CN103647675A - 一种dsl宽带质量自动优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种DSL宽带质量自动优化方法，包括：实时与定时宽带线路数据采集：该方法使用数字用户线路接入复用器DSLAM设备，完成采集数据、监听与服务Web请求；本发明尤其提出了采集后数据分析技术：主要为线路诊断、线路优化提供初始数据；线路稳定性判断，用于为稳定性优化提供判断指标；线路诊断：根据数据分析以及预先设定的达标规则将宽带线路分为具备提速潜力线路、不具备提速潜力线路以及无法提速的线路三个标准；线路优化处理流程：分为外派工单处理流程与自动迭代优化处理流程。其有益效果为：有助于维护人员了解引起数字用户线路DSL宽带质量的下降的具体原因，实施针对性的上门维护，提前消除DSL宽带线路的隐患，提高用户感知，降低客户投诉。

Description

一种DSL宽带质量自动优化方法

技术领域

本发明涉及DSL宽带优化领域，尤其涉及一种DSL宽带质量自动优化方法。

背景技术

从目前来看，铜缆线路因其建设历史久，线路实际状况错综复杂，存在各方面的维护难点，并且技术方面的运行维护手段，并没有随着宽带技术的发展而给予足够的支撑。目前数字用户线DSL铜缆接入的维护方式仍然主要是被动式维护的方式，缺少对主动维护的有效指导，例如：为了提升用户端口的达标率，各个省市都有进行过专项方面的整治，一些部门从“宽带112”测试系统提取不达标的线路方法，进行整治。但效果并不明显，或者一段时间内DSL宽带线路质量又随之下降，之所以会这样，是因为铜缆线路对外界环境的影响比较敏感，线路端口的激活速率会根据实际线路质量进行激活，所以线路端口的激活速率是动态波动的，所以当前的评估结果并不能完全动态的、真实的反映数字用户线DSL宽带质量情况。并且随着全国各地宽带提速的战略的实施。对高效、精确化的宽带提速提出了更高的要求，当前的DSL宽带维护方法中，即缺乏对用户报障原因的有效分析，也缺乏对用户报障进行派单的有效指导；维护方式基本是人工派单的方式，缺乏自动化维护的方法，更缺乏从宏观上反应数字用户线DSL宽带质量、宽带潜力的统计分析手段。目前的粗放型，一刀切的方式将无法满足高速发展的“宽带提速”战略的步伐。

发明内容

本发明目的在于克服以上现有技术之不足，提供一种DSL宽带质量自动优化方法，具体有以下技术方案实现：

所述DSL宽带质量自动优化方法，包括：

实时与定时宽带线路数据采集：通过使用数字用户线路接入复用器DSLAM设备，对设备IP进行匹配，完成采集线路数据、监听服务Web请求；

数据处理：包括数据分析录入技术，线路质量判断技术和线路稳定性判断，用于为线路诊断、线路优化提供初始数据，以及为稳定性优化提供判断指标；

线路诊断：根据采集后数据分析以及设定的达标规则将宽带线路分为具备提速潜力线路、不具备提速潜力线路以及无法提速的线路三个标准，并对每个标准提供相应的优化模版；

线路优化流程：对无法提速的线路进行外派工单处理，对有提速潜力的线路进行自动迭代优化处理。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述DSL线路质量判断根据采集到的线路端口信息数据，从不同类别的信息开始，把握线路物理层面或外界干扰层面对DSL宽带质量的影响程度，包括：

虚接判断：通过检测低频率范围异常的信噪比和上行平均速率来判断；

阻抗非平衡判断：通过基于状态匹配的波动噪声识别算法进行判断；

噪声干扰：通过比特分布失真算法或比特位失真率公式对噪声干扰进行判定；

线长估算：在DSL线路质量非常差或处于不稳定的情况下，通过将线路实际长度与线长的估算值的差值大小反应线路的质量的优劣。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述线路稳定性判断，根据采集到的线路数据以及所述宽带质量判断，通过上行码违例次数UC、下行码违例次数DC和调制解调器的初始化次数IC，对线路的稳定情况进行判断，为稳定性判断提供判断指标。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述线路诊断中，根据最大激活速率的经验公式式（1），设定的线路达标规则为：

上行达标：用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的上行平均速率小于该线路上行配置速率×90％；

下行达标：用户线路的下行配置速率小于等于2048kbs时，用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的下行平均速率小于下行配置速率×95％；

最大激活速率的经验公式式如下：

$V_a=\frac{{V_i}^{0.898}\×{10}^{0.503}}{{10}^{0.024\mathrm{attn}/100}\×{10}^{0.057\mathrm{snrm}/100}}---\left(1\right)$

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述线路诊断提出的三个标准所对应的条件如下：

标准一，具备提速潜力线路的条件：线路的稳定指标为十分稳定或稳定，线路的最大激活速率大于下行配置速率，没有虚接且达标情况是上行、下行均达标；

标准二，不具备提速潜力线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况不是上行、下行均不达标；

标准三，无法提速的线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况为上行、下行均不达标。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，线路端口信息数据的采集通过向复用器DSLAM发送相应的简单网络管理协议SNMP包，完成DSLAM设备端口数据的采集，并将所述线路端口信息数据以格式化的文件的方式进行保存。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述监听Web服务包括定时数据采集方式和实时数据采集方式:

所述定时数据采集方式从系统配置文件中读取数字用户线路接入复用器DSLAM列表和命令对象以及采集时间和间隔，当达到采集时间时，便并行执行采集任务，结果保存至文件，并采用监控日志记录采集过的设备端口；

所述实时数据采集方式，当Web服务请求被发送到服务端口时，实时请求触发并立即执行，结果被封装在使用简单对象访问协议SOAP的消息里并发出。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，所述比特分布失真算法如下：步骤一：对于下降幅度为1的比特位，忽略计数为失真；

步骤二：当遇到比特位突然下降的情况，就比较下降的幅度与下降之前比特位承载的位数，当下降的幅度比起当前的比特承载位数而言较大，比特分配的整体方差相对于下降的幅度较小，则判定为有比特位失真，进入步骤3；

步骤三：比较下降的幅度和比特分布整体的模板，当下降的幅度比模板平均值较显著，则判定为有比特位失真的情况；

步骤四：根据线路的服务是ADSL或是ADSL2的不同，使用不同的失真率阈值来确定是否有噪声和干扰。

所述DSL宽带自动优化方法的进一步设计在于，获取当前比特序列预分配给各子信道的各子载波的功率分量，分析比特位失真率公式如下:

$B_{a~b}^{0~x}=\frac{C_{0~x}}{b-a}*100---\left(2\right)$

其中，C_0～x表示在子信道[a,b]位之间的值在[0,x]范围内失真的位数，值越大表示失真的数据越多，噪声倾向越大。

本发明的优点如下：

通过采用本发明提出的方法，不仅能使网络运行维护人员获取到实时、准确、全面的DSL宽带线路的质量情况，据此指导光网建设；而且还能通过本方法了解具体引起DSL宽带质量的下降的具体原因，实施针对性的上门维护，提前消除DSL宽带线路的隐患，大大提高用户感知，降低客户投诉。同时本方法还针对不同的原因给出了处理的建议和策略，不管是对用户报障的派单指导，还是外线修障的障碍定位，都有很大的指导作用，结合本发明提出的数字用户线路接入复用器DSLAM模板参数自动优化方法，提升线路稳定性及其运行速率，将大大降低盲目派单，提升外线障碍运维效率，降低运维成本；并且通过本方法提出的DSL宽带能力评估，对具备宽带提速潜力的客户进行针对性的营销，进一步增加企业利润。

附图说明

图1为DSL宽带质量自动优化方法的流程图。

图2为Get请求命令接口协议的示例。

图3为图2所示示例的返回结果。

图4为walk请求命令接口协议的示例。

图5为set请求命令接口协议的示例。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方案进行详细说明。

如图1，本发明提供的DSL宽带质量自动优化方法，包括定时与实时线路数据采集：使用数字用户线路接入复用器DSLAM设备，完成匹配设备IP，采集线路数据、监听与服务Web请求等工作。数据分析：包括线路质量判断，用于为线路诊断、线路优化提供初始数据；线路稳定性判断，用于为稳定性优化提供判断指标。线路诊断：根据数据分析以及设定的达标规则将宽带线路分为具备提速潜力线路、不具备提速潜力线路以及无法提速的线路三个标准，并对每个标准提供相应的优化模版。线路优化：外派工单处理，对无法提速的线路进行外派工单处理。自动迭代优化处理，包括如下步骤：1）通过提供新的优化模板执行优化直至线路稳定，2）进行线路诊断若当前线路仍具备提速潜力，重复步骤1），否则完成优化。

DSL线路质量判断根据采集到的线路端口信息数据把握线路物理层面或外界干扰层面对DSL宽带质量的影响程度，包括虚接判断：通过检测低频率范围异常的信噪比和上行平均速率来判断；阻抗非平衡判断：通过基于状态匹配的波动噪声识别算法进行判断；噪声干扰：通过比特分布失真算法或比特位失真率公式对噪声干扰进行判定；以及线长估算：在DSL线路质量非常差或处于不稳定的情况下，通过将线路实际长度与线长的估算值的差值大小反应线路的质量的优劣。阻抗非平衡判断

当线路阻抗不平衡时，线路双绞线的两条线的物理特性并不完全相同，导致干扰信号对每条线路的影响不一致，从而引起“差模干扰”，这种差模干扰无法将有用信号区分开，直接影响到通讯质量。当线路阻抗不平衡时，在比特分布图上显示整个频段强烈而且波动的噪声耦合存在。本发明采用基于状态匹配的波动噪声识别算法进行判断，详细判定规则描述如下：

比特分布显示整个频段存在波动的噪声耦合存在，且存在无法承载的比特位。设当前比特位和当前位置后续4位的状态函数记作f(x,4)。

检测函数H(4)=(0,1,0,-1)，记数x当f(x,4)*H(4)=0。当上述条件满足且排除掉一些特定的f(x,4)的组合,即可确定该比特位x是否存在波动的噪声耦合。

统计噪声耦合出现的分布与阈值10%做比较，最终完成阻抗非平衡的判定。

噪声干扰

在DSL信号实际传输过程中，会遇到多种噪声和干扰，包括低频串扰，高频噪声，高频高能噪声，广播噪声以及脉冲噪声等等。以上的噪声和干扰中，脉冲噪声诊断分析是基于稳定性的判断；当前比特位突然下降，即比特分布失真，比特分布失真算法如下：

步骤一：对于下降幅度为1的比特位，忽略计数为失真。

步骤二：当遇到比特位突然下降的情况，就比较下降的幅度与下降之前比特位承载的位数。当下降的幅度比起当前的比特承载位数而言较大，比特分配的整体方差相对于下降的幅度较小，则判定为有比特位失真，进入步骤3。

步骤三：比较下降的幅度和比特分布整体的模板，当下降的幅度比模板平均值较显著，则判定为有比特位失真的情况。

步骤四：根据线路的服务是ADSL或是ADSL2的不同，使用不同的失真率阈值来确定是否有噪声和干扰。

其他的噪声干扰诊断分析是基于比特位失真率而判断的，比特分布失真率的计算公式如式（2）所示，

$B_{a~b}^{0~x}=\frac{C_{0~x}}{b-a}*100---\left(2\right)$

其中C_0～x表示在子信道[a,b]位之间的值在[0,x]范围内失真的位数，值越大表示失真的数据越多，噪声倾向越大。

不同噪声干扰的具体判断规则如下：

高能噪声:一种比较稳定的噪声，明显影响下行的传输，并且在子信道段的80-150位处存在比特失真，即判定为高能噪声。

高频处高能噪声:与高能噪声类似，是一种较稳定的噪声。并且噪声失真发生在子信道段150位之后。

低频串扰:在较低频率范围内检测到失真。比特失真发生在子信道的32-100位范围内。

广播噪声:失真发生在子信道119位之后，并且是窄频噪声。

线长估算

当DSL线路质量处于较稳定的条件下，线路衰减越大，接收到的有用信号电平越低，信噪比也越小，使子载频所调制的比特数越少，从而导致ADSL线路速率下降，误码率升高，甚至“掉线”或根本无法激活。

线长的估算算法从上行衰减和线长阈值取回归分析的值，得到线长阈值f(x)的经验公式如下:

f(x)=103+6.4624x^-0.696

当DSL线路质量处于较稳定的条件下，线长y的估算公式为:

y=xf(x)=103x+6.4624x^0.304，其中x为上行衰减

当DSL线路质量非常差或处于不稳定的情况下，此时的线长估算误差比较大，如将线路实际长度与线长的估算进行比较，两者的误差的大小将直接反应线路的质量的优劣。

线路稳定性判断，根据采集到的线路数据以及宽带质量判断，通过上行码违例次数UC、下行码违例次数DC和调制解调器的初始化次数IC，对线路的稳定情况进行判断，判断指标如下表所示。

线路诊断中，根据最大激活速率的经验公式式（1），设定的线路达标规则为：上行达标：用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的上行平均速率小于该线路上行配置速率×90％；

下行达标：用户线路的下行配置速率小于等于2048kbs时，用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的下行平均速率小于下行配置速率×95％；

$V_a=\frac{{V_i}^{0.898}\×{10}^{0.503}}{{10}^{0.024\mathrm{attn}/100}\×{10}^{0.057\mathrm{snrm}/100}}---\left(1\right)$

其中V_a是线路的最大激活速率,V_i是线路的最大可达速率,Attn是线路的衰减，Snrm是线路的噪声容限。

线路诊断所提出的三个标准所对应的条件如下：

1.具备提速潜力线路的条件：线路的稳定指标为十分稳定或稳定，线路的最大激活速率大于下行配置速率，没有虚接且达标情况是上行、下行均达标。

2.不具备提速潜力线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况不是上行、下行均不达标。

3.无法提速的线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况为上行、下行均不达标。

线路端口信息数据的采集通过向复用器DSLAM发送相应的简单网络管理协议SNMP包，完成DSLAM设备端口数据的采集，并将线路端口信息数据以格式化的文件的方式进行保存。底层数据采集服务在服务器的端口上监听Web服务，Web服务以简单对象访问协议(SOAP)的可扩展标记语言(XML)消息的形式被底层数据服务接收，并解析成为以上命令并执行，返回结果被封装在可扩展标记语言(XML)消息里通过简单对象访问协议(SOAP)返回到Web服务的请求端。

本实施例中所使用的简单网络管理协议SNMP命令包括三种：get命令、set命令和walk命令，其格式包括：SNMP命令，community口令，SNMP版本，DSLAM设备IP和命令对象标示Object Identifier(OID)，如下命令名(snmpget/snmpset/snmpwalk)+community(public/private)+version(1/2c/3)+DSLAM IP+OID+(参数设置类型和值)，其中本方法通过封装网络通讯协议的get命令进行数据的采集，通过封装set命令可用于模版优化时的模版数据修改上，封装walk命令用于数字用户线路接入复用器DSLAM设备端口参数自动发现方法中。

底层数据采集服务在服务器的端口上监听Web服务，Web服务以简单对象访问协议(SOAP)的可扩展标记语言(XML)消息的形式被底层数据服务接收，并解析成为以上命令并执行，返回结果被封装在可扩展标记语言(XML)消息里通过简单对象访问协议(SOAP)返回到Web服务的请求端。监听Web服务包括定时数据采集方式和实时数据采集方式。

定时数据采集模式从系统配置文件中读取数字用户线路接入复用器DSLAM列表和命令对象标示OID列表以及采集活动开始的时刻和间隔，当采集时间抵达时便批量执行采集任务。各采集任务之间并行执行，结果保存至文件，并采用监控日志记录采集过的设备端口。

实时数据采集模式，当Web服务请求被发送到服务端口时，实时请求触发并立即执行，结果被封装在使用简单对象访问协议SOAP的XML消息里面发出。Get请求命令接口协议的示例如图2，对应返回结果如图3，walk请求命令接口协议的示例如图4，Set请求命令接口协议的示例如图5。

线路优化过程:

目前DSL网络中所有DSL线路依据不同的业务等级采用都是固定的统一的模板。本实施例将整个模板优化过程分成三个阶段进行：

第一步速率提升阶段

将没有达到配置速率的线路速率，进行模版优化提升速率，使线路的速率能够稳定在配置的速率的范围内。对于通过模版优化后，仍然无法达到配置速率要求的线路，则需要根据诊断分析结果判定影响线路速率的问题，通过定位问题决定是否需要通过外派工单来解决。

第二步速率升级阶段

基于DSL宽带优化系统智能提速引擎，挖掘线路提升的最大速率，推荐线路进行一轮的服务升级，升级的服务产品限于比当前服务级别高一级的服务。

第三步稳定性提升阶段

诊断第一阶段和第二阶段的线路进行模版优化的基础上，进行线路的稳定性优化。

针对线路的参数，通过线路质量（衰减、噪声余度）、稳定性、线长等几个方面进行判断，通过相应的算法规则来决定使用某一种模版配置策略来优化提升线路速率。下面介绍几种模版配置策略。

1）ADSL工作模式激活模版策略

在模版优化过程中如果我们发现当前ADSL激活的工作方式不是全速率模式的方式，我们会在局端和用户端的选择范围交集中择优尝试来激活，从而提高线路速率。

2）降噪提速模版策略

诊断分析后发现线路符合一定条件如：线路稳定性判断后不属于非常不稳定；线路的线长小于3000m；线路的上下行噪声余度均值大于10dB；线长的上下行衰减均值小于30dB；线路的实际速率不小于配置速率的20%。模版优化模块将调用降噪提速模版来优化线路。步骤如下：

新增一个与原模版参数配置一样的模版，如果线路的上行或下行实际速率小于配置速率的15%，则降低模版的上行或下行噪声容限的adslConfMinSnrMgn参数；如果线路的上行或下行实际速率小于配置速率的20%，则进一步降低模版的上行或下行噪声容限的最小值adslConfMinSnrMgn参数；将端口绑定到新模版中，并重新进行激活。

Claims (9)

1.一种DSL宽带质量自动优化方法，其特征在于包括： 

实时与定时宽带线路数据采集：通过使用数字用户线路接入复用器DSLAM设备，对设备IP进行匹配，完成采集线路数据、监听服务Web请求； 

数据处理：包括数据分析录入技术，线路质量判断技术和线路稳定性判断，用于为线路诊断、线路优化提供初始数据，以及为稳定性优化提供判断指标； 

线路诊断：根据采集后数据分析以及设定的达标规则将宽带线路分为具备提速潜力线路、不具备提速潜力线路以及无法提速的线路三个标准，并对每个标准提供相应的优化模版； 

线路优化流程：对无法提速的线路进行外派工单处理，对有提速潜力的线路进行自动迭代优化处理。 

2.根据权利要求1所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于，所述DSL线路质量判断根据采集到的线路端口信息数据，从不同类别的信息开始，把握线路物理层面或外界干扰层面对DSL宽带质量的影响程度，包括： 

虚接判断：通过检测低频率范围异常的信噪比和上行平均速率来判断； 

阻抗非平衡判断：通过基于状态匹配的波动噪声识别算法进行判断； 

噪声干扰：通过比特分布失真算法或比特位失真率公式对噪声干扰进行判定； 

线长估算：在DSL线路质量非常差或处于不稳定的情况下，通过将线路实际长度与线长的估算值的差值大小反应线路的质量的优劣。 

3.根据权利要求1所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于所述线路稳定性判断，根据采集到的线路数据以及所述宽带质量判断，通过上行码违例次数UC、下行码违例次数DC和调制解调器的初始化次数IC，对线路的稳定情况进行判断，为稳定性判断提供判断指标。 

4.根据权利要求3所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于所述线路诊断中，根据最大激活速率的经验公式式（1），设定的线路达标规则为： 

上行达标：用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的上行平均速率小于该线路上行配置速率×90％； 

下行达标：用户线路的下行配置速率小于等于2048kbs时，用户线路在测试周期内的采集的上行速率数据，通过算法计算的下行平均速率小于下行配置速率×95％； 

最大激活速率的经验公式式如下： 

。

5.根据权利要求4所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于所述线路诊断提出的三个标准所对应的条件如下： 

标准一，具备提速潜力线路的条件：线路的稳定指标为十分稳定或稳定，线路的最大激活速率大于下行配置速率，没有虚接且达标情况是上行、下行均达标； 

标准二，不具备提速潜力线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况不是上行、下行均不达标； 

标准三，无法提速的线路的条件：线路最大激活速率小于下行配置速率并且达标情况为上行、下行均不达标。 

6.根据权利要求1所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于线路端口信息数据的采集通过向复用器DSLAM发送相应的简单网络管理协议SNMP包，完成DSLAM设备端口数据的采集，并将所述线路端口信息数据以格式化的文件的方式进行保存。 

7.根据权利要求6所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于所述监听Web服务包括定时数据采集方式和实时数据采集方式: 

所述定时数据采集方式从系统配置文件中读取数字用户线路接入复用器DSLAM列表和命令对象以及采集时间和间隔，当达到采集时间时，便并行执行采集任务，结果保存至文件，并采用监控日志记录采集过的设备端口； 

所述实时数据采集方式，当Web服务请求被发送到服务端口时，实时请求触发并立即执行，结果被封装在使用简单对象访问协议SOAP的消息里并发出。 

8.根据权利要求3所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于所述比特分布失真算法如下：步骤一：对于下降幅度为1的比特位，忽略计数为失真； 

步骤二：当遇到比特位突然下降的情况，就比较下降的幅度与下降之前比特位承载的位数，当下降的幅度比起当前的比特承载位数而言较大，比特分配的整体方差相对于下降的幅度较小，则判定为有比特位失真，进入步骤3； 

步骤三：比较下降的幅度和比特分布整体的模板，当下降的幅度比模板平均值较显著，则判定为有比特位失真的情况； 

步骤四：根据线路的服务是ADSL或是ADSL2的不同，使用不同的失真率阈值来确定是否有噪声和干扰。 

9.根据权利要求3所述的DSL宽带自动优化方法，其特征在于，获取当前比特序列预分配给各子信道的各子载波的功率分量，分析比特位失真率公式如下: 

其中，C_0～x表示在子信道[a,b]位之间的值在[0,x]范围内失真的位数，值越大表示失真的数据越多，噪声倾向越大。 

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