電信網管性能資源數據管控系統的研究和設計

黎春強，董裕藝

（1.中國移動通信集團廣西有限公司 南寧530022；2.中國移動通信集團廣西有限公司梧州分公司 梧州543002）

1 引言

傳統的網絡管理正在進行變革和完善，網絡管理的重心更偏重于服務質量的提高。“以客戶為中心、能夠靈活開發新業務、快速響應市場”成為新的電信網絡管理系統的核心。從管理方法上來看，傳統的電信網絡管理系統習慣于將數據進行簡單的分類，分門別類地進行管理，由業務人員選擇相應的數據對其進行分析并得出結論，對網絡管理系統的要求相對較低，但需要業務人員進行大量的后續分析工作，對于規則較為復雜或者實時性要求較高的業務來說，時效性問題就十分突出。

隨著通信技術的不斷進步，中國移動通信集團（以下簡稱中國移動）的網絡規模越來越大，也越來越復雜，承載的業務也在不斷地進行豐富和擴展，其網上業務除了傳統的話音eNode B業務之外，還包括了GPRS、基于智能網的預付費業務、VPN業務、短信業務等多種業務。為了支撐龐大的用戶群，中國移動建成了覆蓋整個中國大陸31個省市的多業務、多制式的通信網絡，網絡中運行著幾十種制式不同的網絡設備。可以預見在未來的幾年中，中國移動網絡通信系統仍然會保持高速發展的勢頭，且移動網絡提供的業務重點在逐步地由話音eNode B業務向數據業務的方向發展。中國移動作為部級企業，需監控其各省市公司在全國的運營情況，包括各地的配置信息、各種設備的使用情況以及各種業務的發展狀況。

中國移動通信集團廣西有限公司 （以下簡稱廣西移動）話務網管系統目前處于控制階段向統一集成階段的過渡時期，此階段的特征是：企業已經深刻意識到數據質量管理的重要性，并且逐漸出現正式的組織進行數據質量管理，實現管理集中化，處理標準化，信息資源充分共享，著力消除企業部門壁壘和信息孤島。因此，對于網管系統來說，建立全面、系統的數據質量監控體系，負責對數據質量全過程管理顯得尤為重要。一方面由于市場競爭加劇，運維部門和業務部門對數據質量的要求日益提高，網管數據的使用者，如集團網管、上層網管系統和省、地市分析人員對網管系統的數據質量管理水平提出了更高要求；另一方面現階段3G全業務運營全面開展，2G/3G融合，IP化改造，網絡規模日益擴大等造成網元升級、割接、變更頻繁，數據質量保障難度加大，網管支撐系統和各網元、業務平臺的數據不一致現象日益明顯，數據的時延、缺失、異常、不一致等影響數據準確性的故障日益增多。現有的數據監控手段已不能滿足使用部門對數據準確性的要求，必須按照新一代運營系統與軟件（NGOSS）的理念探討一種新的數據稽核監控方法。

2 新一代運營系統與軟件簡介

國際電信聯盟（ITU）提出的電信管理網（TMN）模型，長久以來一直指導著電信領域的網絡管理建設。但是由于ITU-T對TMN標準化的活動是一種自上而下的過程，即從網元管理到業務管理，從而導致目前在企業管理層面的標準匱乏。

在電信行業新的競爭形勢下，電信網絡管理需求的變化主要來自業務客戶對電信運營活動的介入。業務客戶和業務提供商之間服務等級協定的簽訂和執行改變了傳統的電信運營模式，面向客戶、操作一體化和端到端的商務處理過程呼之欲出。網絡管理系統不再僅僅是一個獨立的運行維護系統，而是作為電信企業整個運營管理中不可分割的組成部分。電信管理論壇（TMF）對TMN管理層次模型進行了深入的研究，提出了面向業務管理的電信運營圖（TOM）和以其為開發起點的基于新一代運營支撐系統（NGOSS）的電信運營管理解決方案。

NGOSS是研究人員從電信運營企業的核心業務流出發，通過徹底分析業務流程以及研究OSS（operation support system，運營支撐系統）建設的相關技術，提出了一整套能夠完全支撐電信業務，并能在業務變化過程中平滑過渡的OSS建設框架。在網絡技術和計算機技術的驅動下，NGOSS將成為適應新時期運營商需求的解決方案，并且NGOSS的一系列文檔、信息模型和代碼，能夠幫助開發商迅速開發支撐系統，完善日益復雜的電信OSS。NGOSS的建設目標是分析、研究企業核心業務流和信息技術的同時，提出一套指導OSS建設的系統框架，通過設計即插即用的OSS組件方式，滿足電信運營商對OSS建設的需要。這種變革使OSS的設計和開發從滿足個別運營商的個體需求擴展到分析電信運營商的整體需求，從而使OSS的設計開發進入一個嶄新領域。

3 廣西移動網絡管理系統現況

為滿足中國移動集團的要求，廣西移動現有的網管系統監控全區承載各種業務的設備信息，包括GSM網的MSC、OMC，智能網的 SCP、SMP等。同時，網管系統通過104張自定義報表，按照GSM、GPRS、短信、互聯互通和智能網的業務分類，將業務量以不同的時間粒度、地理粒度呈現，以便滿足集團公司對其業務的發展情況進行分析的需求。

3.1 廣西移動網絡資源管理的范圍

廣西移動資源管理的范圍包括：

·空間——區、地市、機樓、樓層、機房等；

·設備——交換機（MSC、GMSC、TMSC1、TMSC2）、HLR、STP、BSC、BTS、CELL、GGSN、SGSN、PCU、SMC、SMP、SCP、VC、IP、機架、OMC；

·模塊——信令模塊、中繼模塊、信令中繼模塊；

·端口——信令端口、網元通信端口；

·連接——link、linkset、trunkgroup。

網管系統通過對這些資源數據的采集，可以提供資源利用率的分析功能。資源利用率包括交換設備的利用率、無線設備的利用率、短信設備的利用率以及GPRS設備和智能網設備的利用率等。這些設備利用率可以充分體現出資源的使用情況，讓用戶能夠合理地配比資源。

同時，系統提供對資源數據進行查詢和統計的功能，可按照時間、廠商、設備類型等多維度進行查詢和統計，用戶也可以自定義設置單條件查詢和組合條件查詢。

3.2 廣西移動網絡資源管理的性能數據

性能數據是話務網管系統最重要的數據之一，能夠反映各種業務的業務量情況，為公司決策層制定運營策略提供參考。

目前廣西移動系統性能管理的范圍包括：

·交換子系統——TMSC1、TMSC2、GMSC、MSC、VLR、HLR/AUC等設備；

·基站子系統——BSC、基站（BTS）、小區（cell）；

·中繼路由——中繼群 （trunkgroup）、信令鏈路組（routeset）等設備；

·GPRS系統——GGSN、SGSN以及原有GSM網元中為GPRS作了修改的部分（包括BSS和HLR、VLR/AUC）；

·移動智能網設備——SMP、SCP、IP、VC/SDP、SSP；

·短信系統——短信中心（SMSC）；

·信令網設備——HSTP、LSTP。

為保證性能數據的完整性、準確性和及時性，系統采取主動采集以及補采相結合的方式。不同的設備類型的性能數據體現了不同業務的展開情況，因此采集的數據經過匯總之后按業務種類呈現在上層報表頁面中。用戶根據性能數據對各種網絡性能及多個網元的多個指標進行統計分析，包括無線、交換、GPRS、智能網、短信等主要性能指標的分析，經過分析以后可對其未來的發展趨勢做出預測。

3.3 廣西移動網絡管理系統的性能資源數據

3.3.1 網管系統的性能資源數據獲取

話務網管系統通過一種或多種采集方式，獲取網絡配置、性能等原始數據，經過解析、計算和匯總入庫后，通過消息或文件方式上傳給集團網管及省內其他上級網管（如省內的經營分析（以下簡稱經分）系統）。目前省級話務網管數據采集方式包括如下幾種：

·采集OMC廠商網管側的網元原始文件；

·采集OMC系統數據庫；

·通過OMC網管系統連接網元進行指令采集 （直連網元除外）；

·直連網元采集原始文件/話單數據。

數據從網元側經歷廠商網管到億陽綜合網管，涉及測量、傳輸、存儲、歸一化、計算、匯總、入庫、呈現等多個過程，性能數據、告警數據和資源配置數據的采集、處理方式、實時性要求等各廠商都不相同。同時，廠商網管側上傳的數據，根據網元廠商、數據特性等的不一致，有文件、數據庫及指令等多種采集方式。

由圖1可以看出，網元數據從生成到最上級的集團網管的數據呈現，需經過多個設備節點和處理環節，每個節點都可能造成網管數據缺失、數據不一致或異常。網管系統數據稽核監控管理的目標是切實保證數據流采集層最底層的網元/網元網管系統的網管數據質量，進而保障上級網管（省級綜合網管、集團網管或其他上級網管）的數據質量。

從數據流轉角度，網元側、廠商網管側和上層網管側的采集、處理、上傳都存在影響因素。總體來看，網元側由于網元分布范圍廣、數量多，涉及的變更、維護操作、工程等較多，因此存在較多影響數據質量的原因。除大面積網元數據缺失或者OMC側采集機出錯這些原因以外，網元側造成的對數據質量的影響相對較小。

3.3.2 網管系統中性能資源數據的特點

（1）設備種類繁多，數據格式復雜

目前對于移動全網來說，設備種類繁多，包括核心網、信令網、無線網等多種不同業務設備。同時，同一種網元設備會存在多個不同廠商的產品，不同廠商網管設備北向接口的數據格式和數據類型都有可能是不同的，對于性能資源數據的處理非常復雜，往往要經過預處理以及多次的映射和轉化。

（2）數據量大

由于網管系統對性能資源數據采取集中管理的方式，因此每天網管系統需要處理的性能資源數據量十分巨大。以無線網為例，目前廣西移動無線網擁有基站幾十個，小區幾百個，每天需要集中采集處理的數據達到幾百萬條記錄數，數據處理的及時性、準確性就顯得非常重要。特別是網絡出現故障，影響了通話質量時，網絡分析人員必須在最短的時間內發現問題，并及時決策處理，這更加大了網絡分析人員的工作壓力和工作難度。

3.4 廣西移動網管系統目前存在的問題

根據目前廣西移動網管系統性能資源數據采集的機制，挖掘廠商網管存在的問題并進行了分析，發現廠商網管側存在的問題有以下3個方面。

·系統穩定性問題。由于目前網元規模日益龐大，造成廠商專業網管負荷加重，從而引起網元側產生的性能測量數據網管無法及時處理，出現漏采或者性能數據采集時延的情況。例如廠商網管數據采集進程吊死、網管負荷較高等。

·網元側話務量統計存在缺漏問題。由于缺乏對網元側統計定制、維護的規范性，造成網元側部分話務量統計失效或者漏定制，從而導致性能資源數據缺失。

·廠商設備側不可控。一方面是缺乏對廠商維護考核規范，另一方面由于各廠商維護規范和數據質量管理規范的某些具體管理規范不一致（比如設備故障歷時、網元割接操作等），導致很多上層網管呈現數據質量問題，廠商層面變得不可控。

上層網管側涉及影響數據質量的因素有網絡連接異常、軟硬件問題、網管上層算法問題、資源數據更新配置問題、系統自身處理邏輯問題等，而目前對于這些問題的發現基本都是通過用戶的投訴或者維護人員在做例行維護作業時發現，故障發現的平均時間超過6 h，時延情況比較突出。

4 稽核監控機制的性能資源數據質量管控系統的實現

稽核監控機制的要點是保障數據質量，而合理設置數據質量監控點是保證數據監控質量的基礎。為了設置合理的數據質量監控點，筆者將監控的要點貫穿在數據的采集匯總過程中，具體流程見圖2。

數據質量監控的要點包括數據及時性、數據完整性、數據一致性和數據的波動異常情況，而數據及時性、數據完整性又是其他監控要點的基礎，只有數據及時完整到達上層網管，才能擴展到后面的一致性和波動、異常情況的監控和分析，實現對數據質量從來源到呈現的全面稽核。數據質量監控的基本視圖如圖3所示。

在數據質量監控過程中，對發現的問題，以告警或者報表的方式進行呈現，同時按及時性、完整性、一致性、波動異常的不同要求，定制自動派單規則，對相關廠商、部門進行派單，達到發現問題、反饋問題、處理問題、解決問題的目的。

為了保障數據稽核工作的常態化、實效化，還需要將監控過程實現自動化處理，以達到降低人力投入和人為誤差的目的。

4.1 資源數據監控

4.1.1 監控方法

話務網管的數據從采集到呈現經歷了OMC、話務網管、集團網管和經分系統等幾套系統的數據傳送，并不是每套系統都要全部監測，具體監控的指標如表1所示（注：是表示需要監控，否表示不需要監控）。

4.1.2 資源及時性監控

表1 資源數據監控指標

（1）OMC側

2G的OMC的資源數據監控全部用數據庫接口方式，TD的OMC采用文件接口方式。

OSS及時性的檢測方法：每日上午7時檢查OSS的adjustment任務是否有出錯告警。告警標題為 “xxOSS的CAN-adjust任務《任務名稱》失敗”，告警級別為重要告警。

華為的M2000、TDOMC及時性的檢測方法：每日上午7時檢查當天是否有同步失敗告警產生。同步任務失敗告警的告警標題為“任務執行失敗告警”，告警級別為1級，定位信息=任務名稱=網元存量數據同步；執行結果=任務處理部分成功。

（2）省網管側

檢測資源上層表數據入庫時間是否早于8時。檢測資源對象為：基站（或 Node B）、小區（或 utrancell）、中繼群，針對不同資源類型監測規則不盡相同。

（3）集團網管

檢測每日凌晨1時30分是否有數據文件生成。

文件路徑：/export/home/pniadmin/pni3/dat。

文件名：CMREPORT_$year-$month-$day_$hour:$min:$sec_$pid.xml。

資源及時性監控的流程如圖4所示。

4.1.3 資源完整性監控

（1）省網管

檢測數據庫表記錄數與OMC側記錄數一致，針對不同網元類型監測規則不盡相同。

（2）集團網管

采用文件接口方式監控，檢測數據文件記錄是否與省網管資源一致。

4.1.4 資源一致性監控

一致性檢查要求通過可配置的用戶界面，根據需要分別配置兩套網管系統（含OMC）的數據庫的登錄方式、數據庫名、表名、字段名、算法。兩套系統其中一套為主本，一套設為副本。

4.1.5 資源性能波動性監控

基于主動監控系統，波動的閾值可以隨機變動。波動監控指標包括：基站、小區、中繼群。監控的系統包括話務網管和經分系統。

4.2 性能數據監控

4.2.1 監控方法

監控方法如表2所示（注：是表示需要監控，否表示不需要監控）。

表2 性能數據監控指標

4.2.2 性能及時性監控

（1）OMC 側

僅監控文件接口（只有愛立信OSS有文件接口），網元的統計文件（GXWGZX0X）在生成40 min后到達為及時，監控以OMC為粒度，只要某個OMC有某個網元的某個文件不及時到達（即該OMC的及時率小于100%），則為不及時。OSS存放統計文件的路徑為/var/opt/ericsson/sgw/outputfiles/apgfiles/sts。

（2）METRICA 側

文件接口：要求在統計時間結束后，70 min內完成

OMC側統計采集。

·服務器：10.184.13.28。

·檢測路徑：/metrica/npr/spool/NPM/gsm-ericsson_oss9.0/$OSS_ID/$day/$hour。

·檢測規則：進入檢測目錄，執行ls-lrt命令，檢測最后一個文件的時間戳是否超過閾值。

（3）省網管側

數據庫接口：要求在統計時間結束后，90 min內完成OMC側統計采集；100 min內完成數據匯總呈現，120 min內完成集團數據上報。

（4）集團網管側

文件接口：檢測每小時上報日志是否按時在2 h內更新。要求2 h準實時考核數據完整率不低于100%。

·每××:55時分檢測是否有數據文件生成。

·服務器：10.184.14.133。

·文件路徑：/export/home/pniadmin/pni3/dat。

·文件名：PMREPORT_$PM_$year-$month-$day_$hour:$min:$sec_$pid.xml。

性能及時性監控的流程如圖5所示。

4.2.3 性能完整性檢查

（1）METRICA 側

·文件接口：要求現網網元統計在網管指標需求的objtype必須齊全。

·服務器：10.184.13.28。

·檢測路徑：/metrica/npr/spool/NPM/gsm-ericsson_oss9.0/$OSS_ID/$day/$hour。

（2）省網管側

采用數據庫接口，檢測網管數據庫表中數據記錄數是否與現網網元一致。檢測方法如下：資源的數據都對應有性能數據，則為性能完整。性能的完整性以上層資源表為依據。

（3）集團網管側

采用文件接口，檢測上報數據文件中數據記錄數是否與上報資源數一致，要求日報數據完整率不低于100%。

·服務器：10.184.14.133。

·文件路徑：/export/home/pniadmin/pni3/dat。

4.2.4 性能一致性監控

一致性檢查要求可配置，用戶可以根據需要分別配置兩套網管系統（含OMC）的數據庫的登錄方式、數據庫名、表名、字段名、算法、時間段等。兩套系統其中一套設為主本，一套設為副本。一致性比對的指標包括：話務量、掉話率、無線接通率等。

4.2.5 性能波動性監控

數據波動以主動監控作為功能主體，關鍵指標為話務量、掉話率、無線利用率。主要對話務網管和經分系統進行監控。

數據波動性檢查全部采用數據庫接口，檢測網管上層表、送到經分系統的數據與歷史數據相比波動是否超過閾值，率值指標是否存在負數、超百情況。

5 性能資源數據質量管控系統的設計

5.1 總體設計

數據質量管控平臺的總體框架如圖6所示，該數據質量管控平臺的層次從下往上劃分如下所述。

·外部接口層：算法管理、話務采集平臺、話務匯總平臺。

·數據層：包括話務數據庫和數據質量的獨立數據庫。

·分析處理層：數據質量的后臺處理程序。

·展現層：數據質量的應用呈現。

5.2 主要技術方案

·數據質量管控平臺，采用BS結構；

·用戶在Web Server客戶端設置測量方案和閾值，保存到數據庫表；

·在被監控點(采集平臺、匯總平臺)部署測量適配器，依據測量方案和閾值設置，對被監控點進行數據和任務核查，將結果存入庫表，這是研究項目的關鍵技術；

·Web Server從庫表查詢測量結果，以報表等形式呈現給用戶。

5.3 數據質量管控系統的實現

5.3.1 數據流向監控

數據流向主要是監控網管系統的性能資源管理涉及的各類數據庫表的數據流向。對于原始層OP完整性、TPD完整性、TPC完整率、TPA完整率，[95，100]——綠色，95以下——黃色，為空——紅色（沒有采集）如圖7所示（其中虛線框表示綠色覆蓋區域，實線框表示英色覆蓋區域）。對于OP時延，45 min以內——綠色，45 min以上——紅色；TPD時延，45 min以內—綠色，45分鐘以上——紅色；TPC時延，60 min以內——綠色，60 min以上——紅色；TPA時延，60 min以內——綠色，60 min以上——紅色。

5.3.2 數據及時性核查

數據的及時性，是指各個環節的數據在完整的基礎上的及時，是以性能統計的開始時間為基準，根據各個事件

的時長，得出不同的時延，如圖8所示。

5.3.3 數據完整性核查

數據的完整性指性能周期采集的完整性。以網管的資源記錄條數，作為基準。參考完整性是指某類數據和該類相關聯的數據一同比較，以其中一種數據類型為準去判斷另一類數據記錄是否完整。如話務網中通過性能數據和資源數據對比，發現差異，可以資源數據為參考，檢查性能數據完整性，如圖9所示。

5.3.4 數據合理性核查

指標數據設定閾值，根據閾值進行越界判斷。參考公式如下。

正常：某指標合理性=原始指標值>(1-%N)×設定值&&指標值<(1+%N)×設定值；否則異常。其中的閾值（設定值）為前一天同時段的值，如圖10所示。

5.3.5 數據一致性核查

一致性指數據經過不同處理環節后的變化趨勢以及

變化趨勢的方向，主要通過核查時間點的某處理環節數據與其相關聯的下一環節數據相比的波動，如圖11所示。

5.3.6 部省接口上報監控

監控部省接口文件的完整性和及時性。部省接口的完整性以前一天同時段的文件大小為基準。及時性以前一天文件的生成時間為基準，如圖12所示。

6 結束語

本系統將新型的數據稽核理念投入到數據質量的保障工作中去，采用自動化的手段替代人工的手段發現數據質量問題并及時處理。本地通可以清晰地呈現話務網管數據流向，在各個環節（采集層、匯總層、應用層）的及時性、完整性、準確性和一致性，有效地降低運維人員的維護工作量。通過告警前轉、短信前轉方式及時通知運維人員，并通過補采、補匯等措施保障數據質量，減少人工分析日志、定位問題的工作量。通過算法管理，把算法這個黑匣子透明化。針對原始數據缺失對上層的影響性分析以及上層異常結果指標的向下追蹤，準確地對KPI指標算法進行管理。

經過一段時間的實施，廣西移動話務網管的數據質量得到了明顯的提高，網管數據傳送故障發現時間平均從原來的6 h減少到目前的1 h，統計數據的準確率從之前的93%提高到目前的99.2%，因此該系統有著很好的推廣應用前景。

1 龍湘明.對發展NGOSS的思考.中興通訊技術,2004(2):37～41

2 錢鴻生,黃立平.NGOSS的演進及對我國電信企業的支撐作用.通信企業管理,2006(4):70～71

3 鄧潔霖.NGOSS方法論及其應用原則.電信科學,2004,20(7):80～81

4 電信管理論壇/中國電信上海研發中心.新一代運營支撐系統與軟件NGOSS：數據模型、體系架構與測試.北京:人民郵電出版社,2005

5 羅建國,楚建梅.電信管理網（TMN）物理體系結構.中國人民共和國郵電部.YD/T 934-1997,1997

6 羅建國,楚建梅.電信管理網（TMN）功能體系結構.中國人民共和國郵電部.YD/T 960-1998,1998

7 孟洛明.電信管理網原理及應用.北京：北京郵電大學出版社,1998

8 陳桂漢,孫沁真.綜合電信管理解決方案.北京：電子工業出版社,2002