張雪凌

【摘 要】隨著移動(dòng)通信技術(shù)和Internet技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們不僅可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)，而且可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)獲取自己所需的信息，甚至進(jìn)行娛樂(lè)或商務(wù)活動(dòng)。移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商相繼建成了GPRS網(wǎng)絡(luò)以滿(mǎn)足客戶(hù)不斷增長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)的需求， 如何利用有效的方式保障和提高現(xiàn)有業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量就顯得非常重要。本文的研究?jī)?nèi)容是以GPRS網(wǎng)絡(luò)為背景，針對(duì)該網(wǎng)絡(luò)手機(jī)業(yè)務(wù)的發(fā)展和市場(chǎng)趨勢(shì)的變化，用戶(hù)增多的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了GPRS無(wú)線(xiàn)分組域故障分析系統(tǒng)，旨在幫助運(yùn)營(yíng)商快速解決網(wǎng)絡(luò)故障，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，充分發(fā)揚(yáng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，做好移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)管理。

【關(guān)鍵詞】GPRS；分組域；故障分析系統(tǒng)

1.緒論

1.1 GPRS分組域分析系統(tǒng)的研發(fā)背景

中國(guó)移動(dòng)作為全球最大的GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域一馬當(dāng)先，卓越的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)、新鮮豐富的服務(wù)內(nèi)容和靈活的資費(fèi)活動(dòng)，這些使得移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在運(yùn)營(yíng)收入中的比例大幅提高，又為業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了新的動(dòng)力[1]。

結(jié)合分組域業(yè)務(wù)大發(fā)展的實(shí)際和運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)實(shí)需求，適時(shí)推出了GPRS分組域分析系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)MIPAS-G）。該系統(tǒng)是根據(jù)目前主流的GPRS分組域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的大容量、在線(xiàn)式、綜合性分組域故障和業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)。通過(guò)使用該系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員不但可以及時(shí)、準(zhǔn)確、方便地掌握分組域網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況、分析鏈路異常信息、發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的真正原因，而且可以及時(shí)了解各數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)情況，分析數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，為用戶(hù)提供更人性化的服務(wù)。

1.2 本課題的研究意義

GPRS網(wǎng)絡(luò)的建成滿(mǎn)足了客戶(hù)的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)上網(wǎng)需求，隨著移動(dòng)上網(wǎng)觀(guān)念的不斷普及以及加強(qiáng)，用戶(hù)消費(fèi)能力增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)接入速率的提升，新的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷上線(xiàn)，無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)用戶(hù)數(shù)量的呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，如何利用有效的方式保障和提高用戶(hù)和業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，就顯得尤為重要了[4]。

2.GPRS分組域故障分析系統(tǒng)的組成及功能介紹

2.1 GPRS分組域故障分析系統(tǒng)的組成

接入設(shè)備

采用E1接入時(shí)：包括高阻三通器件、DXC數(shù)字交叉設(shè)備、E1轉(zhuǎn)換器。

采用FE/GE接入時(shí)：當(dāng)采用交換機(jī)端口鏡像時(shí)，不需要其它設(shè)備；其它情況包括采用光口接入時(shí)的分光器、電口接入時(shí)的TAP設(shè)備。

采用ATM STM-1接入時(shí)：包括分光器、ATM STM-1接入板卡。

負(fù)載均衡器

負(fù)載均衡器被放置在采集服務(wù)器前端，它的作用是對(duì)接入系統(tǒng)的大量分組數(shù)據(jù)進(jìn)行分流，將數(shù)據(jù)均衡的分發(fā)到后端集群的采集服務(wù)器，以保證高流量應(yīng)用時(shí)采集服務(wù)器能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的接收。

采集服務(wù)器

采集服務(wù)器接收負(fù)載均衡器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)后進(jìn)行協(xié)議識(shí)別、協(xié)議解碼、以及進(jìn)一步的協(xié)議分析，并將分析的摘要信息等發(fā)給統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)器。

統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)器

統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)采集服務(wù)器發(fā)來(lái)的摘要信息進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)以及入庫(kù)處理。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可分類(lèi)保存故障數(shù)據(jù)、海量信令和話(huà)單數(shù)據(jù)。采用外掛磁盤(pán)陣列的方式可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期保存。

應(yīng)用服務(wù)器

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入挖掘?？梢苑治鼋y(tǒng)計(jì)出多種類(lèi)型數(shù)據(jù)：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、故障分布、信令流程、話(huà)單數(shù)據(jù)等，可提供數(shù)據(jù)報(bào)表的生成，并提供B/S方式的界面供客戶(hù)查詢(xún)。

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 系統(tǒng)管理

對(duì)系統(tǒng)的管理功能包括：系統(tǒng)登錄，清楚日志，查詢(xún)?nèi)罩?，配置管理，?dǎo)出日志系統(tǒng)退出，行業(yè)用戶(hù)管理。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常或者重啟后，操作員可以通過(guò)對(duì)日志進(jìn)行查閱，了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。

2.2.2 設(shè)備管理

對(duì)PDSN/PCF/BS設(shè)備屬性的錄入和保存，輔助故障定位和分析。功能包括：發(fā)現(xiàn)設(shè)備，查詢(xún)?cè)O(shè)備，修改設(shè)備，檢測(cè)設(shè)備連通性，增加設(shè)備，刪除設(shè)備。

2.2.3故障管理

故障管理功能包括有信令故障統(tǒng)計(jì)，業(yè)務(wù)故障統(tǒng)計(jì)，信令歷史故障查詢(xún)，業(yè)務(wù)歷史故障查詢(xún)，IMSI信令故障統(tǒng)計(jì)，IMSI業(yè)務(wù)故障統(tǒng)計(jì)和終端故障統(tǒng)計(jì)。

本功能主要是對(duì)鏈路的工作狀況的監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)GGSN/SGSN/PCU/CellId上出現(xiàn)的故障進(jìn)行分類(lèi)分析，快速地發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)解決故障。

故障分析提供各種圖表的實(shí)時(shí)顯示，使得工作人員能直觀(guān)地了解設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的情況；同時(shí)分析提高了客服質(zhì)量，在問(wèn)題暴露給客戶(hù)之前，優(yōu)先發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，并通知指定工作人員解決問(wèn)題；以及提高了故障處理響應(yīng)速度。

2.2.4 統(tǒng)計(jì)管理

對(duì)系統(tǒng)各設(shè)備的指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分為多設(shè)備單指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和單設(shè)備多指標(biāo)統(tǒng)計(jì)。當(dāng)用戶(hù)使用時(shí)，用戶(hù)能了解各設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間的各類(lèi)指標(biāo)，并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)表；對(duì)系統(tǒng)各地域的指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，作為全網(wǎng)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)中地域分析的入口，當(dāng)用戶(hù)使用時(shí)，用戶(hù)能了解各地域的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和故障情況，并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)表。

2.2.5 重點(diǎn)客戶(hù)分析

為了保證重點(diǎn)客戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量，本系統(tǒng)支持按APN以及IMSI對(duì)用戶(hù)進(jìn)行分組，并基于用戶(hù)組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，它包括如下幾個(gè)子功能：

1）重點(diǎn)用戶(hù)配置管理

可將指定APN劃分為APN用戶(hù)組、將IMSI劃分為特定用戶(hù)組。

2）用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)

支持以用戶(hù)組為單位進(jìn)行KPI統(tǒng)計(jì)以及失敗原因統(tǒng)計(jì)。

3）用戶(hù)組總流量統(tǒng)計(jì)

支持統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)的用戶(hù)組的流量統(tǒng)計(jì)，并以餅圖的形式呈現(xiàn)各用戶(hù)組的流量分布情況。

4）用戶(hù)組流量趨勢(shì)分析

可查詢(xún)所有或者指定的用戶(hù)組在指定時(shí)間段內(nèi)的流量變化趨勢(shì)。

2.2.6 海量話(huà)單與信令分析

系統(tǒng)提供海量話(huà)單以及海量信令查詢(xún)功能：

1）海量話(huà)單查詢(xún)

操作員可查詢(xún)指定MSISDN或者指定IMSI號(hào)在指定時(shí)間段內(nèi)的上網(wǎng)記錄以及詳細(xì)業(yè)務(wù)話(huà)單，包括用戶(hù)上網(wǎng)的開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間、訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)址等信息。該功能可用于在用戶(hù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)申告時(shí)提供話(huà)單核對(duì)。

2）海量信令查詢(xún)

操作員可查詢(xún)系統(tǒng)保存的各協(xié)議接口的全部信令記錄，并可查看記錄的信令流程[6]。

3.GPRS分組域故障分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

3.1 組網(wǎng)方案

GPRS網(wǎng)絡(luò)的接入方式如圖3-1所示。

運(yùn)營(yíng)商的SGSN與GGSN之間的Gn接口一般采用核心交換機(jī)進(jìn)行連接，對(duì)于Gn接口的數(shù)據(jù)，我們可以采用端口鏡像/TAP/分光的方式將其數(shù)據(jù)傳給Gn接口采集器或Gn負(fù)載均衡器。

運(yùn)營(yíng)商CELLS與SGSN之間的Gb 接口連接方案一般采用專(zhuān)用2Mbit/s E1 PCM 鏈路實(shí)現(xiàn)。對(duì)于Gb接口的數(shù)據(jù)，我們使用高阻跨接方式分離出Gb接口的E1鏈路的數(shù)據(jù)將其接入E1轉(zhuǎn)換器（或接入DXC設(shè)備再轉(zhuǎn)發(fā)給E1轉(zhuǎn)換器），E1轉(zhuǎn)換器將其E1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IP包，然后通過(guò)TCP方式發(fā)給Gb接口采集器。

運(yùn)營(yíng)商的CELLS與HLR之間Gr接口，一般采用專(zhuān)用2Mbit/s E1 PCM 鏈路實(shí)現(xiàn)。接入方式同Gb。

運(yùn)用商的GGSN到外網(wǎng)Gi接口一般采用核心交換機(jī)進(jìn)行連接，接入方式同Gn。

3.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

負(fù)載均衡器（Gn）負(fù)責(zé)將Gn的IP包按照一定的策略分發(fā)到多塊Gn/接口采集器服務(wù)器，為2400網(wǎng)絡(luò)處理器或其他高性能服務(wù)器。

負(fù)載均衡器（Gi）負(fù)責(zé)將Gi的IP包按照一定的策略分離出DHCP， Radius，DNS包分發(fā)到多塊Gi接口采集器服務(wù)器，為2400網(wǎng)絡(luò)處理器或其他高性能服務(wù)器。

Gb接口采集器負(fù)責(zé)處理Gb接口數(shù)據(jù)，為多臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

Gr接口采集器負(fù)責(zé)處理Gr接口數(shù)據(jù)，為一臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

Gn接口采集器負(fù)責(zé)處理Gn接口數(shù)據(jù)，為多臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

Gi接口采集器負(fù)責(zé)處理Gi接口數(shù)據(jù)（包括DHCP， Radius，DNS），為多臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡[3]。

還原服務(wù)器負(fù)責(zé)還原數(shù)據(jù)，為1臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

排名分類(lèi)服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和排名，1臺(tái)或多臺(tái)DELL服務(wù)器或ATCA板卡。

網(wǎng)優(yōu)匯聚服務(wù)器為一臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

業(yè)務(wù)匯聚服務(wù)器為一臺(tái)服務(wù)器或ATCA板卡。

數(shù)據(jù)庫(kù)（包括網(wǎng)優(yōu)，業(yè)務(wù)分析，海量信令）為3臺(tái)或更多的服務(wù)器，并根據(jù)需要加帶的磁盤(pán)陣列。

分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)也為1臺(tái)服務(wù)器， 分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)客戶(hù)端為一臺(tái)PC機(jī)。

E1前端設(shè)備負(fù)責(zé)將Gb/Gr接口數(shù)據(jù)從E1鏈路轉(zhuǎn)換成IP包，包括DXC設(shè)備和E1轉(zhuǎn)換器。DXC設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)E1鏈路的信號(hào)進(jìn)行選路和匯聚，E1轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將E1信號(hào)的包轉(zhuǎn)換成IP包。

GPRS的Gn接口采集系統(tǒng)：從采集端口實(shí)時(shí)抓取SGSN與GGSN之間的數(shù)據(jù)包，根據(jù)SGSN與GGSN的實(shí)現(xiàn)方式對(duì)用戶(hù)的會(huì)話(huà)流程進(jìn)行還原和分析，得出PDP上下文數(shù)，PDP激活成功率等關(guān)鍵信息，并重點(diǎn)分析Gn接口故障。

GPRS的Gb接口采集系統(tǒng)：從采集端口實(shí)時(shí)抓取BSC與SGSN之間的數(shù)據(jù)包，得出Attach數(shù)，Attach激活成功率等關(guān)鍵信息，并重點(diǎn)分析Gb接口故障。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：實(shí)時(shí)保存終端上網(wǎng)的信令流程數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的存儲(chǔ)要求存儲(chǔ)用戶(hù)分組域的信令以及歷史故障等信息，為分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)提供有力支撐。

分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)服務(wù)器及終端：實(shí)時(shí)檢測(cè)各個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)KPI，對(duì)低于閾值的指標(biāo)突出顯示并向維護(hù)員進(jìn)行短信警系統(tǒng)對(duì)單設(shè)備的多個(gè)指標(biāo)以及多設(shè)備的單指標(biāo)進(jìn)行分析，并可以查詢(xún)和導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)跟蹤功能對(duì)單個(gè)用戶(hù)的信令流程進(jìn)行跟蹤，協(xié)助維護(hù)員快速解決用戶(hù)投訴的問(wèn)題。

GPRS分組域故障分析系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)針對(duì)運(yùn)營(yíng)商分組域組網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)支持ATM STM1、FE/GE、E1多種物理接口。

當(dāng)采用E1接入時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)在DDF架上進(jìn)行三通高阻跨接分離出E1鏈路的數(shù)據(jù)并將其接入E1轉(zhuǎn)換器，E1轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP包然后發(fā)給分析系統(tǒng)中的采集服務(wù)器。系統(tǒng)還提供DXC設(shè)備，可以控制只接入指定的E1線(xiàn)路。具體連接圖如圖3-6及圖3-7所示。

當(dāng)采用FE或者GE電口接入時(shí)，可在局端交換機(jī)上做端口鏡像或者采用TAP串接的方式，將數(shù)據(jù)傳給分析系統(tǒng)。當(dāng)采用GE光口接入時(shí)，可采用分光器分光或者在局端交換機(jī)上做端口鏡像的方式，將數(shù)據(jù)傳給分析系統(tǒng)。當(dāng)采用ATM STM-1光口接入時(shí)，采用分光器分光的方式將數(shù)據(jù)引入分析系統(tǒng)。

運(yùn)營(yíng)商的SGSN與GGSN之間的Gn接口一般采用核心交換機(jī)進(jìn)行連接，對(duì)于Gn接口的數(shù)據(jù)，我們通過(guò)在核心交換機(jī)上進(jìn)行端口鏡像或分光將其數(shù)據(jù)傳給Gn接口采集服務(wù)器。

3.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

4.總結(jié)與展望

GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加的一套分組交換系統(tǒng)，與互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)相連，向移動(dòng)用戶(hù)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[2]。但是，目前提前發(fā)現(xiàn)和解決GPRS網(wǎng)絡(luò)隱患的手段還不夠完善，需要進(jìn)行精細(xì)優(yōu)化，GPRS網(wǎng)絡(luò)需要采取一定的方式進(jìn)行精準(zhǔn)服務(wù)。國(guó)內(nèi)各省GPRS業(yè)務(wù)營(yíng)銷(xiāo)方式主觀(guān)性較強(qiáng)，目前尚無(wú)系統(tǒng)指導(dǎo)市場(chǎng)精確營(yíng)銷(xiāo)。

因而， 建設(shè)GPRS分組域分析系統(tǒng)，可輔助運(yùn)維、市場(chǎng)、客服人員提高工作效率， 充分利用GPRS分組域數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面深入分析挖掘，提煉出有價(jià)值的信息，為運(yùn)維、市場(chǎng)、客服提供指導(dǎo).

無(wú)線(xiàn)互聯(lián)產(chǎn)業(yè)孕育著無(wú)限的商機(jī)。在未來(lái)的10年里，世界移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)仍將持續(xù)快速發(fā)展，未來(lái)將是一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)的世界，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將隨通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而高速發(fā)展，移動(dòng)上網(wǎng)終將超過(guò)有線(xiàn)上網(wǎng)。

對(duì)于GPRS的關(guān)注點(diǎn)將由技術(shù)轉(zhuǎn)向更重視終端用戶(hù)的價(jià)值。除技術(shù)因素外，很大程度上還取決于能否開(kāi)發(fā)出適合市場(chǎng)的應(yīng)用業(yè)務(wù)，因此，端到端的經(jīng)驗(yàn)和向用戶(hù)提供完整的包括門(mén)戶(hù)網(wǎng)頁(yè)與基本應(yīng)用在內(nèi)的業(yè)務(wù)包，將越來(lái)越重要。

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