IMS接入網智能運維系統的應用與實踐
——以中國聯通無錫分公司為例

王 琴， 張 炯

（1.江蘇聯合職業技術學院無錫機電分院，江蘇 無錫214028；2.中國聯通無錫分公司，江蘇 無錫214000）

一、引言

IMS（IP多媒體子系統）起源于移動通信網絡，3GPP在R5版本引入IMS技術，并在之后的R6版本加入細化。IMS技術設計的初衷是利用PS網絡構建一張多媒體業務網絡，實現語音、數據、視頻、即時通訊等多種業務的融合。IMS技術利用SIP技術完成各類通信技術的集中式管理，支持固定網絡、2G、3G、WLAN、寬帶網或者是ADSL網等各種網絡接入，實現了移動網絡和固定網絡的融合解決方案，所以IMS迅速成為各家固網語音運營商首選的網絡演進方案。

我國移動網絡采用IMS技術的步伐相對較慢，但隨著固定語音網絡設備逐年老化亟待換新，IMS技術成為了固定語音網實現PSTN網光改的重要利器。隨著寬帶網絡的光纖化改造逐步加速，各大運營商均提出了光改的網絡演進方向，上網及語音業務都將承載在光纖網上，IMS技術無疑是在寬帶網絡上最佳的語音解決方案，建設基于寬帶城域網的IMS語音網絡勢在必行。

二、IMS網運維現狀

無錫聯通固網語音業務以前主要是PSTN電纜業務，隨著網絡技術的演進，2015年公司開始將固網語音業務由原有的PSTN網絡逐步改造成為IMS網絡，原來的2M+電纜的電路接入方式改成了由光纖、網線+ONU終端到用戶的寬帶IP接入方式。截止2018年底無錫聯通IMS語音網絡已經實現了15000用戶的接入，接入IMS語音ONU設備大約4000臺。

（一）IMS網運維難點

傳統PSTN網絡是一張封閉的通信網絡，占地面積大、耗電高、新技術引入困難，需要占用大量的銅纜資源。而以現代IP技術為基礎的IMS技術則呈現出眾多優勢，如：開放式網絡、新業務增加容易、網絡實現分層、變集中控制為分布式控制、接入無關性，終端設備只要符合相應的協議均可接入，與接入網絡無關；功耗低、體積小、能夠實現綠色節能減排。無疑IMS技術是先進的，但與傳統的PSTN技術相比，也存在以下缺點：

1.語音終端數量眾多，設備類型復雜

無錫聯通原有的語音網采用的是華為公司CC08機，擁有各類RIM模塊近400個。而無錫聯通還處于尚未大規模開展IMS光改的起步階段，在網的IMS語音終端ONU已經將近4000臺，如果全部實現光改，無錫全區的語音終端ONU的數量預計將超過1萬臺。原有的PSTN語音模塊擁有專門的接入機房，便于集中管理；而近萬的ONU則基本位于用戶端，維護管理難度很大。

2．缺乏專業的網管設備

華為CC08機有統一的網管設備，各類設備告警能夠及時在告警窗口里面體現，歷史記錄可以方便查詢，有利于故障定位。而IMS網絡僅提供了核心網設備的網絡管理，對于數量眾多的終端設備則無任何管理手段，只有在線、離線等兩個信息可以提供給維護人員。故障通常由用戶告知維護人員，無法實現主動式運維。

3．缺乏必要的性能統計手段

華為CC08機可以提供豐富的話務統計工具，用于用戶業務性能的正確評估。而對于IMS網絡，則只能根據當前瞬間的情況來定位問題，缺乏歷史數據的匯總分析。

4．網絡安全亟待加強

傳統的語音網絡是獨立的、封閉的，而IMS網絡是基于寬帶數據網絡的開放網絡，網絡安全問題亟待考慮，如網絡攻擊、用戶被盜打等情況時有發生。

（二）維護現狀

隨著無錫聯通組織架構的調整，核心網專業2018年開始接手IMS終端設備的維護工作，當時的情況正如前面反映的情況，維護資料只有幾張電子表格，記錄了號碼、IP地址、用戶名稱等幾類簡單的信息。故障處理流程如圖1所示，每次故障處理時間都很長，需要協調用戶、代維、數據專業、線路專業等多個環節，而且在維護過程中也多次發現提供的客戶信息不完整，需要多次往返的現象。

圖1 IMS接入網故障處理流程

三、IMS接入網智能運維系統部署思路

為有效提升維護水平，縮短故障歷時，建立IMS智能運維系統勢在必行，擬利用PHP、MySQL等技術構建無錫聯通IMS管理平臺。

傳統的維護資料分布在各維護人員的維護電腦內，以硬件設備為統計維度，缺乏統一的平臺來維護管理，資料的更新各自為政，缺乏統一的標準，導致故障定位困難。因此建立以客戶為中心，一站式的管理平臺顯得非常重要。考慮到IMS電話的數量級，擬采用的管理平臺是架構在Apache+PHP上,底層數據庫則采用MySQL。

web 服務器采用Apache，Apache是免費的開源軟件，具有速度快、性能穩定、維護簡單等很多優點。另外它最大的特點是可以跨平臺使用，無論Windows系統還是Unix系統都能正常運行。而微軟的IIS系統雖然有著操作簡單、發布網站快捷等優勢，但由于穩定性、安全性、可擴展性等幾個方面存在一定的不足，逐漸被Apache之類的新型web服務器代替。

PHP是目前被廣泛應用的網頁腳本語言，PHP語言可以完美的與Apache服務器相結合，對系統資源要求比較低。另外PHP同樣屬于免費開源軟件，許多第三方的軟件公司開發了相應的庫文件，使得PHP的功能不斷加強，大大方便了網站編寫人員的工作，通過PHP語言提供的函數可以很方便的調用數據庫，實現網頁交互式的訪問。

底層數據庫采用的是MySQL數據庫，同樣MySQL也是開源軟件，作為關系型數據庫的一員，它的特點是體積小、速度快、系統資源要求比較低、特別適合于網頁版快速查詢的需要，MySQL數據庫成為中小網站后臺數據庫的首選。

Linux、Apache、MySQL和PHP四類軟件相互結合，構造了一個免費、穩定的網站系統，實現了客戶資料查詢、網元快速登錄、性能分析、登錄日志查詢等功能，系統框圖如圖2所示。

圖2 IMS接入網智能運維系統框圖

四、IMS接入網智能運維系統

（一）完善IMS接入網維護資料

維護資料是運維工作的重中之重，第一步就是完善資料。在目前實際使用的IMS網絡中，共有H248、SIP兩種協議的終端，兩種類型的終端既有相同的信息，也有各自不同的特點。IP地址、設備名稱、用戶號碼等信息是兩種終端都需要統計的，H248終端還需要另外統計設備域名、端口號等信息。以前這些信息采集的是業務開通時登記的維護資料，但由于人員變革、設備遷移等原因，資料的準確性、完整性都不令人滿意。為了完善資料，公司從核心網的角度去重新獲取設備資料，與之前的維護資料進行對比，來實現資源準確性的核對。

核心網絡可以記錄所有在線用戶的號碼、域名、IP地址和端口等信息，經過十余次的全網IMS用戶數據的拉網式篩查，利用Python語言完成關鍵信息的提取與比對，我們獲取到了一部分缺失的用戶信息。再通過與數據專業、線路專業的核查，完善了公司IMS在網用戶的資料信息，包含用戶地址信息、接入機房信息、vlan信息、上聯設備信息等。完善的用戶信息為自動運維提供了第一手的基礎數據。

（二）建立客戶資料查詢系統

傳統的維護資料存在于各位維護人員的個人電腦之內，經常由于維護人員缺席導致資料查詢緩慢，而且由于更新不及時，常常存在相互矛盾的多個版本資料，給故障定位帶來不利的影響。為了快速查詢客戶資料，實現一站式維護，開發了IMS的客戶資料查詢系統，實現了對SIP、H248兩類終端信息的快速查詢，以及基于號碼、IP地址的雙向查詢，最大程度的縮短了資料查詢時間。圖3是H248客戶資料查詢網頁的截圖。

圖3 客戶資料查詢系統查詢頁面截圖

（三）建立基于IMS的性能統計系統

全網在線的IMS終端近4000個，以前只有當用戶報障，運維人員才會介入處理。這樣造成的后果是一方面維護工作很被動，不利于故障定位；另一方面也不利于公司對重點大客戶的差異化服務，實現主動運維。為此制作了IMS性能監測工具，以實現對IMS重點客戶終端的7*24小時性能監測。通過監測統計可以清晰的看到終端的歷史維護性能指標：網絡延時、丟包率、故障中斷次數、最新的中斷時間、最新的恢復時間等，從而使得維護工作可以做到有的放矢。通過對長期存在丟包、響應時間長的終端開展預防性維護，避免了用戶感知變差，減少了投訴次數，對提升NPS也有著積極的意義。對于需要進行重點保障的大客戶還可以設置優先等級，發生中斷時實現自動告警提醒。

（四）建立統一的網絡終端登陸平臺

原來的登錄方式是查詢維護資料后，再手工錄入登錄信息，由于各個廠家的登錄界面各不相同，往往需要登錄好幾次才能成功。系統開發了全網所有終端的統一登錄界面，實現維護的一站化。無論是通過IP地址，還是終端名稱都可以快速有效登錄網元，實現快速維護，減輕維護強度，避免出現人為錯誤。

（五）完善登錄日志記錄功能

目前網絡安全、信息安全越來越受重視，保護個人隱私、防止運營商泄密是我們需要重點關注的問題。為加強管控、防止非法接入，網站還提供了用戶登錄鑒權、登錄日志查詢功能，日志記錄了所有登錄頁面的IP地址、時間、查詢數據等統計信息備查。

五、結語

無錫聯通公司部署實施IMS接入網智能運維系統后，改變了投訴、故障驅動的被動式維護現狀，逐步形成了預防維護、主動維護的意識，將故障扼殺在了萌芽狀態，降低了客戶投訴率，提升NPS等用戶主觀感知，極大的提升了無錫地區維護IMS網絡的技術能力，并為下一步IMS網絡優化調整提供了有效信息。