，張柳逸

(1. 中國(guó)傳媒大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，北京100024；2.視聽(tīng)技術(shù)與智能控制系統(tǒng)文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100024；3.現(xiàn)代演藝技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100024)

1 緒論

隨著信息科技生活的日益進(jìn)步，寬帶網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中戰(zhàn)略性的公共基礎(chǔ)設(shè)施，這對(duì)國(guó)內(nèi)三家通信運(yùn)營(yíng)商的寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出了更高的要求，也提供了更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。用戶對(duì)低成本，高質(zhì)量，無(wú)處不在的寬帶連接的需求正在增加[1]。新城市化也為信息和通信服務(wù)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)，在信息經(jīng)濟(jì)中起到了拉動(dòng)作用。

目前國(guó)內(nèi)并沒(méi)有統(tǒng)一、全面、規(guī)范的面向客戶實(shí)際應(yīng)用需求為主要目標(biāo)的寬帶質(zhì)量評(píng)估方法。寬帶運(yùn)行速度測(cè)試過(guò)程主要通過(guò)人工干預(yù)進(jìn)行，測(cè)試工作并不全面。為鞏固臨清市移動(dòng)寬帶的市場(chǎng)地位，進(jìn)一步提升臨清市移動(dòng)寬帶客戶的網(wǎng)絡(luò)滿意度，建立一套最具公允價(jià)值的寬帶服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)迫在眉睫。使用專門的寬帶速度測(cè)量系統(tǒng)，不僅可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)品牌的提升，同時(shí)也能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善臨清市移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，完善移動(dòng)寬帶的維護(hù)系統(tǒng)，能夠在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與用戶開(kāi)發(fā)之間形成良性互動(dòng)，對(duì)臨清市移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)改進(jìn)具有重要意義。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)及工作原理

2.1 系統(tǒng)功能需求

臨清市寬帶測(cè)速系統(tǒng)以臨清市特有的移動(dòng)寬帶需求為研究背景，為寬帶用戶和裝維人員、后臺(tái)管理人員提供了一個(gè)寬帶速率測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)測(cè)試寬帶用戶的使用網(wǎng)頁(yè)、視頻等業(yè)務(wù)的端到端速率，來(lái)測(cè)試家庭寬帶環(huán)境是否健康[2]。臨清市寬帶測(cè)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能需包括客戶端和服務(wù)端兩大模塊。

客戶端部分負(fù)責(zé)進(jìn)行寬帶測(cè)速，是直接面對(duì)參與測(cè)速工作用戶的窗口，在本文中，系統(tǒng)的客戶端采用發(fā)展友好用戶的方式向互聯(lián)網(wǎng)公眾用戶進(jìn)行推廣[3]。客戶端模塊還可分為客戶端速度測(cè)量模塊，客戶端報(bào)告模塊，客戶端自助服務(wù)模塊等。

服務(wù)端部分不直接面向參與測(cè)試的用戶，它只面向系統(tǒng)管理人員、維修人員，包含訪問(wèn)帶寬速度測(cè)量服務(wù)器，速度測(cè)量結(jié)果分析報(bào)告服務(wù)器、障礙工單派發(fā)服務(wù)器、維修人員后臺(tái)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器后臺(tái)模塊可分為服務(wù)器速度測(cè)量模塊，服務(wù)器數(shù)據(jù)獲取模塊，服務(wù)器報(bào)告模塊和服務(wù)器自動(dòng)派單模塊。臨清移動(dòng)測(cè)速系統(tǒng)總體架構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)框圖

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為了未來(lái)更好地拓展模塊的多樣性研究，臨清移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即將各個(gè)功能模塊化，進(jìn)而將各個(gè)大的模塊之間通過(guò)各種不同種類的接口實(shí)現(xiàn)相互連接。功能方面，用戶在移動(dòng)設(shè)備上安裝測(cè)試系統(tǒng)的客戶端，并登錄系統(tǒng)網(wǎng)站，可以通過(guò)系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成各種不同類型的業(yè)務(wù)操作[4]。結(jié)構(gòu)方面，系統(tǒng)通過(guò)各個(gè)接口鏈接到每個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸[5]。從系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)上來(lái)看，該測(cè)速系統(tǒng)可以劃分為四個(gè)部分：客戶端操作界面，客戶端界面規(guī)劃層、服務(wù)端業(yè)務(wù)提供模塊、服務(wù)端管理界面。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

(1)客戶端操作界面：用戶需要登陸瀏覽器進(jìn)行操作，用戶可以在此界面按需求進(jìn)行選擇，可以達(dá)到人機(jī)交互的效果。

(2)客戶端界面規(guī)劃層：主要對(duì)使用者提交的指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，主要用來(lái)傳遞服務(wù)端與客戶端之間的指令數(shù)據(jù)。

(3)服務(wù)端業(yè)務(wù)提供模塊：業(yè)務(wù)提供模塊對(duì)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)起著非常重要的作用，該模塊的主要組成部分包括：客戶端寬帶測(cè)速子模塊，客戶端測(cè)速報(bào)告生成子模塊，客戶端自助服務(wù)子模塊，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)子模塊；客戶端寬帶測(cè)速子模塊用來(lái)完成用戶的測(cè)速需求，并調(diào)動(dòng)客戶端測(cè)速報(bào)告生成子模塊顯示測(cè)速結(jié)果。同時(shí)，測(cè)速結(jié)果和相關(guān)信息通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

(4)服務(wù)端管理模塊：包括服務(wù)端閾值管理子模塊，服務(wù)端用戶管理子模塊，服務(wù)端工單管理子模塊，服務(wù)端測(cè)速報(bào)表分析子模塊，服務(wù)端日志管理子模塊，系統(tǒng)操作人員可以通過(guò)使用該模塊完成人員管理日志信息編輯等操作，還可以對(duì)測(cè)速數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.3 寬帶測(cè)速原理

在本文中，首先需要的是同一測(cè)試速率的位置標(biāo)準(zhǔn)。這里選取的是對(duì)接入時(shí)的寬帶速率進(jìn)行測(cè)試。接入寬帶指的是我國(guó)的寬帶網(wǎng)絡(luò)提供機(jī)構(gòu)提供的寬帶產(chǎn)品，即用戶實(shí)際購(gòu)買的帶寬。在我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，是從客戶端到接入網(wǎng)出口BRAS的這一段鏈路的速率。這個(gè)速率不足以衡量整體的網(wǎng)絡(luò)情況，但卻是最能評(píng)價(jià)電信運(yùn)營(yíng)商服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)。實(shí)際上，處于安全原因，相關(guān)的 BRAS 對(duì)外界完全封閉，無(wú)法進(jìn)行訪問(wèn)控制[6]。因此實(shí)際的接入速率模型如圖3所示。

圖3 寬帶接入速率模型

圖4 下載數(shù)據(jù)包與下載時(shí)間關(guān)系圖

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 客戶端模塊的實(shí)現(xiàn)

(1)寬帶測(cè)速模塊

客戶端速度測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程：用戶首先打開(kāi)測(cè)速系統(tǒng)網(wǎng)站，點(diǎn)擊進(jìn)入網(wǎng)速測(cè)量界面；然后單擊“開(kāi)始測(cè)速”按鈕執(zhí)行寬帶速度測(cè)量；這時(shí)客戶端選擇最佳目標(biāo)服務(wù)器；然后通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)速度計(jì)算功能主要需要檢測(cè)文件傳輸過(guò)程中的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)速度，峰值網(wǎng)絡(luò)速度和平均網(wǎng)絡(luò)速度。系統(tǒng)將時(shí)間設(shè)置為通過(guò)計(jì)時(shí)器的速度測(cè)量時(shí)間，并且當(dāng)時(shí)間到時(shí)，獲得下載文件在該時(shí)間段內(nèi)的大小。通過(guò)將更改的大小除以計(jì)時(shí)器的時(shí)間，獲得此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間速度，并通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)速度與前一次的最大速率進(jìn)行比較來(lái)更新此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)下載的最大速率。系統(tǒng)每一秒都會(huì)對(duì)速率進(jìn)行一次更新計(jì)算，速度測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)度為15秒。

(2)測(cè)速報(bào)告顯示模塊

客戶端的測(cè)速結(jié)果由服務(wù)端、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行快速處理后進(jìn)行保存，并返回至客戶端進(jìn)行測(cè)速結(jié)果的顯示。由于顯示過(guò)程是實(shí)時(shí)的，系統(tǒng)通過(guò)屏幕捕獲事件顯示屏幕。每次生成新的實(shí)時(shí)速率時(shí)，觸發(fā)屏幕事件以實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)速率。由于數(shù)據(jù)量過(guò)大有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，為了解決這些問(wèn)題，首先將圖形繪制到內(nèi)存中的此對(duì)象上，然后一次性將此對(duì)象上的圖形復(fù)制到屏幕上，這樣可以加快繪圖速度。避免圖像的閃爍。

(3)客戶端自助服務(wù)模塊

客戶端的自助服務(wù)模塊這里主要指的是公告欄功能，它包括寬帶知識(shí)界面、IPTV知識(shí)界面、測(cè)速FAQ界面，后臺(tái)人員通過(guò)更新內(nèi)容實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給用戶最新信息狀態(tài)，所有的文件信息均存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)表tb_News中。

3.2 服務(wù)端模塊的實(shí)現(xiàn)

(1)障礙工單自動(dòng)派單模塊

按照臨清地區(qū)城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)共劃分的17個(gè)片區(qū)進(jìn)行分區(qū)，實(shí)行專區(qū)負(fù)責(zé)人派單制。后臺(tái)管理人員會(huì)根據(jù)臨清實(shí)際的網(wǎng)速平均值，設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)客戶的寬帶網(wǎng)絡(luò)速率低于設(shè)定的這個(gè)閾值，測(cè)速系統(tǒng)就會(huì)將不合格的工單通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)派發(fā)給相應(yīng)片區(qū)的相應(yīng)負(fù)責(zé)人。在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，考慮到網(wǎng)絡(luò)維護(hù)更加方便，設(shè)計(jì)了自動(dòng)生成障礙工單并自動(dòng)派發(fā)工單這一功能。在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立表wxfile，當(dāng)有不符合規(guī)定的障礙工單時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)insert into語(yǔ)句將所有不合格信息寫(xiě)進(jìn)wxfile中，這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)遍歷表wxUser來(lái)尋找相匹配的維修員進(jìn)行自動(dòng)分配工單。

(2)后臺(tái)管理模塊

用戶管理功能是管理員獨(dú)有的權(quán)限，管理員需經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證登陸系統(tǒng)。用戶管理功能包括了對(duì)維修員信息的添加、刪除、修改等基本操作，添加維修員信息后，該維修員可憑借自己的賬號(hào)登陸管理系統(tǒng)；刪除維修員信息后該用戶登陸信息將會(huì)被刪除，不能再進(jìn)行登陸。用戶的基本信息都存放在表tb_User中。

(3)報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析模塊

管理員或維修員在通過(guò)了賬戶驗(yàn)證后登陸系統(tǒng)，可以根據(jù)工作需要進(jìn)行相關(guān)測(cè)速數(shù)據(jù)的調(diào)取、統(tǒng)計(jì)和分析，并且可以隨時(shí)導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。測(cè)速通及報(bào)表功能包括了對(duì)客戶端用戶的測(cè)速數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以自動(dòng)生成分析報(bào)告存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，涉及的測(cè)速指標(biāo)包含：測(cè)速平均速率報(bào)表、不合格測(cè)速速率報(bào)表、峰值測(cè)速統(tǒng)計(jì)報(bào)表、寬帶用戶平均測(cè)速達(dá)標(biāo)率報(bào)表等。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)管理的工具，可以針對(duì)系統(tǒng)的中數(shù)據(jù)建立數(shù)理邏輯和集合操作，在使用過(guò)程中具有非常高的工作效率，并且工作可靠性非常高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步操作。臨清移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)也是如此，由于移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)的適用范圍主要為普通臨清市寬帶客戶，所以對(duì)信息的保密性要求較低。

寬帶測(cè)速系統(tǒng)完成測(cè)速數(shù)據(jù)的收集后，需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)。系統(tǒng)服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括閾值、用戶數(shù)據(jù)、測(cè)速數(shù)據(jù)、維修單數(shù)據(jù)、日志文件信息、維修員數(shù)據(jù)等，分別需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立fazhi、tb_News、tb_User、userCeSu、wxfile、wxUser等6個(gè)表。

4 系統(tǒng)測(cè)試

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要是基于C#編程語(yǔ)言。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，進(jìn)而分析各個(gè)子模塊所需的功能，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)測(cè)試是對(duì)已經(jīng)編譯成功的系統(tǒng)部分進(jìn)行測(cè)試，將ASP.NET與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，在瀏覽器上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。臨清市移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境采用Windows10家庭版的64位操作系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)采用Visual Studio2010作為開(kāi)發(fā)工具，采用了ASP.NET的開(kāi)發(fā)框架，C#作為主要編程語(yǔ)言，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)使用SQL Server 2008。

本章節(jié)選取系統(tǒng)功能展開(kāi)了各項(xiàng)測(cè)試，通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，得到了預(yù)期的效果。在鐵通公司裝維同事的幫助下，結(jié)合該測(cè)速系統(tǒng)在臨清市移動(dòng)寬帶用戶進(jìn)行了小范圍測(cè)試，驗(yàn)證該系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率較好，可以進(jìn)行商用。

4.1 客戶端模塊測(cè)試

分別對(duì)客戶端模塊的測(cè)速功能、寬帶業(yè)務(wù)知識(shí)庫(kù)功能進(jìn)行測(cè)試，并與當(dāng)下主流測(cè)速軟件的測(cè)速結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，誤差率在5%以內(nèi)，測(cè)速效果較好，與用戶的實(shí)際帶寬基本匹配，參與測(cè)試的用戶表示寬帶業(yè)務(wù)知識(shí)庫(kù)能夠解決他們大部分對(duì)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的疑問(wèn)。

客戶端網(wǎng)速測(cè)試界面如圖5所示，IP地址為112.38.204.220的用戶在測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行了網(wǎng)速測(cè)試，測(cè)試結(jié)果很清晰的在網(wǎng)頁(yè)中顯示出來(lái)，測(cè)試報(bào)告包括峰值速率、平均速率、測(cè)試時(shí)間，以及預(yù)估帶寬等信息。

圖4 客戶端網(wǎng)速測(cè)試界面

4.2 服務(wù)端模塊測(cè)試

(1)測(cè)速統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試

統(tǒng)計(jì)匯總不同寬帶測(cè)速用戶的寬帶測(cè)速情況，顯示用戶IP地址、平均測(cè)速速率、測(cè)速最大峰值、測(cè)速時(shí)間信息等，管理員可以根據(jù)需要選擇是否導(dǎo)出EXCEL表。服務(wù)端測(cè)速報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析情況如圖5所示，從下圖可以看出，系統(tǒng)可以再不同IP地址下、不同時(shí)間段進(jìn)行速率測(cè)試，測(cè)速結(jié)果與客戶實(shí)際簽約帶寬速率差值很小，測(cè)速效果較好。

圖5 服務(wù)端測(cè)速報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析

(2)服務(wù)端障礙工單管理測(cè)試

服務(wù)端維修單管理界面如圖6所示，管理員可以再后臺(tái)看到維修員的故障工單處理情況以及處理意見(jiàn)，以便客服部人員更好地對(duì)故障客戶進(jìn)行回訪。

圖6 服務(wù)端障礙工單管理界面

5 結(jié)論

本文敘述了臨清移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以通過(guò)實(shí)現(xiàn)臨清移動(dòng)專用寬帶測(cè)速系統(tǒng)來(lái)提升服務(wù)質(zhì)量、維修效率。臨清移動(dòng)寬帶測(cè)速系統(tǒng)以B/S為架構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)分為客戶網(wǎng)站端和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩大部分，實(shí)現(xiàn)了寬帶速率測(cè)試、寬帶業(yè)務(wù)相關(guān)知識(shí)、用戶管理、閾值管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析、障礙工單管理等功能。通過(guò)實(shí)現(xiàn)以上功能，可以很好地實(shí)現(xiàn)后臺(tái)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存檔等工作，也為客服中心的服務(wù)滿意度提升提供了很大的幫助。臨清市移動(dòng)寬帶網(wǎng)測(cè)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，不僅可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)品牌的提升，同時(shí)也能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善臨清市移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，對(duì)臨清市移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)維修、可靠運(yùn)行和持續(xù)發(fā)展具有重要意義。