JP6028138B2 - ネットワーク要素位置へのネットワーク経路の推定を伴うネットワーク監視 - Google Patents

Description

〔関連出願の相互参照〕
関連した主題が以下の特許出願で開示されているが、それらは、本出願と所有者が共通し、同時係属であり、それらの内容全体が参照により本明細書に組み込まれる：２０１２年４月２７日に出願された、「ＭＡＰＰＩＮＧ Ａ ＮＥＴＷＯＲＫ ＦＡＵＬＴ」という名称の米国特許出願第１３／４５８４３５号（代理人整理番号ＣＳ３９８６４）；２０１２年４月２７日に出願された、「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ Ａ ＳＥＶＥＲＩＴＹ ＬＥＶＥＬ ＯＦ ＮＥＴＷＯＲＫ ＦＡＵＬＴ」という名称の米国特許出願第１３／４５８４７２号（代理人整理番号ＣＳ３９８６５）；および２０１２年４月２７日に出願された、「ＥＳＴＩＭＡＴＩＮＧ ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＬＯＣＡＴＩＯＮＳ ＯＦ ＮＥＴＷＯＲＫ ＦＡＵＬＴＳ」という名称の米国特許出願第１３／４５８５０４号（代理人整理番号ＣＳ３９８６６）。

プログラムプロバイダ、とりわけ、多重システムオペレータ、テレビ網およびテレビ局、ケーブルＴＶオペレータ、衛星テレビオペレータ、スタジオ、無線サービスプロバイダ、およびインターネット放送局／サービスプロバイダなどは、広帯域通信システムに、プログラミングおよび同様のコンテンツを、デジタル信号またはアナログ信号によりネットワークを通じて消費者／加入者に配信することを要求し得る。かかるネットワークおよび施設は、広範囲にわたり複雑であり得、通常、オペレータが、障害、損傷、ならびに同様の保守および他の問題を管理および監視することは困難である。例えば、ネットワーク保守活動の監視は、特に、広範囲に及ぶケーブルネットワークのオペレータに問題を提示し得る。

例として、ケーブルネットワークは、ＩＰまたはＩＳＰＮネットワークへのアクセスを提供し得るいくつかのノードに接続されているヘッドエンドを含み得る。ヘッドエンドは、通常、各受信機が、加入者のモデム、ＭＴＡ（メディアターミナルアダプタ）、セットトップボックス、端末装置、加入者宅内機器（ＣＰＥ）または同様の装置などの、多数のネットワーク要素に各々が接続する多数のノードに接続している、いくつかの受信機を有する、ケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）とインタフェースをとる。例えば、ＣＭＴＳの単一の受信機は、数百以上のネットワーク要素に接続し得る。ケーブルモデムは、ケーブルネットワークを経由した、インターネットおよび他のコンピュータネットワークへのデータ接続をサポートし得、ケーブルネットワークは、ヘッドエンドから加入者にダウンストリームで、および加入者からヘッドエンドにアップストリームで、データが送信できる双方向通信システムを提供する。ケーブルネットワークは、通常、端末ネットワーク要素（ＭＴＡ、ケーブルモデム、セットトップボックスなど）が様々な光ノード上に存在する、ツリー構造および分岐構造内のヘッドエンドに、加入者のケーブルモデムを相互接続する、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、またはハイブリッドファイバー／同軸（ＨＦＣ）ケーブルシステムなどの、様々なケーブルを含み得る。ノードは、ヘッドエンドにおける共通の構成要素によって結合されてサービスされ得る。

通常、どの端末装置がどの光ノードおよび同様のものに取り付けられているかを追跡するためのプロセスは、手動プロセスである。例えば、新しい顧客のサービスが最初に有効にされるとき、ネットワークオペレータはそのユーザーの特定のノードまたは位置を識別し、この情報を顧客管理データベースに手動で入力し得る。かかる接続の情報は、物理層の通信問題を解決するため、定期的なＨＦＣ施設保守を実行するため、および将来のサービス拡大を計画するために重要である。しかし、データが不正確であるか、または不完全である場合、それは、しばしば、問題の誤診、保守に関連した過剰な費用、および長引く新規配備となり得る。加えて、通信トラフィックが増加するか、または新規サービスが配備されるとき、特に、既存の加入者がネットワークのノードの異なる部分に再割り当てされる必要がある場合、ネットワークの部分の荷重を理解する必要性が重要になる。

従って、前述のように、いかなる種類の位相的なネットワーク位置も、情報のデータベースへの手動入力を必要とする。これは、かなり時間がかかり、退屈なタスクであり得る。実際のところ、ケーブルサービスプロバイダは、通常、彼のネットワークおよび施設内の問題を見つけるために、顧客の電話および技術者の手動分析のみを頼りにする。

以下の発明を実施するための形態で説明される実施形態の様々な特徴は、添付の図を参照して検討されると、さらに十分に理解でき、添付の図中、同じ番号は同じ要素を指す。

一実施形態によるグラフィカルユーザーインタフェースのいわゆるダッシュボードのスナップショット画面表示である。 一実施形態により、ネットワークが広がる地理的エリアの衛星画像の上に表示されたオブジェクトのクラスタを示すダッシュボードのパネルの表示である。 一実施形態により、ユーザーがシステムにログインすると、ダッシュボードの開始点を提供し得る対話型ユーザーインタフェースディスプレイの表示である。 一実施形態により、地図が、ネットワークサービスエリアの特定の領域にさらにズームインされている、図３と同様の表示である。 一実施形態により、ディスプレイ上に表示されたアラーム情報の調査時に使用するためのアラームツリーを示す対話型ユーザーインタフェースディスプレイの表示である。 一実施形態により、アラームツリーがさらに拡大されている、図５と同様の表示である。 一実施形態により、ノード位置、端末ネットワーク要素、ネットワーク経路、およびアラームを示す局所的な地理的地図を有する、グラフィカルユーザーインタフェースの表示である。 一実施形態により、端末ネットワーク要素のクラスタが、地理的近接性に基づき強調表示されている、図７と同様のグラフィカルユーザーインタフェースの表示である。 一実施形態により、地理的エリアの衛星画像上に表示されている、図８と同様のグラフィカルユーザーインタフェースの表示である。 図９に類似したグラフィカルユーザーインタフェースの表示であり、一実施形態により、地図上に表示されたケーブルモデムに対するアラームのリストを含む。 図１０に類似したグラフィカルユーザーインタフェースの表示であり、一実施形態により、地図上に表示されたケーブルモデムおよびそれによって使用されるチャネルに対する特定の性能パラメータ（この事例では、絶対値およびデルタ値に対するｄＢでのダウンストリームマイクロ反射）のリストを含む。 一実施形態により、フィールド技術者によって使用され得るディスプレイ画面を有する無線通信タブレットの図である。 一実施形態により、故障したモデムのリストを提供する、タブレットのディスプレイ画面のスナップショット図である。 一実施形態により、故障したモデムの地理的位置を市街地図上に提供する、ブレットのディスプレイ画面のスナップショット図である。 一実施形態により、ノードからダウンストリームに拡がり、故障しがちなケーブルモデムのクラスタがその中に定義されている、ネットワークのセクションの図である。 一実施形態により、ノードからダウンストリームに拡がり、電力関連の故障を起こしがちなケーブルモデムがその中に示されている、ネットワークのセクションの図である。 一実施形態により、ノードからダウンストリームに拡がり、反射関連の故障を起こしがちなケーブルモデムがその中に示されている、ネットワークのセクションの図である。

ケーブルネットワークなどの、ネットワーク内で生じる問題を事前にかつ自動的に見つけることを可能にする、管理および／または監視システム、ツールおよび／または方法に対する必要性がある。例えば、問題の地理的位置に関する情報、問題の本質、および／または問題の重大度は、問題が迅速に検出され、分離され、見つけられて、対処できるように、タイムリーに提供される場合、ネットワークオペレータに有用な情報を提供するはずである。加えて、ネットワークに関する、履歴の、長期間の、および定期的なヘルス情報が、ネットワーク要素または構成要素のゆっくりと着実な劣化を示し得る傾向を判断する際に役立ち得る。かかる劣化は、他の方法では、実際の故障が生じるまで、スポットチェックに基づき検出されない可能性がある。これらのタスクの少なくともいくつかが自動的に達成される場合、およびかかるシステムまたはツールが極めて大規模なネットワークにわたって拡大することが可能な場合、これは、ネットワークオペレータが、ネットワーク保守活動でさらに事前対策を講じるようになり、より高いレベルのネットワーク可用性および信頼性を達成することを可能にし得る。これは、障害または問題が生じた後でのリアルタイムのトラブルシューティングに対する必要性を低下させることにより、運用コストを削減することも可能にし得る。その上さらに、ネットワーク状態の定期的な収集および分析は、重要なネットワーク指標の見方を提供して、顧客に影響を及ぼす前に、問題を解決する役に立ち得る。

本開示は、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間のネットワークのケーブルの地理的経路が、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データを使用して電子的に推定される、ネットワーク経路をマッピングする方法を説明する。地理的地図に、ネットワーク構成要素の地理的位置、端末ネットワーク要素の地理的位置、および推定ステップによって生成された地理的経路が追加され、地理的地図は、地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化の使用で表示されることが可能である。

本開示は、対話型グラフィカルユーザーインタフェースの表示に、ネットワーク経路マッピング情報を追加するための信号処理電子装置も説明する。本装置は、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間のネットワークの推定された地理的経路を、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データを用いて自動的に生成するように構成された少なくとも１つの処理装置を有する。少なくとも１つの処理装置は、地理的地図の表示に、ネットワーク構成要素の地理的位置、端末ネットワーク要素の地理的位置、および推定された地理的経路を追加するようにも構成されている。

加えて、本開示は、その上にコンピュータプログラム命令が格納されている少なくとも１つの持続性コンピュータ可読記憶媒体を記述し、その命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行される場合に、その少なくとも１つのプロセッサに、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間のネットワークの地理的経路を、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データを用いて電子的に推定すること、ならびに地理的地図にネットワーク構成要素の地理的位置、ネットワーク要素の地理的位置、および地理的経路を追加することを含む動作を実行させる。推定ステップ中に、ＫＭＬデータが、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間の最短の歩行距離に対応する経路を電子的に判断するために使用され、その最短の歩行距離に対応する経路は、ネットワークの地理的経路として使用される。

簡潔に例証する目的で、実施形態の原理が、主にその例を参照することにより説明される。以下の説明では、多数の特定の詳細が、実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかし、当業者には、実施形態は、これら特定の詳細に制限されることなく、実施され得ることが明らかであろう。いくつかの事例では、周知の方法および構造は、実施形態を不必要に曖昧にしないために、詳細には説明されていない。

実施形態によれば、故障または他の問題およびその地理的位置を明瞭に示すことができる、サービスエリアの領域の地理的に正確な市街地図または衛星画像などの、視覚的表示を提供する目的で、ケーブルモデムまたは同様のものなどの、監視されているネットワーク要素の地理的位置に関する情報、およびＨＦＣ構成要素または同様のものなどの、関連したネットワーク構成要素トポロジーが、ネットワーク管理データベースまたは同様のものに自動的に投入されるように、ネットワーク監視が実行される。従って、ネットワークが地理的に辿る経路が、ネットワーク内のネットワーク要素および構成要素の物理的位置と共に、地図上に表示される。かかる地図は、問題を効率的かつ迅速な方法で解決するために、有用なネットワーク管理ツールをネットワークオペレータおよびフィールド技術者に提供する。

考えられる一例として、地図は、重大なレベルから全くサービスに影響しないレベルに及ぶ様々な重大度レベルの障害を表示するグラフィカルインタフェースの一部として提供できる。その結果、少なくともいくつかの実施形態では、ネットワーク上の障害の重大度が、自動的に判断されて、障害の推定された地理的位置と共に、地図上に表示される。

加えて、ネットワーク監視および管理システムまたはツールが提供され、ネットワークに接続されているか、またはネットワークと通信するサーバーもしくはリモートサーバー上にロードされているか、または存在するソフトウェアに完全に組み込まれ得る。言うまでもなく、ソフトウェアは、ネットワークのヘッドエンドに配置された機器、クラウド装置、および携帯機器またはモバイル機器などの、他の装置および機器上に存在し得る。このアプローチは、データの手動分析の必要性を除外して、大量のデータが大規模に、マイクロプロセッサまたは同様のものにより電子的に自動的に分析されることを可能にする。

ネットワーク管理ツールまたはソフトウェアは、可能性の高いタップおよびパッシブの位置について推定および推測して、この情報をキーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）地理的データおよび既知の光ノード位置データと結び付け得る。この累積情報から、ネットワーク管理ツールまたはソフトウェアは、所与のサービスエリアの地図または同様のものを、監視されたケーブルモデム位置および関連したネットワーク構成要素トポロジーで推定して、それを自動的に追加できる。

障害の地理的位置および周囲のネットワーク経路が、利用可能な実際のネットワーク経路またはネットワーク要素位置に関する最小限の情報および手動で入力されたデータに関わらず、推定され、分離されて、表示され得る。グラフィカルインタフェースは、特定のネットワーク要素を問題があるとして識別して表示できる。一例として、線形歪みまたは過剰な損失障害の潜在的な原因となる疑わしい構成要素として識別される、ケーブル、タップ、パッシブ、または同様のものなどの、ネットワークまたはＨＦＣ構成要素が、障害の位置として識別されて表示され得る。障害が単一の加入者または加入者のグループに影響を及ぼすかどうかも推定されて、ディスプレイに表示され得る。

さらにまた、ネットワーク管理ツールは、光学系、ノード、アンプ、ケーブル、タップ、パッシブ、および同様のものを含む共通の構成要素などの、ネットワークまたはＨＦＣインフラストラクチャを共有し得るネットワーク要素またはケーブルモデムのクラスタまたはグループを識別するために使用され得る。これに関して、ネットワークのヘッドエンドにおいてＣＭＴＳまたは同様の機器からのデータプルを介して容易に入手可能なサービスグループに対する管理情報ベース（ＭＩＢ）情報が、上で参照された地理的位置情報と共に使用できる。ネットワーク要素のグループまたはクラスタは、グラフィカルインタフェースを介し、他のソースを参照するソフトウェアを必要とせずに、容易に表示され、検査を実行し、または共通の障害シグネチャアラームが発せられるのを待機し得る。

さらにまた、障害の重大度が、影響を受けるネットワーク要素または加入者の数と共に、事前および事後の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を含む物理層測定基準の関連付けを通して、アップストリーム障害に関して推定され得る。より高い優先度アラームが、閾値を上回るネットワーク要素または加入者のグループに割り当てられる。その一方、より低い優先度アラームが、単一のネットワーク要素または加入者に対して検出された障害に割り当てられ得る。

一実施形態によれば、上で参照されたグラフィカルインタフェースは、いわゆる「ダッシュボード」の形式で、ネットワーク運営センターの担当者などのユーザーに対して提示され得る。重大なアラームは、ネットワークまたはその部分の地理的表示内のネットワーク全体にわたって表示され得る。加えて、ユーザーが彼らのネットワークの全体的なヘルスを監視することを可能にするために、ダッシュボードの使用を介して、統計値へのアクセスが提供され得る。

グラフィカルユーザーインタフェースの様々なスナップショットの表示が図１〜図１４で提供され、以下で説明される。これらの表示は、必要に応じて変更され得ることが理解されるはずである。モニターまたは同様の電子ディスプレイ画面を介してユーザーに表示され得るダッシュボード１０の第１の例が図１に示される。この例では、ダッシュボード１０の第１のパネル１２がアラームまたは潜在的な障害のリスト１４を含む「アクティブなアラーム」の情報を提供し、第２のパネル１６は、ネットワークのいわゆる「物理的表示」を提供し、第３のパネル１８は、パネル１２にリストされたアラームの地理的位置を、最も近くのノード２２または他のネットワーク構成要素と共に示す、地理的に正確な市街地図２０を提供する。地図２０は、道路および通りならびにそれらの名前を含み得る。加えて、図２に最も良く示されているように、アラームは、そのアラームが位置している地理的サービスエリアの画像２４、例えば衛星画像上に重ね合わされ得る。

問題、障害またはアラームが識別されると、それは、地理的近接性に基づき、他の問題、障害およびアラームと関連付けられて表示できる。例えば、図１の円２６内のアラーム１４を参照されたい。このアラームのグループまたはクラスタは、影響を受けたネットワーク要素の視覚的指標を提供し、アラームのクラスタを引き起こした潜在的な問題の中心点を示すことができる。例えば、図２の中心点２８を参照されたい。中心点を選択するユーザーは、問題のネットワーク要素またはモデムのリストが提供され得る。加えて、アラームのクラスタは、単一の対応する「アラーム」オブジェクトを有し得、それによりユーザーに表示されるアラームの数を削減する。

問題が、ネットワーク監視および管理システム、ツールまたはソフトウェアによって初めて識別されると、オペレータまたはユーザーは、明らかな問題または複数の問題をさらに調査するために、いくつかの選択肢を提供され得る。例えば、ネットワーク問題は、「サービンググループ（ｓｅｒｖｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）」または「地理的近接性」によって分離（すなわち、クラスタ化）され得、影響を受けた顧客／加入者の数および障害がサービスに影響を及ぼす範囲に基づき重大度によって優先順位を付けられ得る。ネットワーク障害は、管理ソフトウェアによって地図インタフェースにリンクでき、それは、その障害がネットワーク内の物理的位置に結び付けられることを可能にする。

図３〜図１１は、ネットワークオペレータに表示され得るダッシュボードのさらなる表示例を提供する。任意のタイプもしくは数の利用可能な図、地図、またはアラート表示が、ダッシュボード内に表示されて編成できる。例として、図３に示されるダッシュボード３０は、ユーザーがネットワーク監視および管理ソフトウェアまたはシステムに初めてログオンするとき、開始点として構成され得る。ここでは、ネットワークの「ズームアウト」表示が最初に提供されてネットワークの全体表示を可能にし、それは、広い地理的エリアに及び得る。ネットワーク監視および管理ツールによってデータが収集および分析され、データの分析のみに基づき、障害または複数の障害のタイプおよびその障害（複数可）の推定された地理的位置を識別する。

図３は、地理的フォーマットに基づきネットワーク全体図３２を提供し、アラームのいわゆる「ホットスポット」３４の指標を提供する。アラームのリスト３６は、ホットスポット３４の重大度および位置も示すことができるパネル３８で提供できる。閾値を上回るＦＥＣデルタ／ＣＭＴＳチャネル図４０、閾値を上回るフラップデルタ／ＣＭＴＳチャネル図４２、およびＣＭＴＳチャネル利用閾値交差図４４などの図がパネル４６に表示され、リスト３６に示されるアラームに対応し得る。言うまでもなく、これらの図は可能な図のほんの数例を提供するに過ぎない。かかるダッシュボードのさらなる例が、地図４８のセクションの表示をより詳細に提供する、図４に示される。

図５では、パネル５０がネットワークトポロジーに関する情報を提供するダッシュボードが示されている。ここでは、トポロジーが、いわゆるアラームツリーの形で提供されており、それは、ユーザーが、ネットワークのもっと狭く定義されたセクションに関してさらなる情報を取得することを可能にする。例えば、トポロジーは、ＣＭＴＳ（ＣＭＴＳ−１、ＣＭＴＳ−２、ＣＭＴＳ−３、ＣＭＴＳ−４、およびＣＭＴＳ−５など）をリストし得る。さらに、ファイバーノード（すなわち、ＦＮ−ＡおよびＦＮ−Ｂ）が、任意のＣＭＴＳに対して表示され得、アラームに関連したいくつかのネットワーク要素がリストされ得る。図６に示されるように、パネル５０は、アラームの重大度（すなわち、重大、重度、軽度）ごとにアラームに関連したネットワーク要素の数を示すようにも拡張され得る。

市街地図５２のさらに局所的な表示が図７に示されている。ここでは、ネットワークの単一のファイバーノード５４が、ネットワーク経路５６がノード５４から、ノード５４を介してサービスされる、ケーブルモデムなどの、端末ネットワーク要素５８まで伸びるように示されている。端末ネットワーク要素５８の色調（または色、など）が、アラームを地図５２上に視覚的に示すために使用できる。例えば、端末ネットワーク要素５８ａは、重大な重大度のアラームを示し得る暗い色調（または赤などの特定の色）で示され、他方、明るい色調（黄などの他の色）で表示される端末ネットワーク要素は、軽度の重大度のアラームを示し得る。この同じ地図５２は、地理的近接性クラスタ６０が強調表示されて示されている図８に示されるように、さらに調査できる。図７および図８に示すケーブル設備の経路５６が、以下でさらに詳細に説明するように、ＫＭＬデータを使用して推定され得る。所望であれば、管理ツールのユーザーは、万一、推定された経路および表示が不正確な場合には、経路５６を調整するか、または任意の既知のネットワークトポロジー情報を管理ソフトウェアまたはツールに入力することが可能である。

図７に類似した別の表示が、図９の地図６２に示される。ここでは、市街地図５２は、周囲の地理的エリアの実際の衛星画像を示すように修正されている。ノード５４、経路５６、および端末ネットワーク要素５８が、アラームおよび他のネットワークトポロジーがそうであるように、衛星画像上に重ね合わされている。潜在的なネットワーク障害をさらに調査する目的で、図９に示される「ケーブルモデム」は、図１０に示されるようなドロップダウンウィンドウ６４内に表示できる。ここでは、各ケーブルモデムまたは端末ネットワーク要素５８に対する、ＭＡＣアドレス、電力状態、雑音状態、アップストリーム反射状態、ダウンストリーム反射状態、ＦＥＣ状態。これらのケーブルモデムおよびリストされた状態のいくつかは、アラームを有していないが、他方、他は、「軽度」重大度のアラームを有し、また、他は「重大」重大度のアラームを有する。図１１は、ネットワーク問題をさらに調査するためのツールの機能を示す。ここでは、ダウンストリームマイクロ反射に対応する測定値がｄＢ単位で（絶対値およびデルタ値として）リストされ、ユーザーが、アラームの対象のこともあれば、対象でないこともある、これらまたは任意の他の値を視認し得るように、ウィンドウ６６に示される。

従って、ネットワークオペレータセンターのユーザーが上で参照したダッシュボードを視認して、例えば、上に示したように、それを用いてアラームを調査し、解決する必要のある特定の問題を識別した後、ネットワーク監視および管理ツール、ソフトウェアまたはシステムが、ユーザーが適切なフィールド技術者を正しい地理的位置に送るのを支援するために使用できる。ユーザーは、管理ツールまたはソフトウェアを、問題を解決する必要性に関して緊急性を評価するためにも使用できる。

ネットワーク監視および管理システム、ツールまたはソフトウェアは、フィールドにおいてサービス技術者によっても使用できる。例えば、ネットワーク監視および管理ソフトウェアは、安全な無線ウェブインタフェース経由など、技術者によってアクセス可能であるリモートサーバー上で実行され得る。例えば、携帯型、ラップトップ、ノートブック、もしくはタブレットコンピュータ、スマートフォン、または同様のものなどのモバイル機器が、前述のように、様々な図、情報および地図を取得するために使用され得る。その結果、提供された情報が、フィールドの問題を迅速にリアルタイムでデバッグするために使用されて地理的情報を提供し、アップストリームおよびダウンストリームの性能測定基準および障害状態のリアルタイム監視を提供して、技術者が複数の問題の相互依存性を理解することを可能にする。上記は、技術者が住居の内部にアクセスする必要性を削減し、技術者がヘッドエンドを訪れる必要のある回数を削減して、技術者がフィールドにいる間にネットワークトポロジーを更新することを可能にできる。本開示では、「リアルタイム」は、現在または最近のネットワーク状態を反映する意味のあるデータを提供するために十分に迅速な応答性のレベルならびにある程度の遅延または組込み遅延を許容する応答性のレベルを含む。

例として、フィールド技術者によってネットワーク監視および管理ソフトウェアに接続するために使用され得るタブレット７０が図１２〜図１４に示される。図１２では、技術者は、ＣＭＴＳのリストに対するアイコン７４、ネットワークワイドのアラートに対するアイコン７６、情報のスキャンまたはシステムへのアップロードに対するアイコン７８、および設定アイコン８０を含む、ディスプレイ７２が提供される。図１３は、障害を有するネットワーク装置８４のテーブル表示を提供するディスプレイ８２を示し、図１４は、同じネットワーク装置８４を、地理的地図形式のプラットフォームで、最も近いファイバーノード８８または同様のネットワーク構成要素と共に示すディスプレイ８６を示す。前述の全てが、有用で役立つ情報をフィールド技術者に提供する。

前述したネットワーク監視および管理システム、ソフトウェア、およびツールによって、様々な方法が使用され、それは、障害の判断、障害の位置付け、ネットワークの地理的マッピング、ネットワークトポロジー情報との、およびネットワークトポロジー情報なしでの障害の表示、同じ障害によって影響を受けるネットワーク要素のクラスタの表示、ならびに、障害の重大度を可能にする。これらの方法の実施形態は以下で提供される。

ネットワーク要素位置へのネットワーク経路の推定
大規模なネットワーク監視および管理システムを実装しようとするネットワークオペレータは、ネットワーク監視および管理ソフトウェアによる使用のために、全てのネットワークトポロジー情報をデータベースに入力する必要性によって挑戦される。この手動データ入力プロセスは、極めて時間がかかり費用が高くつくが、達成されると、かかるデータベースおよび情報はネットワークオペレータにとって極めて有益な情報を提供できる。

ネットワーク監視および管理システムの実施形態は、ネットワークの経路を概算する自動化プロセスを含む。従って、ネットワーク経路の入力および定義の手動タスクは必要とされず、かかる情報を備えるデータベースを生成するタスクが、わずかな手動労力で、または手動労力なしで、迅速に達成される。この目的のため、ＫＭＬデータが、ケーブルネットワークの経路を推定するために使用でき、例えば、ネットワークをケーブル接続する経路は、ノード（すなわち、光ファイバーノードなど）と端末ネットワーク要素（例えば、ケーブルモデム）との間を辿る。このアプローチでは、経路推定におけるわずかな誤差は許容され、ネットワーク問題の位置推定は正確であり得る。

キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）は、インターネットベースの２次元地図および３次元ブラウザ内で地理的注釈および可視化を表現するための拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）表記法である。ＫＭＬファイルは、任意のタイプの地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化で表示するために、１組の特徴（プレースマーク、画像、多角形、３Ｄモデル、テキスト記述など）を指定する。地図上の各場所または特徴は経度および緯度を割り当てられる。ＫＭＬファイルは、ＫＭＺファイルで配信され、それは「．ｋｍｚ」拡張子を有するｚｉｐファイルである。ＫＭＺファイルの内容は、通常、単一のルートＫＭＬドキュメント（名目上、「ｄｏｃ．ｋｍｌ」）、ならびに任意選択で、ネットワークでリンクされたＫＭＬファイルを含むＫＭＬ内で参照される、任意のオーバーレイ、画像、アイコン、および３Ｄモデルを含む。慣例により、ルートＫＭＬドキュメントは、ルートレベルであり、参照されるファイルはサブディレクトリ（例えば、オーバーレイ画像用の画像）内である。

その結果、ＫＭＬデータの使用により、ネットワーク障害の物理的位置およびネットワーク内のファイバーノードの物理的地理的位置情報が、市街地図または衛星画像上に表示できる。ファイバーノード情報は、通常、ネットワークオペレータによって格納され、かかるデータをデータプルによってインポートすることによりネットワーク監視および管理ソフトウェアに対して容易に利用可能になるであろう。ネットワーク障害位置の判断が別の節で後述される。

ネットワーク経路をマッピングする方法は、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間のネットワークのケーブルの地理的経路を、周囲の地理的エリア（すなわち、通りなど）のキーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データを使用して電子的に推定することを含み得る。かかる方法は、地理的に正確な地図に、ネットワーク構成要素の地理的位置、端末ネットワーク要素の地理的位置、および推定された地理的経路を追加することも含み得る。生成された地理的地図データは、地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化を用いて表示され得る。推定ステップ中、ＫＭＬデータは、ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の地理的位置との間の最短の歩行距離に対応する経路を電子的に判断するために使用でき、最短の歩行距離に対応する経路は、ネットワークのケーブルの地理的経路として使用できる。地理的地図の視覚形態が、ユーザーにより地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化を用いて表示でき、そこでは、ネットワーク構成要素、端末ネットワーク要素、および地理的経路が地理的地図の視覚形態上に図で示される。加えて、疑わしいネットワーク障害の地理的位置が、地理的地図の視覚形態上に図で示されるために、地理的地図上に追加できる。

ネットワーク構成要素およびそのネットワーク構成要素の地理的位置に関する情報が、電子的に受信できる。例えば、ネットワーク構成要素は光ファイバーノードであり得、情報はデータベースからケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）を介してインポートされ得る。

端末ネットワーク要素および端末ネットワーク要素の地理的位置に関する情報も電子的に受信できる。例えば、端末ネットワーク要素のサービスアドレスがデータベースからインポートでき、地理的地図上の端末ネットワーク要素の地理的位置がサービスアドレスの地理的位置として印を付けられることができる。端末ネットワーク要素のタップの位置が、サービスアドレスの前の通り上の位置として定義できる。ドロップケーブルの位置がサービスアドレスの地理的位置とタップの推定位置との間の接続として推定できる。地理的地図に含まれる通りに沿った、ネットワーク構成要素から端末ネットワーク要素への最短の歩行方向に対応する経路が判断されて、ネットワーク構成要素とタップとの間のネットワークの地理的経路として使用できる。

前述の経路推定手順は、ネットワーク構成要素に接続された各端末ネットワーク要素に対して、ソフトウェアにより自動的に繰り返すことができ、推定された多数の経路が、ネットワークの所定のサービスエリアに対して推定された全体的なネットワーク経路を生成するために重ね合わせることができる。

どのケーブルモデムがどのファイバーノードに接続されるかに関する判断が、例えば、次の代替手段のいずれかによって行われ得る。どのネットワーク要素がどのＤＯＣＳＩＳサービンググループ内にあるかに関する情報が容易に利用可能であれば、特定のファイバーノードが、そのノードに割り当てられた同じサービンググループ内にあることが知られているケーブルモデムに接続されるであろう。あるいは、この情報が、ネットワーク監視および管理ソフトウェアによって容易にアクセス可能でない場合、各ケーブルモデムは、それが物理的に最も近い（すなわち、マンハッタン距離）ファイバーノードに接続されると判断（推定）される。

前述の情報を地理的地図上に表示すると、経路が交差するが、以前にタップとして印を付けられていなかった点が、スプリッターとして識別できる。タップとスプリッターとの間の実際の差分のみが出力の電力比である。加えて、ネットワークアーキテクチャに関連して観察されたネットワーク電力レベルの不連続点が、増幅器の位置として識別できる。

前述の情報を使用すると、ネットワーク経路ならびにネットワーク要素および構成要素の位置が今や、ネットワーク監視および管理ソフトウェアによって推定されて表示できる。このソフトウェアは、経路を調整して、ネットワークのグラフィック表示内の要素および構成要素を編集（追加、削除または移動）し、かかる情報がフィールド技術者または同様の人によって検証されるように、それらをデータベースに保存する機能もユーザーに提供する。このように、ますます多くの情報がデータベースに追加されて保存されるにつれ、結果および将来の結果の精度がさらに向上できる。

サーバーまたはリモートサーバーなどの、信号処理電子装置が、前述の処理ステップを提供するためにアプリケーションを実行できる。加えて、その上にコンピュータプログラム命令が格納されている持続性コンピュータ可読記憶媒体も提供でき、それらの命令は、プロセッサによって実行される場合に、そのプロセッサに前述の動作を実行させる。

加えて、様々な修正が、前述の方法で実装できる。例えば、地球の湾曲に基づく経路推定の補正、高度に分割された経路の単一経路への要約、およびスケーラビリティのための冗長データの除去が、推定された経路を精緻化するか、または所望の表示をユーザーに提供するために実施できる。

ネットワーク障害位置でのネットワーク要素のクラスタ化
顧客／加入者および彼らのネットワーク要素は、障害を地図上の適切な地理的位置に結び付けることを可能にする目的で、地図上の点にリンクされる必要がある。いくつかの事例では、ネットワーク監視システムによってアクセスされて、自動的にインポートされるために利用可能な最小限のネットワーク要素位置データのみがあり得る。最小限の情報が提供され得る場合、ネットワーク内の問題を地理的に位置付けて、障害を重大度順に優先順位を付けるために、次のプロセスが使用できる。

ケーブルモデムを適切にグループ化するために、ケーブルモデム／ネットワーク要素上の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスに関連した課金／サービスアドレスが取得されて、ＤＯＣＳＩＳサービンググループに関連した情報と組み合わされ得る。障害がかかるモデムのグループに影響を及ぼすと考えられる場合、各個々のモデムに関連した多数の障害またはアラームが組み合わされて、単一のより高い優先度のネットワーク障害に優先順位付けされ得る。

例えば、顧客の課金／サービスアドレスがケーブルモデムのＭＡＣアドレスにリンクされる。このアドレスは、この特定のケーブルモデムの物理的位置を識別するために地図上に位置付けされる。ＭＡＣアドレスは、同じネットワーク構成要素を共有しそうな物理グループ内のモデムをグループ化するために、ＤＯＣＳＩＳサービンググループにリンクされる。従って、ネットワーク内で障害が生じると、ネットワーク監視および管理システムは、互いに物理的に近くに位置し、同じＤＯＣＳＩＳサービンググループを共有するモデムのグループを探す。これらのグループは「クラスタ」として識別される。クラスタに影響を及ぼす任意の障害は、多数の個々の関連のない低優先度の障害として識別されることに比べて、単一のより高い優先度の障害として識別できる。

従って、一実施形態によれば、ネットワーク障害をマッピングする方法は、ネットワーク上の端末ネットワーク要素の地理的座標および端末ネットワーク要素の共有ネットワーク構成要素との関連付けに関する情報を電子的に受信するステップ、および端末ネットワーク要素の各１つからアップストリームネットワーク通信を介しネットワークを通じて伝送された性能パラメータを監視するステップを含む。そこから監視された性能パラメータが、その性能パラメータに対する所定の閾値と比較して許容できない、端末ネットワーク要素が識別される。共通のネットワーク障害を被ると推定される端末ネットワーク要素のクラスタが、（ｉ）前述のように識別され；（ｉｉ）前述のように取得された地理的座標から判断されるように、互いから所定の地理的距離内にあり；（ｉｉｉ）ネットワークの共通の共有ネットワーク構成要素に関連付けられている、クラスタ内の端末ネットワーク要素を含むことにより定義される。定義されたクラスタの中心に対応する地理的座標および定義されたクラスタの半径も推定されて示され得る。次いで、地理的地図に、クラスタ内の端末ネットワーク要素の識別を含む、ネットワーク障害に対する単一のクラスタアラームが追加される。地理的地図は、地理空間ソフトウェアによって表示可能であり得る。

性能パラメータの監視中、異なるタイプの障害問題を識別するために、異なるタイプの性能パラメータが監視され得る。従って、クラスタの定義ステップ中、クラスタに含まれる端末ネットワーク要素は、異なるタイプの障害問題のうちの少なくとも１つの選択されたタイプを被る端末ネットワーク要素に制限されることもあれば、制限されないこともある。

ネットワーク障害の所定の地理的近接内にある、ネットワーク上の１組の端末ネットワーク要素を判断する目的で、ネットワーク上の端末ネットワーク要素のサービスアドレスがインポートされて、端末ネットワーク要素が所定の地理的近接内にあるか否かを判断するため、および地理的地図上に追加されるネットワーク要素の地理的位置を提供するために使用できる。各端末ネットワーク要素は一意の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを有しているので、サービスアドレスをインポートするステップは、端末ネットワーク要素をサービスアドレスにリンクするために、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスの既知の情報を使用するステップを含む。

どの端末ネットワーク要素が共通のサービンググループ内であるかを判断する目的で、端末ネットワーク要素がリンクされているサービンググループ、およびどの端末ネットワーク要素が、ネットワーク構成要素の動作に関連付けられた共通のサービンググループ内にあるかに関する情報が、インポートできる。例として、ＤＯＣＳＩＳサービンググループに関する情報が、ネットワークに接続されたケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）からのデータプルによってインポートできる。ＣＭＴＳからのデータプルは、ＣＭＴＳ上の管理情報ベース（ＭＩＢ）情報からであり得る。

ネットワーク上の端末ネットワーク要素の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスに関して利用可能な情報が、端末ネットワーク要素をサービスアドレスに、および共通のサービスグループにリンクするために使用できる。前述の方法は、地理的地図の視覚形態を地理空間ソフトウェアで表示することも含み得、そのソフトウェア内では、アラームまたは複数のアラーム、ネットワーク構成要素、および端末ネットワーク要素のクラスタが、地理的地図の視覚形態上に図で示される。共有ネットワーク構成要素の例は、ノード、光ファイバーノード、パッシブ型光学スプリッター、パッシブ型光学ネットワーク装置、増幅器、タップ、ケーブル、および同様のものを含み得る。さらにまた、本方法は、クラスタに影響を及ぼすネットワーク障害が、単一の端末ネットワーク要素に関連したネットワーク障害に対する異なるアラームよりも、地理的地図上で示されるような高い優先度を提供されるように、ネットワーク障害に関連したアラームの優先順位を付けるステップをさらに含み得る。

図１５は、一般的なクラスタ閾値アラームに関する例を提供する。光ファイバーノードＦＮ−Ａからダウンストリームに延びるネットワーク１００の一部が図１５に示される。図１５の各家１０２の図は、ネットワーク１００に接続されたケーブルモデム（図示せず）の位置を表し、家１０２とノードＦＮ−Ａを相互接続する配線１０４は、ネットワーク経路を表す。いくつかのケーブルモデムから監視される性能パラメータは、少なくともあるレベルのネットワーク障害を示し得る。図１５に示す例では、個別に円で囲まれた家１０２は、問題を報告している。大きな円１０６内にある５つの家１０２は、互いに近くにあるが、他方、家１０２Ａは、図１５に示す大きな円１０６から遠く離れている。

図１５で問題を報告しているケーブルモデムの各々の地理的座標および共通のノード構成要素ＦＮ−Ａとのそれらの関連付けのみに基づき、大きな円１０６内のケーブルモデムは、家１０２Ａにおける単一のケーブルモデムよりも高い優先度の単一のクラスタアラームの対象であるクラスタ内に定義できる。自動的に生成されるクラスタアラームは、そのクラスタ内（すなわち、円１０６内）のケーブルモデム、ノード構成要素ＦＮ−Ａ、定義されたクラスタの中心の地理的座標、および定義されたクラスタの半径を示し得る。クラスタの定義は、任意のタイプの問題またはアラームを経験しているケーブルモデムを含み得るか、または特定のタイプの問題（すなわち、電力関連の問題、反射関連の問題、ＦＥＣ関連の問題など）を経験しているケーブルモデムに制限できる。さらに、クラスタの定義は、検出された問題の重大度またはレベルに基づき制限できる。加えて、問題を報告しているケーブルモデム間の最大距離も、可能なサイズのクラスタに制限するように設定できる。ネットワークトポロジーがネットワークのノードによって大きく異なり得るので、また、閾値およびアラーム分析が、任意の特定のノードに対して、および大規模なネットワークの異なる領域にわたって、適切であることもあれば、適切でないこともあるので、前述の設定および構成の全ては、ノードごとに設定できる。

サーバーまたはリモートサーバーなどの、信号処理電子装置が、前述の処理ステップを提供するためにアプリケーションを実行できる。加えて、その上にコンピュータプログラム命令が格納されている持続性コンピュータ可読記憶媒体も提供でき、それらの命令は、プロセッサによって実行される場合に、そのプロセッサに前述の動作を実行させる。

障害／損傷の地理的な位置付け／分離
監視されたパラメータとネットワークトポロジー情報との組合せが、ケーブルネットワーク障害の起こり得る物理的位置を識別するために使用できる。このアプローチは、簡単な多数の分析を通してソフトウェアで実装されることが可能である。複雑な画像認識および人工知能は必要ない。加えて、いくつかの異なっていて、潜在的で、一見無関係な、問題が観察される場合でさえ、共通のネットワーク障害点の位置を突き止めるために下位アルゴリズムの組合せが使用できる。

線形歪みまたは過剰な損失障害を引き起こしているネットワーク障害の物理的位置を推定する方法は、ネットワークの物理トポロジーの情報を電子的に受信するステップを含み得る。これは、ネットワーク構成要素およびそのネットワーク構成要素の地理的位置ならびに端末ネットワーク要素およびその端末ネットワーク要素の地理的位置に関する情報のデータプルを含み得る。本方法は、ネットワーク上の端末ネットワーク要素からアップストリーム通信を経由して伝送された少なくとも１つの性能パラメータを自動的かつ電子的に監視することにより、ネットワーク障害を検出するステップ、ならびにネットワーク上のネットワーク障害の物理的位置を、検出された少なくとも１つの性能パラメータ、取得されたネットワークの物理トポロジー情報、およびネットワーク障害を示す少なくとも１つの性能パラメータが受信された端末ネットワーク要素または複数の要素に基づき、自動的に推定するステップも含み得る。その後、本方法は、検査を必要とし得、ネットワーク障害の原因をもたらし得るネットワーク構成要素のリストを自動的に生成することを含む。例として、ネットワーク構成要素は、ドロップケーブル、タップ、幹線ケーブル、増幅器、およびノード構成要素を含み得る。

ネットワークは、ケーブルモデムなどの、端末ネットワーク要素を、ケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）を有するネットワークのヘッドエンドに、ツリーおよび分岐ネットワーク構造を経由して相互接続する、ハイブリッドファイバー・同軸（ＨＦＣ）ネットワークであり得る。アップストリーム通信は、本明細書では、端末ネットワーク要素からヘッドエンドの方向に伝送される通信として定義される。

本方法は、地理的に正確な地図に、ネットワーク障害の原因であると考えられるネットワーク構成要素の地理的位置、ネットワーク障害によって影響を受ける各端末ネットワーク要素の地理的位置、およびネットワーク障害を識別する診断アラームを自動的かつ電子的に追加するステップも含み得る。一実施形態によれば、地図は、地理空間ソフトウェアの使用で表示可能である。

物理ネットワーク内のどの要素が障害の潜在的な点であるかを判断するために、監視されるパラメータのサブセットが使用される。監視されるパラメータは、例えば：ダウンストリーム電力レベル（絶対およびデルタ）；アップストリーム電力レベル（絶対およびデルタ）；マイクロ反射；アップストリームフィルタ係数比；搬送波対雑音比（ＣＮＲ）／信号対雑音比（ＳＮＲ）；および変調誤差比（ＭＥＲ）を含み得る。

一例によれば、等化電力比（ＥＰＲ：Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）とも呼ばれ得る、アップストリームフィルタ係数比が、ケーブルネットワーク内の障害の存在の検出に使用できる。この比に対する式は、ケーブルモデムの等化器の総エネルギー（メインタップを含む）で除算された、補正のために使用されたタップエネルギー間の比の１０の対数である。すなわち、式は：ＥＰＲ＝１０^*ｌｏｇ（ＴＣＥ／ＴＥ）と解釈され得；式中、ＴＣＥはタップ補正エネルギー（すなわち、メインタップを除く、全てのタップ内の等化器によって使用されるエネルギーの合計）を表し、ＴＥは総エネルギー（すなわち、メインタップを含む、全てのタップ内の等化器によって使用される全てのエネルギーの合計）を表す。それ故、この特定のパラメータを使用して、ネットワーク上の障害の存在が、ケーブルモデムにより、アップストリーム通信の等化補正のために、どのくらいのエネルギーが必要とされるかという判断に基づき検出される。例えば、あるレベルの補正が要求された後、これが、ネットワーク上の潜在的に障害のある構成要素の表示のためのツールとして使用される。

障害が検出されて、関連のあるネットワークトポロジーが取得された後、障害の物理的位置を推定するために次のアルゴリズムが使用され得る。例えば、共通のネットワーク構成要素を共有するモデムの共通のサービンググループ内の単一のケーブルモデムのみが、ダウンストリームおよびアップストリームの電力レベルにおける許容できないドロップを報告している場合、その問題を引き起こしていると思われるネットワーク要素は、単一のケーブルモデムのドロップケーブル、関連したタップ、およびタップに給電している幹線ケーブルであることが自動的に推定される。しかし、同じサービンググループ内の複数のケーブルモデムが電力レベルにおけるこのドロップを報告する場合、ドロップケーブル、関連したタップ、およびこれらのタップに給電している幹線ケーブルが全て、問題の起こり得る原因として識別される。しかし、ネットワークトポロジー内の最も離れたアップストリームの要素が、この事例におけるネットワーク内の共通の障害の最もありそうな位置として優先順位付けされる。

ケーブルモデムの共通のサービンググループ内の単一のケーブルモデムのみがマイクロ反射またはそのアップストリームフィルタ係数比（すなわち、前述のようにＥＰＲ）における許容できないレベルを報告している場合、または、これらのパラメータのいずれかにおける許容できないドロップおよび限界である絶対電力レベル値がある場合、その問題を引き起こしていると思われるネットワーク要素は、ドロップケーブル、関連したタップ、およびタップに給電している幹線ケーブルであることが推定される。同じサービンググループ内の複数のケーブルモデムが、マイクロ反射もしくはそれらのアップストリームフィルタ係数比における許容できないレベルを報告する場合、またはこれらのパラメータのいずれかにおける許容できないドロップおよび限界である絶対値がある場合、ドロップケーブル、関連したタップ、およびこれらのタップに給電している幹線ケーブルが全て、問題の起こり得る原因として識別される。しかし、最も頻繁に共通して識別されるネットワーク要素が、ネットワーク内の共通の障害の最もありそうな位置として優先順位付けされる。

サービンググループ内の複数のケーブルモデムが反射および電源ドロップ問題の両方を示している場合、両方の組の要素が潜在的な原因として識別される。しかし、本当の問題が反射ベースである場合でさえ、電力障害結果が優先される。これは、電力障害結果が、問題を解決するために対処するためのネットワーク内の正確な点を識別する可能性がより高いためである。

電源ドロップ問題がアップストリームまたはダウンストリーム信号においてのみ観察される場合、優先順位付けは、増幅器およびノード要素に置かれる。

１つまたは複数のケーブルモデムが許容できないレベルのＣＮＲ／ＳＮＲまたはＭＥＲを示していて、かつ、許容できる電力レベルを示している場合、優先度は、システム内の増幅器およびノード要素に置かれる。しかし、１つまたは複数のケーブルモデムが許容できないレベルのＣＮＲ／ＳＮＲまたはＭＥＲを示していて、かつ、許容できない電力レベルを示している場合、優先度は、前述のように、電力レベル障害識別（すなわち、ドロップケーブル、関連したタップ、およびタップに給電している幹線ケーブル）に置かれる。

図１６は、ダウンストリーム電力レベル（絶対およびデルタ）に対する性能パラメータのアラーム閾値が、全て同じ光ファイバーノードＦＮ−Ａを介してサービスされている一連のケーブルモデムＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５およびＣ６に対して検出される例を提供する。これらのケーブルモデム位置の各々が図１６に円で囲んで示されている。ケーブルモデムＣ１、Ｃ２およびＣ３は、それぞれ、タップＴ１、Ｔ２およびＴ３に接続され、各ケーブルモデムＣ４、Ｃ５およびＣ６はタップＴ４に接続されている。スプリッターＳ１がタップＴ２のダウンストリームに配置されていて、ネットワーク経路の分割をタップＴ３およびＴ４に提供する。タップまたは分割を包含する少なくとも１つのケーブルモデムが、アラームが発せられて、連続電力の影響を受けるネットワークの領域を識別するために、電力問題を報告する必要がある。

一実施形態によれば、アラームは、図１６に示す問題に対して、検出されたパラメータおよびネットワークのトポロジーに基づき、自動的に発せられて、障害の位置または原因の推定を提供し、その問題によって影響を受けるケーブルモデムおよびネットワークトポロジー構成要素を識別する。障害の位置の自動推定のためのアルゴリズムは、ノードＦＮ−Ａに接続されたネットワークのトポロジーの第１のトラバーサルの深さを含み得る。例えば、ケーブルモデムＣ３、Ｃ４、Ｃ５およびＣ６から始まる経路に沿った各ケーブルモデムの電力状態が、アップストリーム通信を介して報告される。タップは、包含しているケーブルモデムのうちの少なくとも１つが電力問題を示す場合、起こり得る電力問題として識別される。このプロセスは、経路がノードＦＮ−Ａに戻るまで、ケーブルモデムＣ２、次いでＣ１に対して、再帰的に繰り返される。少なくとも１つの包含しているケーブルモデムが電力低下を示す場合、任意のタップまたはスプリッターが、障害の可能性の高い位置として識別されるであろう。

図１６に示す例では、前述の手法が、ノードＦＮ−ＡおよびタップＴ１を障害の可能性の高い位置として自動的に推定および識別し、タップＴ２、Ｔ３およびＴ４、スプリッターＳ１、ならびに対応するケーブルモデムをその障害によって影響を受けているとして識別するであろう。従って、フィールド技術者は、問題のさらなる調査のために、まず、タップＴ１および包含しているケーブルに向かわされるであろう。

図１７は、アップストリームまたはダウンストリーム反射のいずれかに関連する性能パラメータのアラーム閾値が、全て同じ光ファイバーノードＦＮ−Ａを介してサービスされている一連のケーブルモデムＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５およびＣ６に対して検出される例を提供する。これらのケーブルモデム位置の各々が図１７に円で囲んで示されている。アラームは、図１７に示す問題に対して、検出されたパラメータおよびネットワークのトポロジーに基づき、自動的に発せられて、障害の位置または原因の推定を提供し、その問題によって影響を受けるケーブルモデムおよびネットワークトポロジー構成要素を識別する。

反射に関連した障害の位置の自動推定のためのアルゴリズムは、各ケーブルドロップ、タップ、およびダウン給電線に、反射問題を報告する各ケーブルモデムに対して１の値の重みを付けるかまたは割り当てること、および給電線の終端端部におけるタップもしくは分割に１もしくは１未満の値の重みを付けるかまたは割り当てることを含み得る。各要素または構成要素の重みは、異なるケーブルモデムによって参照される度に増加される。障害位置は、最も高い重みを有する構成要素と推定される。

図１７に示す例では、この手法は、ケーブルモデムＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５およびＣ６の各々のドロップケーブルに１の値で重みを付ける。タップＴ２およびＴ３は、タップＴ２およびＴ３から延びる給電線と共に１の値も受信する。タップＴ４およびタップＴ４から延びる給電線は各々、同じ問題を報告する３つのケーブルモデムＣ４、Ｃ５およびＣ６の各々に基づき３の値を割り当てられる。しかし、スプリッターＳ１は、その値が、問題を報告するケーブルモデムＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５およびＣ６の各々に対して１だけ増加されるので、５の値を割り当てられる。従って、ノードＦＮ−ＡおよびスプリッターＳ１が、障害の可能性の高い位置として自動的に識別されて、タップＴ２、Ｔ３およびＴ４ならびに関連したケーブルモデムが、その障害によって影響を受けていると識別される。それ故、フィールド技術者は、反射問題をさらに調査するために、スプリッターＳ１およびそのダウンストリームの給電線にまず向かわされるであろう。

サーバーまたはリモートサーバーなどの、信号処理電子装置が、前述の処理ステップおよび分析を提供するためにアプリケーションを実行できる。加えて、その上にコンピュータプログラム命令が格納されている持続性コンピュータ可読記憶媒体も提供でき、それらの命令は、プロセッサによって実行される場合に、そのプロセッサに前述の動作を実行させる。

ネットワーク障害重大度の判断
大規模なネットワーク監視およびアラーム生成に関連した課題は、各アラームに対して重大度レベルを適切に判断して割り当てることである。例えば、これは、何百万もの顧客にわたって数千のアラームがあり得る、極めて大規模なネットワークに対処する場合に特に重要である。

本開発の一実施形態は、個々に、または一斉に、様々な性能または潜在的な性能の問題を示し得る、多数の性能パラメータを監視する。従って、ネットワークアラームを、これらの非常に大規模なネットワークにわたって拡大できる方法で、連続して正確に評価して優先順位付けすることが必要である。

実施形態によれば、パラメータのバンクがケーブルモデム上で監視されて、パラメータの絶対値、値内のデルタおよび各モデムに対する絶対値の関数としてデルタを含む。これらの値のいずれかが構成可能な閾値よりも下がると、アラームが発せられる。アラームが発せられると、それが、次に基づき、その重大度レベルに対して評価される。

アラームが発せられたが、事前ＦＥＣおよび事後ＦＥＣビット誤り率（ＢＥＲ）の両方が許容可能である場合、アラームは、最も低い（軽度）レベルであると判断されて、サービスに影響を及ぼさず、ネットワークオペレータの便宜のために先行保守の候補である。

アラームが発せられて、事前ＦＥＣ ＢＥＲは許容できないが、事後ＦＥＣ ＢＥＲは許容可能である場合、アラームは中程度（重度）レベルであると判断される。これはまだ、先行保守の候補であるが、それはすぐにサービスに影響を及ぼすようになり得るので、低下に対して監視されるべきである。

アラームが発せられて、事後ＦＥＣ ＢＥＲが許容できない場合、アラームは最も高い（重大）レベルであると判断され、サービスに影響を及ぼし、対処される必要がある。

アラームの重大度が前述のように推定されると、各重大度レベル内のアラームが、そのアラームによって影響を受ける顧客数に基づき、優先順位付けされる。

従って、前述のように、数多くのパラメータが監視され、アラームの重大度が、監視されていた元の性能パラメータによって示されるような障害の重大度ではなく、事前ＦＥＣおよび事後ＦＥＣ誤り率によって割り当てられる。単一の障害が複数の顧客に影響を及ぼす事例では、各アラームが個々に検出されるが、次いで、アラームは単一のより高い優先度のアラームに組み合わされる。そうでない場合、数人の顧客に影響を及ぼしている単一のネットワーク問題が、実際には、単一の問題を解決することが多数の顧客に同時に対処することになるような場合に、いくつかの、独立した低い優先度のアラームとして表示されるであろう。

例として、実施形態は、潜在的なネットワーク障害を検出するために、ネットワーク上の端末ネットワーク要素へのアップストリームおよびダウンストリームリンク上の性能パラメータを監視することによりネットワーク障害の重大度レベルを推定すること、および取得された性能パラメータのうちの少なくとも１つが事前設定の閾値を交差する場合に自動的に、潜在的なネットワーク障害に関してアラームを発することを含み得る。アラームが発せられた後、影響を受けた端末ネットワーク要素と、ＣＭＴＳなどの、ネットワークのヘッドエンド機器との間の通信に関して、事前および事後の順方向誤り訂正（ＦＥＣ）ビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき自動的に、重大度のレベルがアラームに割り当てられる。ネットワーク障害によって影響を受け得る端末ネットワーク要素の総数が推定されて、等しいレベルの重大度の複数のアラームが発せられる場合、最多数の端末ネットワーク要素に対してサービスに影響を及ぼすアラームにより高い優先度が付けられる。

事前ＦＥＣ ＢＥＲが事前ＦＥＣ ＢＥＲに対する所定の許容可能な範囲内であり、事後ＦＥＣ ＢＥＲが事後ＦＥＣ ＢＥＲに対する所定の許容可能な範囲内である場合、重大度のレベルは、事前ＦＥＣ ＢＥＲおよび事後ＦＥＣ ＢＥＲのうちの少なくとも１つがそのそれぞれの所定の許容可能な範囲外である場合と比べて、低いレベルの重大度に割り当てられ得る。さらに、事後ＦＥＣ ＢＥＲが事後ＦＥＣ ＢＥＲに対する所定の許容可能な範囲外である場合、重大度のレベルは、事後ＦＥＣ ＢＥＲが所定の許容可能な範囲内である場合と比べて、高いレベルの重大度を割り当てられ得る。

障害の検出および重大度レベルの割当てに続き、地理的に正確な地図に、ネットワーク障害が起因するネットワーク構成要素の地理的位置、ネットワーク障害によって影響を受ける各端末ネットワーク要素の地理的位置、ならびにネットワーク障害およびネットワーク障害の重大度レベルを識別する診断アラームが自動的に追加され得る。地図は、地理空間ソフトウェアによって表示可能であり得る。

サーバーまたはリモートサーバーなどの、信号処理電子装置が、前述の動作を提供するためにアプリケーションを実行できる。加えて、その上にコンピュータプログラム命令が格納されている持続性コンピュータ可読記憶媒体も提供でき、それらの命令は、プロセッサによって実行される場合に、そのプロセッサに前述の動作を実行させる。

上で参照された、前述の方法を実行するための信号処理電子装置は、回路基板上または別の電子装置内に物理的に提供され得、様々なプロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、チップ、ディスクドライブ、および同様のものを含み得る。当業者には、モジュール、プロセッサ、コントローラ、ユニット、および同様のものは、電子部品、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せとして実装され得ることが明らかであろう。

本発明の原理が、特定のネットワーク、装置、機器、システム、および方法に関連して上で説明されてきたが、本説明は、添付の請求項で定義されるような、本発明の範囲に関する制限としてではなく、例としてのみ行われていることが明らかに理解されるであろう。

Claims (20)

1. ネットワーク経路をマッピングする方法であって、
   端末ネットワーク要素に関連する一意のメディアアクセスコントロールアドレスを前記端末ネットワーク要素に関連する顧客の、前記ネットワーク要素の地理的地図上の物理的な地理的位置を示すサービスアドレスにリンクさせるステップと、
   少なくとも１つのネットワークケーブルの地理的経路であってネットワーク構成要素の地理的位置から前記端末ネットワーク要素への前記地理的位置への少なくとも１つの通りに沿った最短の歩行方向に対応する地理的経路を、実際のネットワーク経路に関する手動で入力されたデータを使用せずに、電子的に推定するステップと、
   前記地理的地図に、前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置、前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置、および前記地理的経路を追加するステップであって、前記地理的地図は、地理空間ソフトウェアを介して表示可能であるステップと、
   前記端末ネットワーク要素が故障を示しているときは、
   前記端末ネットワーク要素から所定の地理的距離内のいずれの他の端末ネットワーク要素も故障を示さない場合において、前記地理的地図に、第１のアラームの視覚的表示を追加するか、又は
   前記端末ネットワーク要素から前記所定の地理的距離内の１又はそれ以上の他の端末ネットワーク要素も故障を示すとき、前記地理的地図に、前記第１のアラームの視覚的表示より優先度が高い第２のアラームの視覚的表示を追加するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記推定ステップ中に、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データを使用して、前記地理的経路を電子的に判断する、請求項１に記載の方法。
3. 前記地理的地図の視覚形態を、前記ネットワーク構成要素、前記端末ネットワーク要素、および前記地理的経路が前記地理的地図の前記視覚形態上に図で示される、地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化を用いて表示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 疑わしいネットワーク障害の地理的位置を、前記地理的地図の前記視覚形態上に図で示されるように、前記地理的地図上に追加するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ネットワーク構成要素および前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置に関する情報を電子的に受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ネットワーク構成要素が光ファイバーノードであり、かつ、前記受信ステップが、前記情報をデータベースからケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）を介してインポートすることを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記端末ネットワーク要素および前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置に関する情報を電子的に受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記受信ステップが、前記端末ネットワーク要素のサービスアドレスをデータベースからインポートすることと、前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置を前記地理的地図上で前記サービスアドレスの地理的位置として印を付けることとを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記地理的経路を推定する前記ステップが、前記端末ネットワーク要素のタップの位置を、前記サービスアドレスの前の通り上の位置として推定することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記地理的経路を推定する前記ステップが、ドロップケーブルの位置を前記サービスアドレスの前記地理的位置と前記タップの前記推定位置との間の接続として推定することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記地理的経路を推定する前記ステップが、前記地理的経路を前記ネットワーク構成要素と前記タップとの間として定義することとを含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記ネットワーク構成要素に接続された各端末ネットワーク要素に対して、前記推定ステップを繰り返すステップをさらに含み、かつ、前記推定ステップによって生成された前記地理的経路を、前記ネットワークの所定のサービスエリアに対して推定された全体的なネットワーク経路を生成するために、重ね合わせるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. どの端末ネットワーク要素が前記ネットワーク構成要素に接続されているかを判断するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. どの端末ネットワーク要素が接続されているかを判断する前記ステップが、ＤＯＣＳＩＳサービンググループに関する情報を電子的に受信することと、同じＤＯＣＳＩＳサービンググループ内にあると判断される端末ネットワーク要素を、前記ＤＯＣＳＩＳサービンググループに対して責任があると判断される前記ネットワーク構成要素に接続することとを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ネットワーク構成要素が前記ネットワークのノードであり、かつどの端末ネットワーク要素が接続されているかを判断する前記ステップが、端末ネットワーク要素を前記ネットワークの物理的に最も近いノードに関連付けることを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 地理的経路が交差する前記地理的地図上の位置を、タップとして既に識別されていない限り、スプリッターとして印を付けるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
17. ネットワーク電力レベルの不連続が前記地理的経路上で監視される場合に、前記地理的地図上の点を増幅器として印を付けるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
18. 対話型グラフィカルユーザーインタフェースの表示に、ネットワーク経路マッピング情報を追加するための信号処理電子装置であって、
    端末ネットワーク要素に関連する一意のメディアアクセスコントロールアドレスを前記端末ネットワーク要素に関連する顧客の、前記ネットワーク要素の地理的地図上の物理的な地理的位置を示すサービスアドレスにリンクさせ、
    ネットワーク構成要素の地理的位置と端末ネットワーク要素の前記地理的位置との間の少なくとも１つの通りに沿ったネットワークの推定された地理的経路を、実際のネットワーク経路に関する手動で入力されたデータを使用せずに、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データにより自動的に生成するように構成された少なくとも１つの処理装置を含み、前記少なくとも１つの処理装置が、前記地理的地図の表示に、前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置、前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置、および前記推定された地理的経路を追加するように構成され、
    前記端末ネットワーク要素が故障を示しているときは、前記少なくとも１つの処理装置は、
    前記端末ネットワーク要素から所定の地理的距離内のいずれの他の端末ネットワーク要素も故障を示さない場合において、前記地理的地図に、第１のアラームの視覚的表示を追加するか、又は
    前記端末ネットワーク要素から前記所定の地理的距離内の１又はそれ以上の他の端末ネットワーク要素も故障を示すとき、前記地理的地図に、前記第１のアラームの視覚的表示より優先度が高い第２のアラームの視覚的表示を追加する、ように構成されている、信号処理電子装置。
19. 前記信号処理電子装置がサーバーであり、前記地理的地図が、地理空間ソフトウェア実装ＫＭＬ符号化を介して表示可能であり、かつ、前記ＫＭＬデータが、前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置と前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置との間の最短の歩行距離に対応する経路を判断して、前記最短の歩行距離に対応する経路が、前記ネットワークの前記推定された地理的経路として使用されるようにするために、前記少なくとも１つの処理装置によって使用される、請求項１８に記載の信号処理電子装置。
20. その上にコンピュータプログラム命令が格納されている少なくとも１つの持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行される場合、前記少なくとも１つのプロセッサに、
    端末ネットワーク要素に関連する一意のメディアアクセスコントロールアドレスを前記端末ネットワーク要素に関連する顧客の、前記ネットワーク要素の地理的地図上の物理的な地理的位置を示すサービスアドレスにリンクさせることと、
    ネットワーク構成要素の地理的位置と前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置との間の少なくとも１つの通りに沿ったネットワークの地理的経路を、実際のネットワーク経路に関する手動で入力されたデータを使用せずに、キーホールマークアップ言語（ＫＭＬ）データにより電子的に推定することと、
    前記地理的地図に、前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置、前記ネットワーク要素の前記地理的位置、および前記地理的経路を追加することと、
    を含む動作を実行させ、
    ここで、前記推定ステップ中に、前記ＫＭＬデータが、前記ネットワーク構成要素の前記地理的位置と前記端末ネットワーク要素の前記地理的位置との間の最短の歩行距離に対応する経路を電子的に判断するために使用され、かつ、前記最短の歩行距離に対応する前記経路が、前記ネットワークの前記地理的経路として使用されるものであり、
    前記端末ネットワーク要素が故障を示しているときは、
    前記端末ネットワーク要素から所定の地理的距離内のいずれの他の端末ネットワーク要素も故障を示さない場合において、前記地理的地図に、第１のアラームの視覚的表示を追加すること、又は
    前記端末ネットワーク要素から前記所定の地理的距離内の１又はそれ以上の他の端末ネットワーク要素も故障を示すとき、前記地理的地図に、前記第１のアラームの視覚的表示より優先度が高い第２のアラームの視覚的表示を追加すること、
    を含む動作を実行させる、少なくとも１つの持続性コンピュータ可読記憶媒体。