CN108055148B - 一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法 - Google Patents

一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，应用于电力无线系统网管服务器，由网管服务器分别提取业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端交互报文日志，并添加时间戳标记，然后以通信终端为中心，关联各设备节点日志，存入溯源数据库的相应数据表中；当终端出现离线、误动或拒动等异常情况后，网管服务器从溯源数据库中检索出该终端以及与之关联设备的日志，通过匹配日志报文中的时间戳与特征值，从而诊断定位出故障点位置。本发明面向无线专网环境，针对电力业务的通信特点，设计了特定的日志溯源机制和故障诊断方法；从而实现自动化故障诊断，便于厘清运维责任，提高电力无线专网的运维效率，应用前景较好。

Description

一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法
技术领域
本发明涉及通信网络管理领域中故障溯源诊断方法，特别是一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法。
背景技术
根据智能电网的建设要求，我国已大力开展终端通信接入网建设，大量采用光纤专网和无线公网方式，辅以电力线载波通信，实现了输电、变电、配电、用电等各类电力基本业务的全覆盖。但光纤专网存在光缆建设难度大、成本高、覆盖受限、移动性不足等问题，无线公网存在通信质量不稳定、安全可靠性不高、可管理性不足、长期租用费用高等问题，在一定程度上影响了电力终端通信接入网的智能化水平。
随着LTE无线通信技术的发展，其泛在灵活的接入特点为解决各种电力业务的海量接入提供了经济、安全、可靠的专用通信网络。基于TD-LTE(Time Division-Long TermEvolution)技术采用1.8GHz频段开展电力LTE宽带无线专网建设，建成了具有可移动、低成本、易部署、实时、安全、可靠、可管理、可扩展的无线接入网络，实现了各类业务的综合接入。但是，由于从业务主站到业务终端的无线专网层次结构比较多，涉及到的设备类型和运维部门也不尽相同，因此当网络出现故障时，很难快速解决网络故障，目前业内人员在遇到网络故障时，也只是根据经验猜测性排查可能的故障原因，没有有效的网络故障诊断方法。
发明内容
本发明的目的是，在电力系统无线专网中，实现快速定位故障点，查明故障原因，保障无线承载控制业务的可靠性。
本发明采取的技术方案具体为：
一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，包括以下步骤；
1)日志提取：由网管服务器分别提取业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端交互报文日志，获得报文日志的消息内容；
2)日志加工：由网管服务器给每一条报文添加时间戳标记，并以通信终端为主键和外键，分别关联业务主站、核心网、基站、业务终端与通信终端相关的报文日志，根据业务类型、设备类型分别将报文存入溯源数据库的相应数据表中；
所述溯源数据库存储电力无线专网系统各节点的报文日志，包括：业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端的报文日志；
3)故障诊断：当业务终端出现异常情况时，网管服务器从溯源数据库中检索出该业务终端以及与该业务终端关联的基站、核心网、业务主站的报文日志，通过匹配业务终端、通信终端、基站、核心网、业务主站报文日志中的时间戳与特征值，从而诊断定位出故障点位置。
本发明所达到的有益效果为：
(1)面向无线专网环境，针对电力业务的通信特点，提供特定的日志溯源方法和故障诊断方法；
(2)无需人工介入即可实现网络故障的自动定位，并且能够分析故障根因，从而实现自动化故障诊断，便于厘清运维责任，提高电力无线专网的运维效率；
(3)提供无线专网设备日志的存储溯源方法，在发生故障后，不仅能及时定位故障点，还能事后溯源，便于故障对比统计分析，从而进一步促进电力无线专网通信系统与设备的优化。
附图说明
图1为本发明电力无线专网网管诊断方法结构图；
图2为离线故障网管自动诊断流程图；
图3为误动或拒动故障网管自动诊断流程图；
图4为业务终端、通信终端、基站、核心网与业务主站之间的关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
本发明的一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，应用于网管服务器，包括以下步骤；
1)日志提取：由网管服务器分别提取业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端交互报文日志，获得报文日志的消息内容；
2)日志加工：由网管服务器给每一条报文添加时间戳标记，并以通信终端为主键和外键，分别关联业务主站、核心网、基站、业务终端与通信终端相关的报文日志，根据业务类型、设备类型分别将报文存入溯源数据库的相应数据表中；
所述溯源数据库存储电力无线专网系统各节点的报文日志，包括：业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端的报文日志；
3)故障诊断：当业务终端出现异常情况时，网管服务器从溯源数据库中检索出该业务终端以及与该业务终端关联的基站、核心网、业务主站的报文日志，通过匹配业务终端、通信终端、基站、核心网、业务主站报文日志中的时间戳与特征值，从而诊断定位出故障点位置。
异常情况包括离线、误动或拒动等。
本发明中，日志提取过程中，所需要提取的内容包括：
业务主站的业务报文；
核心网与基站之间S1-MME接口的控制面数据和S1-U用户面数据；
核心网与终端之间Uu口的控制面数据和用户面数据，包括终端国际移动用户识别码IMSI 号、终端IP地址、无线资源控制RRC消息、用户业务数据等；
业务终端的业务报文。
表1为各接口功能表
Figure RE-GDA0001581116590000031
本发明中，日志加工过程中，将业务主站、核心网、基站、业务终端分别与通信终端关联的方法是：在网管服务器的溯源数据库中，业务主站通过IP地址关联业务终端和核心网；核心网与基站通过IMSI号关联通信终端；通信终端通过IP地址关联业务终端。
本发明应用时，在故障诊断过程中，若是终端发生离线故障，则按以下步骤进行诊断：
(1)网管服务器启用ping工具，向故障的通信终端发送ping包命令，若没有收到ping 包回复，则说明通信终端的空口无线通信故障，在溯源数据库中查询核心网、基站与该通信终端交互的信令日志，按下面步骤分析信令日志以判定具体原因；
(2)若网管服务器能收到通信终端的ping包回复，则给通信终端发送远程诊断命令，使得通信终端向业务终端发送ping包命令，提取通信终端日志，分析检索通信终端日志中是否有ping包回复，若通信终端能收到业务终端的ping包回复，则判断核心网侧后路由故障；
(3)若没有检索到业务终端对通信终端的ping包回复，则说明通信终端和业务终端之间的网络不通；网管服务器向通信终端发送网卡检测命令，提取通信终端日志，若通信终端日志的检测结果中检索不到业务以太网口，则判断是通信终端以太网口故障；
(4)若能检测到业务以太网口，网管服务器向通信终端发送网络地址解析命令，嗅探业务以太网口上所连接的业务终端的IP地址和MAC地址，提取通信终端日志，若通信终端日志的嗅探结果中检索不到业务终端的IP地址和MAC地址，则判断业务终端故障或网线故障；若通信终端日志的嗅探结果中检索到业务终端的IP地址和MAC地址，则判断通信终端故障。
本发明应用时，在故障诊断过程中，若是控制类终端发生误动或拒动故障，则按以下步骤进行诊断：
(1)网管服务器提取溯源数据库中误动或拒动发生时刻核心网与业务主站之间的交互日志，匹配该时间段内业务主站发送与核心网接收的业务报文数据是否一致，若报文存在异常，则说明故障原因出现在主站与核心网之间的通信；
(2)若核心网与业务主站之间的交互报文正常，网管服务器提取溯源数据库中该时间段内S1接口(核心网与基站之间接口)和Uu接口(核心网与通信终端之间接口)的用户面日志，匹配该时间段的业务报文数据是否一致，若报文存在异常，则说明故障原因出现在核心网/基站和通信终端之间的空口通信；
(3)若核心网、基站与通信终端之间的交互报文正常，网管服务器提取溯源数据库中对应通信终端的通信日志，解析通信终端与业务终端的交互记录，匹配该时间段的通信终端业务报文数据是否与业务主站发出的命令一致，若报文不一致，则判断故障原因是通信终端故障，若报文一致则判断故障原因是业务终端自身误动或拒动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，其特征在于，包括以下步骤；
1)日志提取：由网管服务器分别提取业务主站、核心网、基站、通信终端和业务终端交互报文日志，获得报文日志的消息内容；
2)日志加工：由网管服务器给每一条报文添加时间戳标记，并以通信终端为主键和外键，分别关联业务主站、核心网、基站、业务终端与通信终端相关的报文日志，根据业务类型、设备类型分别将报文存入溯源数据库的相应数据表中；所述溯源数据库存储电力无线专网系统各节点的报文日志；
3)故障诊断：当业务终端出现异常情况时，网管服务器从溯源数据库中检索出该业务终端以及与该业务终端关联的基站、核心网、业务主站的报文日志，通过匹配业务终端、通信终端、基站、核心网、业务主站报文日志中的时间戳与特征值，从而诊断定位出故障点位置；
在步骤1)中，日志提取过程中所需要提取的内容包括：
业务主站的业务报文；
核心网与基站之间S1-MME接口的控制面数据和S1-U用户面数据；
核心网与终端之间Uu口的控制面数据和用户面数据，包括终端国际移动用户识别码IMSI号、终端IP地址、无线资源控制RRC消息、用户业务数据；
业务终端的业务报文。
2.根据权利要求1所述的一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，其特征在于，在步骤2)中，日志加工过程中，将业务主站、核心网、基站、业务终端分别与通信终端关联的方法是：在网管服务器的溯源数据库中，业务主站通过IP地址关联业务终端和核心网；核心网与基站通过IMSI号关联通信终端；通信终端通过IP地址关联业务终端。
3.根据权利要求1所述的一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，其特征在于，在步骤3)中的故障诊断过程中，若业务终端发生离线故障，则按以下步骤进行诊断：
(1)网管服务器启用ping工具，向故障的通信终端发送ping包命令，若没有收到ping包回复，则说明通信终端的空口无线通信故障，在溯源数据库中查询核心网、基站与该通信终端交互的信令日志，按下面步骤分析信令日志以判定具体原因；
(2)若网管服务器能收到通信终端的ping包回复，则给通信终端发送远程诊断命令，使得通信终端向业务终端发送ping包命令，提取通信终端日志，分析检索通信终端日志中是否有ping包回复，若通信终端能收到业务终端的ping包回复，则判断核心网侧后路由故障；
(3)若没有检索到业务终端对通信终端的ping包回复，则说明通信终端和业务终端之间的网络不通；网管服务器向通信终端发送网卡检测命令，提取通信终端日志，若通信终端日志的检测结果中检索不到业务以太网口，则判断是通信终端以太网口故障；
(4)若能检测到业务以太网口，网管服务器向通信终端发送网络地址解析命令，嗅探业务以太网口上所连接的业务终端的IP地址和MAC地址，提取通信终端日志，若通信终端日志的嗅探结果中检索不到业务终端的IP地址和MAC地址，则判断业务终端故障或网线故障；若通信终端日志的嗅探结果中检索到业务终端的IP地址和MAC地址，则判断通信终端故障。
4.根据权利要求1所述的一种自动化可溯源的电力无线专网网管诊断方法，其特征是，
在步骤3)中的在故障诊断过程中，若是控制类终端发生误动或拒动故障，则按以下步骤进行诊断：
(1)网管服务器提取溯源数据库中误动或拒动发生时刻核心网与业务主站之间的交互日志，匹配该时间段内业务主站发送与核心网接收的业务报文数据是否一致，若报文存在异常，则说明故障原因出现在主站与核心网之间的通信；
(2)若核心网与业务主站之间的交互报文正常，网管服务器提取溯源数据库中该时间段内S1接口和Uu接口的用户面日志，匹配该时间段的业务报文数据是否一致，若报文存在异常，则说明故障原因出现在核心网、基站和通信终端之间的空口通信；
(3)若核心网、基站与通信终端之间的交互报文正常，网管服务器提取溯源数据库中对应通信终端的通信日志，解析通信终端与业务终端的交互记录，匹配该时间段的通信终端业务报文数据是否与业务主站发出的命令一致，若不一致，则判断故障原因是通信终端故障，若一致，则判断故障原因是业务终端自身误动或拒动。
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