CN113556170A - 一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法,包括如下步骤:制定CM终端各项运行指标及合格标准;网管系统对CM终端多项运行数据进行采集和存储;大数据技术进行终端数据的实时指标合格评判并将结果储存到数据库中;利用资源管理系统建立网络拓扑,建立不同网络节点下CM终端集合;计算每个光节点下终端集合中在线终端数,筛选出值得进行分析的目标光机;计算光机节点终端各个指标的合格率,圈出指标运行合格率低的光机及需要运维的指标;计算运行合格率低的光机所覆盖的楼栋终端指标偏移量,确定维护楼栋、维护指标和优化方向。该方法能够精准圈定有线电视双向HFC网络需主动运维的位置和优化指标,提升主动运维的效率和效能。
Description
技术领域
本发明涉及网络运维服务领域,特别涉及一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法和系统。
背景技术
有线电视混合光纤同轴电缆(Hybrid Fiber-Coax,HFC)网络是利用射频传输技术实现光电混合传输的有线通信网络,虽然传输距离长,但由于电缆传输部分受环境、温度、线缆老化、接头氧化等因素影响较大,需要不断检修调测以保持网络传输指标。
随着网络规模日益扩大,有线电视网络主动巡检工作量不断递增,全网主动检修已无法实现。当前有线电视网络主要围绕用户报修开展被动运维,这种工作即降低了用户体验,同时也无法很好的开展系统化网络调优,网络传输质量无法得到保证。
网管系统可以获取单个电缆调制解调器(Cable Modem,CM)终端设备运行数据,但由于没有网络拓扑和位置信息辅助,数据分散,无法形成能够批量提升网络质量的主动运维目标。同时电缆调制解调器终端系统(Cable Modem Terminal Systems,CMTS)局端设备属于高复用通信设备,一台CMTS可以接入几千个终端,服务几万户用户,依靠CMTS运行数据无法有效缩小运维范围,减轻运维工作压力。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法和系统,本方案能够精准圈定有线电视双向HFC网络需主动运维的位置和优化指标,提升主动运维的效率和效能。
本发明通过以下技术方案实现:
一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
制定CM终端各项运行指标及合格标准;
网管系统对CM终端多项运行数据进行采集和存储;
大数据技术进行终端数据的实时指标合格评判并将结果储存到数据库中;
利用资源管理系统建立网络拓扑,建立不同网络节点下CM终端集合;
计算每个光节点下终端集合中在线终端数,筛选出值得进行分析的目标光机;
计算光机节点终端各个指标的合格率,圈出指标运行合格率低的光机及需要运维的指标;
计算运行合格率低的光机所覆盖的楼栋终端指标偏移量,确定维护楼栋、维护指标和优化方向。
进一步的,所述网管系统对CM终端多项运行数据的采集周期小于半小时。
进一步的,所述步骤大数据技术在对终端数据进行评判,每条采集数据增加“合格标志”字段,将采集的数据输入并判断数据是否在合格的范围内,如果数据结果合格,则字样“合格标志”为1,反之,字样“合格标志”为0,并将“合格标志”写入数据库。
进一步的,所述资源管理系统是运营商基础信息支撑系统,负责所有网络线缆和设备之间物理连接信息的建立和维护,依托资源管理系统建立管理片区-光机-楼-CM终端媒体接入控制(Media Access Control,MAC)之间的覆盖拓扑关系。
进一步的,根据资源管理系统建立的管理片区-光机-楼-CM终端MAC之间的拓扑关系,计算每个光节点下终端集合中在线终端数,以便筛选值得进一步分析的光机,具体通过以下步骤进行筛选:
计算每个光机终端MAC集合中在线的终端数量,形成光机终端MAC集合A;
计算集合A中位值和算数平均值,取出集合A中在线终端数量大于中位值或算数平均值的值,该值对应的光机是值得进行分析的目标光机。
进一步的,从目标光机中选出需要运维的指标,具体包括如下步骤:
以一个自然月为周期,对终端的各项指标进行多次采集,计算出在线目标光机下各终端的指标合格率,并以指标合格率判定该终端是否合格,如果合格记为1,反之记为0;
计算目标光机下所有终端各个指标的运行合格率,所述运行合格率为运行合格的终端数在总在线终端数中的占比;
根据运行合格率选取与指标对应的需运维的目标光机。
进一步的,在所述运维目标光机覆盖的每栋楼中,确定维护楼栋、维护指标、维护方向的步骤如下:
计算每个终端下的指标偏移量;
计算每栋楼下的所有在线终端各个指标偏移量的累计值;
根锯偏移量的累计值及偏移量的绝对值确定每栋楼的维护指标、维护优先级和网络调整方向。
进一步的,一种基于均值标准差的有线电视网络运维系统,包括CM终端、CMTS局端、城域网、交换机和采集服务器,其特征在于,所述CMTS局端连接至少一个CM终端,所述CMTS局端和城域网连接,所述交换机的一端连接采集服务器,另一端连接城域网。
进一步的,所述CMTS局端可以将CM终端采集到的运行指标发送到城域网中。
进一步的,所述交换机实现采集服务器和城域网之间的信息交互。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
1、通过CM终端运行数据采集分析、网络拓扑数据分析、不同拓扑节点的CM终端指标合格比较分析,精准圈定有线电视双向HFC网络需主动运维的位置和优化指标,提升主动运维的效率和效能。
附图说明
图1为一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法流程图;
图2为本发明另一实施例的CM终端五项运行指标及合格标准;
图3为本发明一实施例的采集数据合格判断流程;
图4为本发明一实施例的不同节点CM终端MAC集合的示意图;
图5为本发明一实施例的系统示意图;
图6为实施例一中不同节点终端MAC数据集合;
图7为实施例一中光机下在线终端数量集合;
图8为实施例一中剔除终端较少光机片区后集合;
图9为实施例一中光机下终端运行指标run_PR表;
图10为实施例一中光机五项指标合格率集合;
图11为实施例一中光机五项指标合格率均值和标准差;
图12为实施例一中蝴蝶湾花园3幢在线终端下行接受电平偏差表。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明一实施例的一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法,用于精准圈定有线电视双向HFC网络需主动运维的位置和优化指标,提升主动运维的效率和效能,参照图1,包括以下步骤:
S10:确定终端采集指标和合格评判标准。
对CM终端进行数据采集,确定CM终端采集指标的种类和合格评判标准。
如图2所示,采集的五项指标分别为:下行接收电平、下行信噪比、上行发射电平、上行信噪比、上行接收电平;其中,确定下行接收电平的合格范围为3dBmV±9、下行信噪比的合格范围为≥32dB、上行发射电平的合格范围为48dBmV±6、上行信噪比的合格范围为≥28dB、上行接收电平的合格范围为0dBmV±3。
S20:密集采集终端指标。
通过网管系统对CM终端五项运行数据进行密集不间断采集和存储,采集周期小于半小时。
S30:实时进行终端采集指标合格评判并储存结果到数据库中。
如图3所示,所述大数据技术在对终端数据进行评判时,每条采集数据增加“合格标志”字段。采集MC终端某项数据输入并判断采集数据是否合格,如果合格,该项“合格标志”字段为1,否则为0,并将结果写入数据库。
S40:构件管理片区-光机-楼-终端MAC拓扑和节点集合。
利用资源管理系统建立网络拓扑,建立不同网络节点下CM终端集合。
如图4所示,资源管理系统是运营商基础信息支撑系统,负责所有网络线缆和设备之间物理连接信息的建立和维护,依托资源管理系统建立管理片区-光机-楼-CM终端MAC之间的覆盖拓扑关系,根据拓扑关系建的不同节点下CM终端MAC集合。
管理片区MAC集合包括若干个光机,每个光机下又包括若干个楼栋,每个楼栋下包括若干终端MAC。
S50:计算光机节点集合终端在线数,剔除极少值。
根据资源管理系统建立的管理片区-光机-楼-CM终端MAC之间的拓扑关系,计算每个光节点下终端集合中在线终端数,以便筛选值得进行分析的目标光机。由于单个光机下在线终端数太少会影响数据分析的准确性,同时达不到主动运维、批量提升网络质量的目标,因此需要剔除在线终端数少的光机片区。
筛选方式如下:
计算每个光机终端MAC集合中在线的终端数量,形成光机终端MAC集合A。
集合A表示为A={X1,X2,X3……Xn},其中:Xi:单个光机的终端在线数;n:管理片区的光机数。通过集合A,可以清晰地知道各个光机下的终端数量。
选取的目的时为了剔除终端较少光机片区,由于部分光机下终端数目比较少,会影响数据分析的准确性,通过数目较少的光机更是达不到主动运维的请求,剔除了数目较少的光机后形成新的光机终端MAC集合B:
B={X1,X2,X3……Xm},其中:Xi:单个光机的在线数;m:剔除终端较少光机片区后的光机数。
S60:计算光机节点月度终端合格率指标,并计算均值和标准差,选择指标极差光机片区。
计算光机节点终端各个指标的合格率,圈出指标运行合格率低的光机及需要运维的指标。
步骤1:以一个自然月为周期,计算光机集合B下每个在线终端的指标合格率,指标合格率用para_PR表示,并以指标合格率para_PR的数值判定终端运行是否合格。本实例中,制定指标合格率para_PR的标准为70%,如果计算出的指标合格率大于70%,则判定该光机的该项指标为合格,记为数字“1”;反之则判定不合格,记为数字“0”。
计算指标合格率para_PR,指标合格率para_PR按如下公式计算:
将光机下终端的指标合格率与制定的70%进行比较,即按照如下参数判定终端运行合格指标run_PR:
步骤2:根据上述计算得到的终端各项指标的合格情况,计算每个光机下终端各个指标的运行合格率,运行合格率记为X,X按如下公式计算:
形成光机运行合格率集合C:
Cj={X1,X2,X3……Xm},其中:Xi:单个光机的终端运行合格率;m:集合B光机数;j:运行指标分类,1—下行接收电平,2—下行信噪比,3—上行发射电平,4—上行接收信噪比,5—上行接收电平。
通过上述方案剔除了集合C中不满足条件的光机后得到集合D,集合D为运维目标光机集合。表示为Dj={X1,X2,X3……Xms};其中:Xi:单个光机的终端某一项指标运行合格率;ms:集合C中需要运维的光机数;j:运行指标分类,1—下行接收电平,2—下行信噪比,3—上行发射电平,4—上行接收信噪比,5—上行接收电平。
S70:计算目标光机片区每栋楼终端指标偏移量,确定维护楼栋、维护指标和优化方向。计算运行合格率低的光机所覆盖的楼栋终端指标偏移量,确定维护楼栋、维护指标和优化方向。
计算集合Dj中光机覆盖的每楼栋终端运行指标与标准值之间偏移量Δx,同时根据偏移量Δx计算出偏移量累计值y:具体方案步骤如下:
步骤1:计算每个终端的指标偏移量:
步骤2:计算每幢楼栋的在线终端指标偏移量累计值:
根据偏移量Δx和偏移量累计值y确定每幢楼的维护指标、维护优先级和网络调整方向。其中,维护指标按照Dj分类确定;维护优先级按的从大到小排序;网络调整方向按y值正负属性确定;网络调整幅度按max(|Δxi|)提出建议。
如图5所示,一种基于均值标准差的有线电视网络运维系统,包括CM终端1、CMTS局端2、城域网3、交换机4和采集服务器5,所述CMTS局端2连接至少一个CM终端1,所述CMTS局端2和城域网3连接,所述交换机4的一端连接采集服务器5,另一端连接城域网3。
CMTS局端2可以将CM终端1的运行指标数据发送到城域网3中。交换机4实现采集服务器5和城域网3之间的信息交互。CMTS局端2采集到的CM终端1的运行指标数据通过交换机4储存到采集服务器5中,采集服务器5通过大数据技术对采集的指标进行评判并将评判结果储存到数据库中。
实施例一:
为了更好地理解本发明的实质,下面用实例来详细说明本发明的技术内容,但本发明的内容并不局限于此。
本示例管理片区共有15882台光机,接入CM终端464158台。
S10:确定CM终端采集指标的种类和合格评判标准,参考图2,每个终端采集五项数据,每项数据合格标准。
S20:每半小时全量采集所有在线终端的五项运行数据。
S30:每次采集的数据按上表进行合格判定,形成“合格标志”数据,合格的为1,不合格的为0。
S40:通过网络资源管理系统形成如下表所示的不同节点终端MAC数据集合。参考图6,不同节点终端MAC数据集合。
S50:统计15882台光机一个月在线终端数量,形成集合A,
S60:按如下公式计算集合B中所有光机在线终端指标合格率para_PR:
按照如下参数判定终端运行合格指标run_PR:
最终得到光机在线终端各指标合格率para_PR,见图9;
如图10所述,计算1-下行接收电平、2-下行接收信噪比、3-上行发射电平、4-上行接收信噪比、5-上行接收电平五项指标分别计算7865个光机五项指标的各合格率,形成C1、C2、C3、C4、C5五个集合。
按公式在C1、C2、C3、C4、C5五个集合中选取目标光机形成D1、D2、D3、D4、D5五个目标光机集合。其中D1集合数量273个,D2集合数量104个,D3集合数量266个,D4集合数量126个,D5集合数量250个。
S70:按如下公式根据指标分类计算Dj集合中每个光机下覆盖楼栋的对应终端指标偏差值;
如集合D1中“蝴蝶湾5#光机”下行接收电平合格率75%,蝴蝶湾5#光机片区主要维修下行接收电平指标。
如图6和图12所示,计算计算“蝴蝶湾5#光机”覆盖下所有楼栋下行接收电平偏移量累计值。
通过上述计算得出如下结论:
1、蝴蝶湾5#光机需要维修下行接收电平;
2、蝴蝶湾花园3幢下行接收电平优先维修;
3、蝴蝶湾花园3幢下行接收电平偏移量累计y为负值,电平需要抬升;
4、蝴蝶湾花园3幢下行电平max(|Δxi|)=5,建议整体提高5dB。
有益效果:通过上述步骤S10-步骤S60的计算,形成了D1、D2、D3、D4、D5五个不同维修指标的光机集合,目标光机数量从15882分别收敛到273、104、266、126、250,实现了精准圈定主动运维片区和明确运维指标的目标。同时通过步骤S70计算进一步将运维目标由光机精确到了楼栋,指明了光机覆盖下各楼栋的维修优先级、维修方向和指标提升幅度等。
该方案在具有一定规模的有线电视网络中能够有效收敛运维目标,提升运维效率,降低全网的运维成本,实现了精准化的主动运维。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于均值标准差的有线电视网络运维方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
制定CM终端各项运行指标及合格标准;
网管系统对CM终端多项运行数据进行采集和存储;
大数据技术进行终端数据的实时指标合格评判并将结果储存到数据库中;
利用资源管理系统建立网络拓扑,建立不同网络节点下CM终端集合;
计算每个光节点下终端集合中在线终端数,筛选出值得进行分析的目标光机;
计算光机节点终端各个指标的合格率,圈出指标运行合格率低的光机及需要运维的指标;
计算运行合格率低的光机所覆盖的楼栋终端指标偏移量,确定维护楼栋、维护指标和优化方向。
2.根据权利要求1所述的网络运维方法,其特征在于,所述网管系统对CM终端多项运行数据的采集周期小于半小时。
3.根据权利要求1所述的网络运维方法,其特征在于,所述步骤大数据技术在对终端数据进行评判时以制定CM终端各项运行合格标准为准进行判断,且每条采集数据增加“合格标志”字段,将采集的数据输入并判断数据是否在合格的范围内,如果数据结果合格,则字样“合格标志”为1,反之,字样“合格标志”为0,并将“合格标志”写入数据库。
4.根据权利要求1所述的网络运维方法,其特征在于,所述资源管理系统是运营商基础信息支撑系统,负责所有网络线缆和设备之间物理连接信息的建立和维护,依托资源管理系统建立管理片区-光机-楼-CM终端MAC之间的覆盖拓扑关系。
5.根据权利要求4所述的网络运维方法,其特征在于,根据资源管理系统建立的管理片区-光机-楼-CM终端MAC之间的拓扑关系,计算每个光节点下终端集合中在线终端数,以便筛选值得进一步分析的光机,具体通过以下步骤进行筛选:
计算每个光机终端MAC集合中在线的终端数量,形成光机终端MAC集合A;
计算集合A中位值和算数平均值,取出集合A中在线终端数量大于中位值或算数平均值的值,该值对应的光机是值得进行分析的目标光机。
6.根据权利要求5所述的网络运维方法,其特征在于,从目标光机中选出需要运维的指标,具体包括如下步骤:
以一个自然月为周期,对终端的各项指标进行多次采集,计算出在线目标光机下各终端的指标合格率,并以指标合格率判定该终端是否合格,如果合格记为1,反之记为0;
计算目标光机下所有终端各个指标的运行合格率,所述运行合格率为运行合格的终端数在总在线终端数中的占比;
根据运行合格率选取与指标对应的需运维的目标光机。
7.根据权利要求6所述的网络运维方法,其特征在于,在所述运维目标光机覆盖的每栋楼中,确定维护楼栋、维护指标、维护方向的步骤如下:
计算每个终端下的指标偏移量;
计算每栋楼下的所有在线终端各个指标偏移量的累计值;
根锯偏移量的累计值及偏移量的绝对值确定每栋楼的维护指标、维护优先级和网络调整方向。
8.一种基于均值标准差的有线电视网络运维系统,包括CM终端、CMTS局端、城域网、交换机和采集服务器,其特征在于,所述CMTS局端连接至少一个CM终端,所述CMTS局端和城域网连接,所述交换机的一端连接采集服务器,另一端连接城域网。
9.根据权利要求8所述的数据采集系统,其特征在于,所述CMTS局端可以将CM终端运行指标通过城域网发送到采集服务器。
10.根据权利要求9所述的数据采集系统,其特征在于,所述交换机实现采集服务器和城域网之间的信息交互。
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