電信普遍服務(wù)電子化管理的技術(shù)實現(xiàn)

陸洋　中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

黨梅梅　中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所副總工

程強　中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部主任工程師

李少暉　中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

電信普遍服務(wù)電子化管理的技術(shù)實現(xiàn)

陸洋中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

黨梅梅中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所副總工

程強中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部主任工程師

李少暉中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

對電信普遍服務(wù)進行電子化管理的系統(tǒng)架構(gòu)和功能、電信普遍服務(wù)專用客戶端設(shè)備、以及目前的標準化情況進行了介紹。

普遍服務(wù)；電信普遍服務(wù)；寬帶網(wǎng)絡(luò)；客戶端設(shè)備

1　引言

隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展和快速普及，寬帶成為了促進農(nóng)村及偏遠地區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施之一，在促進遠程教育和醫(yī)療等基本公共服務(wù)、帶動農(nóng)民脫貧致富和返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)等方面具有十分重要的作用。但由于在農(nóng)村及偏遠地區(qū)存在建設(shè)難度大、維護成本高、回收周期長的問題，因此在當前的市場發(fā)展考核導向下，運營企業(yè)仍然偏重于將資金投向成本效益更高的城市地區(qū)，導致我國存在較大的城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝。圖1顯示了我國寬帶普及的城鄉(xiāng)差異和地區(qū)差異。我國農(nóng)村人口占比超過50％，但農(nóng)村寬帶用戶比例僅為23.8％，農(nóng)村寬帶人口普及率僅為7.5％，落后城市16.9個百分點，城鄉(xiāng)差距有拉大趨勢；偏遠地區(qū)集中的中、西部寬帶人口普及率分別落后東部7.1和7.4個百分點。因此，加快農(nóng)村及偏遠地區(qū)寬帶發(fā)展是一項非常重要和緊迫的任務(wù)。

圖1　我國寬帶人中普及率的城鄉(xiāng)及地區(qū)差異

由于在農(nóng)村及偏遠地區(qū)的寬帶投資和發(fā)展存在市場機制失靈的現(xiàn)象，全球主要國家都采用了政府設(shè)置普遍服務(wù)基金的方式支持農(nóng)村寬帶發(fā)展。在我國，2013年8月，國務(wù)院印發(fā)《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案》，明確提出要“完善電信普遍服務(wù)補償機制，形成支持農(nóng)村和中西部寬帶發(fā)展的長效機制”。《戰(zhàn)略》印發(fā)以來，財政部和工業(yè)和信息化部抓緊細化具體電信普遍服務(wù)補償工作機制，并經(jīng)第108次國務(wù)院常務(wù)會議審議通過。兩部委自2015年開始實施電信普遍服務(wù)試點工作，由中央財政資金補貼，支持農(nóng)村及偏遠地區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運行維護。電信普遍服務(wù)補償機制將按照“中央資金引導、地方協(xié)調(diào)支持、企業(yè)為主推進”的思路組織實施。在階段目標上，通過實施電信普遍服務(wù)補償機制，力爭到2017年底實現(xiàn)80％以上的行政村光纖到村，到2020年實現(xiàn)全國98％以上的行政村通寬帶，且全部具備12Mbit/s以上接入能力；同時，還將支持和帶動大幅提升農(nóng)村教育、醫(yī)療等公益機構(gòu)的寬帶水平。

2015年12月，試點工作正式啟動實施，第一批確定了97個地市作為電信普遍服務(wù)試點，支持約4萬個行政村；2016年又確定了第二批89個地市作為電信普遍服務(wù)試點，支持約3萬多個行政村。在整個“十三五”期間，將持續(xù)對農(nóng)村寬帶建設(shè)給予資金支持，目標推動全國行政村基本通寬帶。

2　電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)

2.1概述

為保障電信普遍服務(wù)工作的順利開展，需要對各地市的寬帶普遍服務(wù)建設(shè)、寬帶網(wǎng)絡(luò)通達、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等情況開展評估、監(jiān)督和檢查工作。但由于普遍服務(wù)所支持的農(nóng)村數(shù)量眾多，且其中很多地處偏遠、交通不便，采用傳統(tǒng)的人工檢查方式，工作量極大，并且只能在個別時間點對個別村進行抽樣檢查，無法形成長期、定期的工作機制。因此，有必要引入電子化管理的技術(shù)手段，建設(shè)電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)本身提供的便利，對普遍服務(wù)支持的農(nóng)村地區(qū)的寬帶網(wǎng)絡(luò)部署情況進行監(jiān)測，從而有效評估普遍服務(wù)的工作效果。

電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的基本目標是，獲取電信普遍服務(wù)所支持的用戶地理位置信息，并對電信普遍服務(wù)地區(qū)的寬帶使用情況進行監(jiān)測。寬帶普遍服務(wù)建設(shè)過程中部署的每一個客戶端設(shè)備，都能夠與寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)進行通信，上報地理位置、速率等各種信息數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對寬帶普遍服務(wù)的質(zhì)量監(jiān)測。更進一步地，在后續(xù)用戶使用過程中，還可以了解用戶的寬帶使用狀況，更全面地評價寬帶普遍服務(wù)的實施效果。在達成目標的前提下，建設(shè)方案上充分考慮了不涉及用戶隱私、不對用戶使用造成影響、不對網(wǎng)絡(luò)本身造成影響、盡可能小地影響運營商裝維流程幾項原則。

圖2　電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的位置

電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖2所示，由普遍服務(wù)質(zhì)量管理支撐平臺、管理控制終端、云節(jié)點服務(wù)器組成。電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的核心是普遍服務(wù)質(zhì)量管理支撐平臺，采用云主機分布式服務(wù)的方式在云端進行部署，與位于用戶家中的電信普遍服務(wù)客戶端設(shè)備進行通信。質(zhì)量管理支撐平臺由管理控制終端進行集中管理。電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)還將與現(xiàn)有的“寬帶中國”地圖平臺進行數(shù)據(jù)共享、有機融合，將普遍服務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)作為“寬帶中國”地圖平臺數(shù)據(jù)展示功能的擴展，綜合反映我國寬帶總體發(fā)展狀況。以普遍服務(wù)質(zhì)量管理平臺采集的各項數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，還將建設(shè)普遍服務(wù)展示平臺，對外綜合展示普遍服務(wù)試點工作的成果和進展。

電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的建設(shè)，不影響運營商寬帶網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和管理。運營商可以采用FTTH（光纖到戶）或FTTV（光纖到村）的模式進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，布放在用戶家中的客戶端設(shè)備仍為現(xiàn)在普遍使用的ONU或網(wǎng)關(guān)設(shè)備（需進行軟件升級），而無需增加額外的設(shè)備，設(shè)備的日常管理仍由運營商負責?？蛻舳嗽O(shè)備通過Internet通道與電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)進行通信，完成信息交互。

圖3　質(zhì)量管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

2.2系統(tǒng)架構(gòu)

電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的架構(gòu)如圖3所示，它是架構(gòu)在寬帶網(wǎng)絡(luò)之上，通過普遍服務(wù)質(zhì)量管理支撐平臺、客戶端設(shè)備、地理位置信息邏輯實體實現(xiàn)相關(guān)功能的系統(tǒng)。

系統(tǒng)各實體的功能描述如下：

●管理支撐平臺

通過D1參考點，接受普遍服務(wù)專用客戶端的注冊，獲取寬帶服務(wù)、寬帶速率等信息，并對獲取的各類信息進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)導出、數(shù)據(jù)查詢、報表生成、日志管理和數(shù)據(jù)預(yù)警等功能的平臺。

●普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備（BUCPE）

通過D1參考點與管理支撐平臺通信。客戶端設(shè)備可以是具有WLAN AP功能的家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備（HGU），也可以是獨立的無線路由器設(shè)備，與接入網(wǎng)終端（ONT或NT）配合實現(xiàn)寬帶接入服務(wù)。

●支持移動接入的CPE設(shè)備（MCPE）

MCPE為具有WLANAP功能，支持3G/4G接入的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。但目前MCPE暫未納入普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的管理范疇，MCPE暫不支持與管理支撐平臺通信。

●地理位置信息邏輯實體

與BUCPE通過C參考點通信，負責獲取客戶端所處的地理位置信息。地理位置信息邏輯實體可以是運行在移動終端上的專用應(yīng)用程序（BUAPP），也可以是其他能夠獲取地理位置信息的實體。

管理支撐平臺與BUCPE設(shè)備之間的交互會話通過HTTP/1.1協(xié)議實現(xiàn)。所有會話均由BUCPE設(shè)備主動發(fā)起，從而最大程度降低了BUCPE被偽造平臺劫持和控制的安全風險。平臺與BUCPE之間的每個會話包含一個或多個請求和響應(yīng)的交互，請求和響應(yīng)均通過JSON格式封裝在消息中。

2.3系統(tǒng)功能

普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)主要包括普遍服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測、寬帶數(shù)據(jù)展示、寬帶數(shù)據(jù)分析和綜合服務(wù)等幾方面的功能。

（1）普遍服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測

●普遍服務(wù)信息采集功能

普遍服務(wù)信息采集是普遍服務(wù)質(zhì)量管理的核心功能，信息采集功能通過集成在寬帶客戶端設(shè)備內(nèi)部的軟硬件，自動地采集并向普遍服務(wù)管理支撐平臺上報數(shù)據(jù)。管理支撐平臺采集內(nèi)容主要包括用戶地理位置、用戶所屬運營商、用戶在網(wǎng)情況和網(wǎng)絡(luò)使用情況，及用戶業(yè)務(wù)速率等信息。

●普遍服務(wù)信息分析和統(tǒng)計

通過用戶客戶端設(shè)備自動上報的普遍服務(wù)信息數(shù)據(jù)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過科學的分析和統(tǒng)計得出寬帶普遍服務(wù)的各項管理指標。主要分析和統(tǒng)計功能包括已上報用戶的在網(wǎng)狀態(tài)分析、在網(wǎng)用戶的網(wǎng)絡(luò)使用情況統(tǒng)計和分析、普遍服務(wù)用戶的網(wǎng)絡(luò)速率統(tǒng)計和分析等。

（2）寬帶數(shù)據(jù)展示

系統(tǒng)支持以地圖或報表的方式展示全國不同地區(qū)的寬帶普遍服務(wù)部署、寬帶使用情況等各項相關(guān)指標。

系統(tǒng)支持地圖方式直觀展示各類數(shù)據(jù)，例如寬帶普遍服務(wù)分省市發(fā)展情況、不同運營商寬帶普遍服務(wù)完成情況、不同地區(qū)的普遍服務(wù)用戶的固定網(wǎng)絡(luò)測速結(jié)果等。資費及其他數(shù)據(jù)采集后，也可在平臺上進行展示。

系統(tǒng)同時可提供基本數(shù)據(jù)報表查詢，支持不同維度的報表統(tǒng)計，例如月度統(tǒng)計、分省統(tǒng)計等。

（3）寬帶數(shù)據(jù)分析和綜合服務(wù)

系統(tǒng)建成后，作為“寬帶中國”地圖的有益補充和擴展，可以構(gòu)建我國寬帶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和各類子數(shù)據(jù)庫。進一步支持數(shù)據(jù)深度挖掘和分析，為我國寬帶發(fā)展總體評價、效果和推動舉措等方面的工作提供數(shù)據(jù)分析支撐?；诤Ａ康谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，平臺支持對寬帶各類數(shù)據(jù)的深度橫縱向分析，對各地方政府有的放矢結(jié)合實際情況推動寬帶發(fā)展，制定相關(guān)舉措提供支撐。

3　電信普遍服務(wù)專用客戶端設(shè)備

電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)，需要由客戶端設(shè)備主動向管理支撐平臺發(fā)起會話，上報相關(guān)信息，這要求對現(xiàn)有的客戶端設(shè)備進行功能升級。但電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理新增的功能，對客戶端設(shè)備的硬件沒有提出新的需求，只需要進行軟件版本的定制開發(fā)和升級即可。客戶端設(shè)備要實現(xiàn)的主要功能包括：地理位置信息獲取、基礎(chǔ)信息上報和服務(wù)質(zhì)量信息采集上報。

客戶端設(shè)備由于一般放置在室內(nèi)，難以采用衛(wèi)星定位的方式獲取地理位置信息，因此在目前的實現(xiàn)方案中，采用了從BUAPP（方式A）和OLT（方式B）獲取位置信息兩種方式。

在方式A下，運營商裝維人員在手持移動終端（如智能手機）上運行BUAPP后，通過衛(wèi)星和移動網(wǎng)絡(luò)獲取用戶的地理位置信息后，通過WLAN連接客戶端設(shè)備并將地理位置信息寫入客戶端設(shè)備。這種方式下，客戶端設(shè)備的地理位置信息可以精確到實際部署地點的經(jīng)緯度。

在方式B下，可由OLT通過OMCI/eOAM消息下發(fā)本行政村的地理位置信息到CPE，這種方式適用于OLT到行政村的情況。行政村的地理位置信息由BUAPP生成，并由運營商局端人員將其配置到OLT中。這種方式下，客戶端設(shè)備的地理位置信息的精度到行政村。

當客戶端設(shè)備獲取到地理位置信息后，會將其連帶自身各種信息（如設(shè)備所屬運營商、序列號、MAC地址、設(shè)備型號等）主動上報給管理支撐平臺。

方式A和B下的地理位置信息獲取和首次信息上報流程分別如圖4、5所示。首次信息上報完成后，客戶端設(shè)備每隔24h還會執(zhí)行一次周期上報，以便系統(tǒng)采集設(shè)備使用情況信息。

為掌握電信普遍服務(wù)的質(zhì)量和用戶體驗，專用客戶端設(shè)備內(nèi)置速率測試和網(wǎng)絡(luò)路徑測試功能，并能將測試結(jié)果上報給管理支撐平臺。速率測試和網(wǎng)絡(luò)路徑測試由客戶端設(shè)備周期性發(fā)起，測試網(wǎng)站可由管理支撐平臺通過一定的策略進行指定。測試周期為7天，為不影響用戶使用寬帶業(yè)務(wù)，客戶端設(shè)備可根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)狀態(tài)，決定是在周期測試時刻執(zhí)行測試，還是延長一段時間后執(zhí)行測試。

圖4　方式A首次信息上報流程

4　標準化工作進展

如圖3所示，電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)中存在多個功能實體，不同的實體可能由不同的廠商進行實現(xiàn)，因此需要對各實體之間的接口協(xié)議進行規(guī)范。由工業(yè)和信息化部科技司下達任務(wù)，中國通信標準化協(xié)會組織編制了電信普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)相關(guān)行業(yè)標準，具體由下列標準組成（注：在行業(yè)標準中，采用了“寬帶普遍服務(wù)”的表述）：

（1）寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)總體要求。

（2）寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備技術(shù)要求。

（3）寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備測試方法.

其中，《寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)總體要求》和《寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備技術(shù)要求》已經(jīng)正式發(fā)布，標準號分別為YD/T3058-2016和YD/T 3059-2016，《寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備測試方法》正在編制過程中。

圖5　方式B首次信息上報流程

《寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)總體要求》主要規(guī)定了寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、系統(tǒng)功能要求、平臺功能要求、性能要求和安全要求等，《寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備技術(shù)要求》主要規(guī)定了寬帶普遍服務(wù)固定網(wǎng)絡(luò)上行接口的客戶端路由器設(shè)備的物理接口、協(xié)議接口、設(shè)備功能、操作管理維護功能、性能要求和其他要求等，《寬帶普遍服務(wù)專用固定客戶端設(shè)備測試方法》則是依據(jù)技術(shù)要求標準制定的設(shè)備測試規(guī)范。目前，國內(nèi)相關(guān)單位已經(jīng)根據(jù)標準的要求開展了質(zhì)量管理系統(tǒng)和專用客戶端設(shè)備的研發(fā)工作。

5　結(jié)束語

電信普遍服務(wù)的實施，對于我國農(nóng)村及偏遠地區(qū)的社會和經(jīng)濟發(fā)展意義深遠。隨著電信普遍服務(wù)的推進，對于普遍服務(wù)效果的評價和考量問題將越來越突出。建設(shè)寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)，采用電子化的手段對普遍服務(wù)的實施和運行情況進行監(jiān)測，有助于確保承擔企業(yè)按照普遍服務(wù)機制要求提供寬帶服務(wù)，合理合規(guī)利用好中央財政補貼資金，實現(xiàn)農(nóng)村和偏遠山區(qū)的寬帶業(yè)務(wù)普及，使廣大農(nóng)村人口真正享受到政策釋放的紅利。在工業(yè)和信息化部的指導和各參與單位的共同努力下，寬帶普遍服務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)將在寬帶普遍服務(wù)推進落實過程中發(fā)揮重要作用。

Technical implementation of electronical management of telecommunication universal service

LUYang，DANGMeimei，CHENGQiang，LIShaohui

Thearchitectureandfunctionalitiesofelectronicaltelecommunicationuniversalservicemanagementsystem，dedicatedcustomerpremiseequipmentandtheprogressofrelatedstandardsareintroducedinthispaper.

universalservice；telecommunicationuniversalservice；broadbandnetworks；customerpremiseequipment

2016-08-28）