摘要：如何主動定位故障并處理，減少故障發生概率，提高修復時間，避免對用戶業務產生影響，使網絡更健康、更流暢，從而提高用戶體驗是運維對綜合網管提出的新需求。廣東省網通過主動式運維管理系統的部署并與傳統綜合網管結合使用，極大地提升了用戶體驗。

　　關鍵詞：PNM;主動式運維;綜合網管;MTR

　　1主動式運維網管產生背景

　　1.1網管系統演進之路

　　綜合網管系統是架構在網絡管理人員與通信網絡之間的一座橋梁。它共經歷了4個階段，主要是集配置、故障、性能、運維、安全等功能模塊于一體，對通信網絡設備進行參數配置、故障報警、性能分析等網絡管理、業務管理以及安全管理，同時還負責系統自身的管理及建設，并且結合網管工作的實際流程進行告警處理、工單處理等事務管理，為運行維護、網絡資源管理、網絡性能分析、計劃建設決策、業務管理等各級人員提供服務。全面的虛擬化技術及標準、共享服務的基礎架構以及新應用程序平臺的出現，使得以往的管理模式已經不能滿足云時代數據中心全新的管理需求，其管理對象、目標等均出現了鮮明的特色。隨著虛擬化、云計算等技術及應用的進一步發展、標準化，未來的IT管理系統必將更融合、更智能、更開放。

　　1.2網管系統現有功能

　　(1)設備管理對網元級設備具有強大的管理能力，針對多廠家的設備網絡產品線可統一管理及分析，針對較大的網絡規模也可輕松管理。(2)業務配置開通支持分離式管理業務的開通。業務配置拓撲尋路效率高，業務配置效率逐步提高。(3)網絡割接提供業務遷移、網絡調整、批量路由調整及路由回遷等各種業務場景的割接。(4)拓撲結構對于網絡拓撲可清晰的展示，拓撲分層化顯示。(5)資源統計可統計資源類信息報表，包括鏈路資源、業務流量統計、網絡物理資源等相關資源的報表。(6)告警實時監控設備產生的告警及性能指標告警，對告警進行級別分類和過濾。

　　1.3主動式運維的產生

　　綜合網管系統數據往往只能反映出網絡中某些節點的信號指標，因此運維人員需要通過查看多個節點的指標情況進行定位和排除，也就是被動式維護。被動式維護是用戶感知業務質量已下降，投訴后才進行維修。另外，被動式維護在維護定位時還有可能中斷用戶網絡，給用戶體驗帶來較大影響。如何做到在某種程度上對故障先知先覺、對問題預先判斷、對故障隱患提前解決、做到未雨綢繆，是目前運維對綜合網管提出的新需求。在此背景下，主動式運維應運而生。PNMP即“基于預均衡的主動網絡運維”，是PNM主動運維的一種技術手段。

　　2主動式運維管理系統

　　經過幾年的探索與功能優化，基于PNM技術衍生了ComcastScoutFlux、Spectra及Watchtower等應用程序，這些應用程序包括預均衡、頻譜分析、空間定位等功能，可準確定位及判斷出網絡中各設備的健康狀態。PNM技術主要是通過補償上行信道中的線性失真(包括頻率響應、微反射、群延時等)來保證上行信號質量。簡單來說就是CMTS是根據CM的測距消息來評估CM的信號質量，生成預均衡參數，下發給CM。CM的預均衡器會根據預均衡參數進行信號增益，抵消上行線路上的損耗。這樣，在CMTS收到信號時，線性失真的問題會大幅緩解，從而有效提升信號質量。根據PNM原理，衍生出不同的應用角度，主要包括健康指標MTR、頻響曲線分組、故障點位置TDR三類。(1)MTRCM的預均衡器有24個可調節參數，網絡正常時，主參數(主抽頭)能量遠大于其他參數，當網絡劣化時，其他參數能量會大幅增加以補償增益。根據這一原理，用主參數與其他參數的能量比就能衡量網絡健康狀況。主參數能量越高，其他參數越低，MTR值越大，網絡越健康。一般建議MTR值保持在20dB以上，小于10dB就說明網絡有明顯故障。(2)頻響曲線針對鏈路問題，可根據相同分支分配器下不同CM的頻響曲線是否相同來判斷該分支分配器是否出現老化故障。(3)TDRTDR時域反射技術是指一種對反射波進行分析的遙控測量技術。頻率響應可以通過反向傅里葉轉換，推算出一個時域內的時間幅度圖，通過分析圖中駐波間的時間間隔可以計算出一個時間差，通過這個時間差和信號的物理傳輸速度可以計算出一個大概的故障距離，即通過TDR計算出的故障位置僅供排障參考，反映的是距離CM最近的可能故障點。

　　3我司主動式運維演進之路

　　我司在2014年年初啟動了全省CMTS運營監測系統的搭建，2014年年底完成了全省各單位分平臺的建設部署并正式投入使用。截至2016年6月，CMTS運營監測系統已完成全省超過350臺CMTS設備和超過180萬臺CM終端的接入和管理�；�于網絡現狀，我司先后制定了接入網基本指標、較優指標、新裝終端合格率等考核標準，并在CMTS運營監測系統里實現考核報表的開發，該系統結合移動終端APP程序，成為了一線運維人員上門裝維服務不可缺少的技術工具之一。CMTS運營監測系統的部署和推廣使用，大大提高了我司運維工作效率，它與網絡優化工作緊密結合，促進了我司網絡運行指標的穩步提高，給PNM主動式故障運維系統的部署與推廣奠定了網絡基礎。

　　3.1OSS工單回單判斷

　　為了有效支撐寬帶業務地發展，合理分配網絡優化資源，我司啟動了報障預判斷以及工單回單判斷功能。當用戶報障時，客服人員(技術崗)通過接口調度CMTS運營監測系統，查看當前用戶CM的發射電平、接收電平、上行SNR、下行SNR等實時(歷史)數據信息來判斷CM設備是否存在故障或網絡指標是否異常，然后根據實際情況選擇出單。而運維人員接到工單上門維護時便從工單上直接了解到該用戶的具體報障情況及故障預判斷等信息，排查解決故障后，在回單時會再次從CMTS運營監測系統上獲取當前CM的發射電平、接收電平、上行SNR、下行SNR等指標信息，只有各指標達標后才可回單，基本杜絕同一故障多次上門維護或網絡指標較差而未處理的現象的發生，大大節約了運維成本。該功能的實現，也給各單位運維人員初步帶來了主動維護的概念。

　　3.2基于高低電平差的故障定位

　　在雙向網絡的故障中，接頭故障占了70%多。經常出現接頭問題會引發反向侵入噪聲過高、CM發射電平和接收電平異常，給用戶的體驗就是網速慢、經常斷網。在實際運維中，我司總結出了高低電平差對比法的經驗，發現正向輸出電平高頻(H)、輸出端注入低頻反向信號電平(L)、CM正向接收電平(A)、CM反向發射電平(B)4個值之間有著一定的關系。在有線電視雙向分配網絡設計相對合理的前提下，只要保證樓放調試實行了標準化，那么H、L這兩個值就是固定的。經過大量測試發現，只要(H+L)-(A+B)的值(Z)在一定的范圍內，網絡噪聲就控制的比較好。根據我司驗證，CM發射電平B的額定范圍內(30dBmV~55dBmV)對應不同的固定衰減D值得出相關數據，如圖1所示，結合CM接收電平A的額定范圍(-10dBmV~15dBmV)，得出黃色部分才是合理的達標區間。根據實際經驗統計，Z<0時，低頻衰減值過大，說明接頭(或鏈路)出現斷路或弱斷路現象;當Z>18.4時，高頻衰減值過大，說明接頭(或鏈路)出現短路或弱短路現象。一線員工只要了解CM的A+B，用固定的H+L，就能算出Z。該理論的證實及實際應用相對較準確地定位了故障原因，大大提高了運維效率。運維人員對此類主動運維的功能的需求越來越迫切。

　　3.3PNM試點

　　由于HFC雙向網絡長期暴露在空氣中，容易受到日照和雨水、灰塵等的影響，使得網絡中的設備頭端、終端、光站、放大器、衰減器、分支器、分配器以及電纜都有可能存在問題或隱患。某些存在于網絡中的“小問題”從表面上看對業務的影響不大，甚至對傳輸信號質量基本上沒有太大的影響，但隨著時間的推移，“小故障”有可能會引起整個系統指標的劣化，最后影響用戶體驗。因此，對于網絡中存在的故障應提前發現、診斷、定位和排查。在故障診斷方面，當前國內同行的主要方法是基于經驗和故障現象來開展的，其中主要故障現象包括用戶體驗下降、上網慢、上網斷線、點播卡頓等。我司此前建設部署的綜合網管也如行業的一樣，只呈現出網絡中某些節點的信號指標，運維人員無法快速排查故障，無法提前預知問題即將發生。另外，故障發生后，故障的定位及解決還有可能會中斷用戶網絡，影響用戶體驗。為進一步提升用戶滿意度，我司參考國外有線電視運營商的先進維護經驗，在2017年年初啟動了基于DOCSIS標準預均衡技術的主動式故障維護系統(PNM)試點的建設，探索和推進主動式故障維護。我司在佛山分公司和廣東有線各選擇有代表性的3臺處于不同分前端機房的CMTS設備，共計6臺CMTS設備，接入管理超過40000個CM終端作為試點。本次試點在廣東有線和佛山南海分公司共進行了33處現場驗證，根據主動式故障維護系統提供的大數據分析結果，準確分析故障原因及定位故障，實現了主動式維護的目標。本次試點總結如下。(1)待驗證樣本數據與其實際驗證準確率為100%，即抽取出來的33條待驗證樣本數據(CM)均為異常CM。(2)精確定位潛在故障所在單條鏈路或共有鏈路。(3)處理方法有效率為100%，即故障處理后較故障處理前的PNM指標均有明顯提升并恢復到PNM指標正常范圍內，同時潛在故障消失。

　　3.4PNM全省推廣

　　在對系統有了更深入地理解和對運維流程依托該軟件做了相應優化后，我司于2018年在全省進行了PNM系統的全面推廣。我司CMTS運營監測系統已經在網穩定運行多年，作為各分公司日常運維工具，使用頻率非常高，極大提高了日常運維效率。PNM也是基于對CMTS/CM的采集數據進行分析，從而對分配網鏈路質量進行分析和處理。為了降低對設備的采集壓力和對網絡資源的占用比例，也為了減輕運維人員的操作難度，我司對CMTS運營監測系統和PNM主動式故障維護系統進行了整合，形成CMTS綜合管理系統。該系統整合內容包括Web端整合、APP端整合、采集端整合。系統開發了智能故障判斷、故障定位分析功能，融合后的系統將進一步提高運維人員的工作效率。

　　4總結

　　積極推進主動式故障維護，在故障影響用戶業務之前發現網絡中的故障點、主動定位和排除故障、減少故障對用戶業務的影響，可以大大提升用戶體驗、提高用戶滿意度、促進ARPU值的增長以及降低網絡維護費用等方面帶來巨大積極的作用，已然成為了現階段廣電運營商一大重點研究方向。

　　參考文獻

　　[1]周安.淺談DOCSIS寬帶業務接入系統的調試與運行維護[J].廣播與電視技術,2012,39(5):96-99.

　　作者:李名科 余啟林 王斌 蔣曙光

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